本发明涉及污水处理域，特别涉及一种污水处理用反硝化处理工艺及所用的布水补气装置。
背景技术：
化肥厂生产过程中会产生大量的含硝酸盐和亚硝酸类物质，在进行相关的污水处理时，通常采用生物反硝化处理工艺，常规的生物反硝化处理工艺依靠搅拌器搅拌促使生物菌种和污水混合均匀，同时水体表面的氧气溶解于水中，溶解氧浓度需要在0.3mg/l-1.0mg/l之间以满足反硝化菌种的生长条件。常规的反硝化反应池占地面积大，所需的搅拌机功率较高，池深在7-20米之间的深井式反应池和深水式反应池具有较深的池深，相对于普通反应池占地面积更小，所需要使用的搅拌机功率也较小，因此采用深井式反应池或者深水式反应池可以减小场地、设备和能源方面的成本。采用深井式反应或深水式反应池进行反硝化反应时，反应池底部溶解氧量容易低于0.3mg/l易引发厌氧反应，厌氧反应会降低反硝化反应的效率,不利于水中硝酸盐和亚硝酸盐类物质的去除。为了避免厌氧反应的发生，需要为反应池补气，但是常规曝气设备补的气量较大，很难将池水中溶解氧的浓度控制在0.3mg/l-1.0mg/l之间，使得反应池内的氧浓度超标，此外采用专门的曝气设备会增加设备投入，曝气时需耗费能源。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有曝气设备无法或很难使深井式反应池或者深水式反应池内溶解氧浓度达到反硝化反应条件的问题，提供一种污水处理用反硝化处理工艺及所用的布水补气装置。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种污水处理用反硝化处理工艺，采用深井式反应池或者深水式反应池进行反硝化处理；污水通过传输管道进入深井式反应池或者深水式反应池的底部，并且在传输管道中形成重力水塞流；通过重力水塞流携带的气体对深井式反应池或者深水式反应池底部进行补气，使深井式反应池或者深水式反应池内溶解氧浓度为0.3-1.0mg/l。
进一步的，通过补气管向污水传输管道内补入空气，通过调节补气管的空气流通量调节进入传输管道的空气的量；在所述补气管上设置补气用的阀门，通过调整阀门的开通量调整进入传输管道的空气的量，使传输管道内的气水比小于三分之一且反应池内溶解氧浓度为0.3-1.0mg/l。
进一步的，传输管道的进水端至少比深井式反应池或者深水式反应池内液面高1.5米。
进一步的，污水通过多条传输管道进入深井式反应池或者深水式反应池。
一种布水补气装置，包括布水箱，布水箱设有进水口和出水口，布水箱的顶部设置有进气口，出水口连通布水管，在布水管上设置补气管，补气管的进气口连通大气且进气口的高度高于布水箱设定的水位高度。
进一步的，布水管包括横向设置的平段和竖向设置的立段，所述平段与出水口连接，平段上连通有补气管，平段上设置布水阀门，补气管上设置补气阀门，所述补气阀门为针阀。
进一步的，出水口设置有多个，各出水口形状、大小以及中心标高均相同，与各出水口对应的各布水管均相同。
进一步的，布水管的公称直径大于20mm且小于35mm，补气管的公称直径大于12mm小于18mm。
进一步的，布水管的出口呈喇叭口状。
进一步的，布水管上固定设置有固定套管，所述固定套管套设在布水管的出口端，固定套管上设置有连接座。
本发明具有以下有益效果：
采用发明的污水处理用反硝化处理工艺，采用深井式反应池或者深水式反应池进行反硝化处理，可以减小反应池的占地面积；通过在污水进水时传输管道中形成重力水塞流，实现对深井式反应池进行布水的同时补气，通过重力水塞流的方式补气，空气随被水流裹胁着和水流一起进入到反应池内，空气的量比较小，可通过调整空气进入到传输管道的量调整向反应池内补入的氧气的量，使反应池内溶解氧浓度为0.3-1.0mg/l；采用重力水塞流无需额外的设备不会增加成本，就可以使反应池中环境达到反硝化菌种的生长条件且不会出现厌氧反应，使反硝化反应的效率较好；此外重力水塞流在池底出水时会形成脉冲式的间歇出水，对池底的污泥进行吹扫，随污水进入的气体会上涌，起到搅拌的效果，可以取代搅拌设备，节省搅拌设备的成本和设备所需消耗的能源。
采用本发明的布水补气装置，利用布水箱进行蓄水，利用高速流动的液体周围气压降低的原理，通过设置连通大气和布水管的补气管在污水流动时补气，气体随着水流进入到反应池内，气体供给量比较小，再通过补气阀门对进气量进行调整控制，可以在形成重力水塞流的同时使反应池中的溶解氧浓度能够达到0.3-1.0mg/l，满足反硝化反应时对于氧含量的需求，且无需提供额外的设备，因此节约设备投资，减少能源消耗，再有，当向反应池中补气补水时，在重力水塞流的作用下可以对反应池内的水形成搅拌，因此，可以减少搅拌设备。补气管的进气端口的高度高于布水箱内设定的水位高度，保证污水不会从补气管溢出；每个布水管上均设置一个控制布水管通断的布水阀门，使布水箱可以完成蓄水。
附图说明
图1是本发明污水处理用布水补气装置的主视图示意图；
图2是本发明污水处理用布水补气装置的左视图示意图；
图3是本发明污水处理用布水补气装置与深井式反应池的安装位置示意图。
附图标记说明，10、布水箱；11、进水口；20、布水管；21、平段；22、立段；30、补气管；40、布水阀门；50、固定套管；60、连接座；70、补气阀门；80、深井式反应池。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
一种污水处理用反硝化处理工艺，在深井式反应池或深水反应池中进行反硝化反应；进行污水处理时，污水通过传输管道进入反应池的底部，并且在传输管道中形成重力水塞流；通过重力水塞流自身携带的气体对反应池底部进行补气，使反应池内溶解氧浓度达到0.3-1.0mg/l。重力水塞流所能携带的空气量比较少，因此携带的氧气量较少，非常容易通过调整传输管道与外界空间的通量来调整补入的氧气的含量，因此适合少量且比较精准的补气，能够使反应池内溶解氧浓度达到0.3-1.0mg/l；采用重力水塞流补气，无需借助其他补气设备，可以节省设备成本，节省补气设备所需消耗的能源；由于重力水塞流在出水时会形成脉冲式的间歇出水，可以对池底的污泥进行吹扫，随污水进入的气体也会向上涌动，共同起到搅拌的效果，从而取代搅拌设备，节省搅拌设备的成本以及搅拌设备所需消耗的能源。
优选采用如下方式形成重力水塞流。在污水传输管道上设置补气管，补气管设置有与大气连通的进气口，空气可以从补气管的进气口进入污水的传输管道。传输管道的进水端至少高于深井式反应池液面1.5米，利用高度差，在传输管道中形成流速较快的水流。由于污水快速流动时，其周围的气压要低于大气压，因此传输管道内的压力比管道外的压力低，这样当污水在传输管道中流动时管道外的空气经由补气管的开口被吸入到传输管道内，与传输管道中的污水混合，为形成稳定、持续的水塞流提供条件。由于当传输管道内的气水比小于三分之一时，管道内会形成水塞流，因此可以通过在补气管上设置补气阀门来调控进气量，使传输管道内的气水比小于三分之一，保证水塞流可以形成。采用这种方式形成水塞流，无需额外的供气装置，可以节约供气装置和气体，较为经济；而且这样形成的重力水塞流，当传输管道中污水的流速保持不变时，吸入管道中空气的量也基本保持不变，气水比比较稳定，有助于形成稳定的水塞流，有助于实现硝化反应长时间稳定进行。最好采用多条竖向设置的布水管20作为污水传输管道，各布水管道均匀排列在反应池内。在形成水塞流的前提下，检测反应池内的溶解氧浓度，当其超出所需的浓度范围时，反复微调补气阀门的进气量，使溶解氧浓度达到0.3-1.0mg/l，则可以进行正常的反硝化处理操作。在实际的反硝化反应中一般检测反应池池水表面0.5m深处溶解氧浓度，当溶解氧浓度小于0.3mg/l或者大于1.0mg/l时，调整补气阀门使进气量稍微增大或者减小，等待池水中溶解氧浓度稳定后，再次测量并根据测量结构调节直至溶解氧达到0.3-1.0mg/l，调节结束。最好溶解氧浓度能够达到0.3-0.5mg/l，在此浓度下消化反应的效率更高。此过程需要1-2天的观察调整。
为了在污水的传输管道形成重力水塞流，可以采用下面的布水补气装置。
一种布水补气装置，如图1和图2所示，包括布水箱10，布水箱10上设置有用于引入污水的进水口11和排出污水的出水口。布水箱10的顶部设置有进气口，进气口与大气连通，这样布水箱10中的污水可以仅受到外界大气压的作用，在自身重力作用下向下流，为形成重力水塞流提供条件。出水口连通作为污水传输管道的布水管20，如图3所示，布水管20的出口端设置于深井式反应池80的底部，使布水箱10中的污水可以通过布水管20直接流入深井式反应池80的底部。布水管20设置成弯折的管，包括横向设置的平段21和由上向下延伸设置的立段22。其中平段21与出水口连接，立段22通向深井式反应池80的底部。平段21上设置有补气管30，补气管30的一端与平段21连通，另一端连通大气。补气管30的进气端的高度高于布水箱10设定的水位高度，保证污水不会从补气管30溢出。为方便对反应池中的溶解氧浓度进行调整，使反应池中的溶解氧浓度达到要求，补气管30上设置有补气阀门70，可以通过补气阀门70调节进入布水管20内的空气量，使立段22中的气水比可以方便地被调节，最好气水比小于三分之一，从而保证在立段22中能够形成重力水塞流。由于实际所需的补气量较小，补气阀门70最好选用可以精确进行微量调整的针阀。平段21上设置布水阀门40，布水阀门40控制布水管20的通断，在布水箱10蓄水时布水阀门40关闭使污水不会从布水管20流出。
布水箱10的出水口最好设置多个，这些出水口形状、大小以及中心标高均相同，且对应与这些出水口连通的各布水管20也均相同，这样可以保证各布水管20的出水流量和出水水压基本相同。这些布水管20的端部均匀的固定设置在深井式反应池80的底部，可以使池底的污水和补充的氧气分布的较为均匀、污水搅拌的更充分。
最好将布水管20的公称直径设置在小于35mm且大于20mm的范围内，补气管30的公称直径设置在大于12mm小于18mm的范围内，在这样的管道尺寸下，立段中的气水比比较容易达到形成水塞流的条件，即气水比小于1/3，有利于形成水塞流。本发明所采用的布水管20的公称直径为32mm，补气管30的公称直径大于15mm，形成水塞流的效果较好。
如图1和图2所示，布水管20的出口可以设置成喇叭口状，采用这样的结构，可以减小布水管20的出口端脉冲式出水对布水管20产生的冲击，有助于布水管20被稳定地固定在反应池底训。此外，结合图3，布水管20上还可以固定设置固定套管50，固定套管50套设在布水管20出口端，采用固定套管50避免连接结构破坏布水管20出水端口形状的完整性，同时固定套管50可以加固布水管20的出水口，起到保护作用。固定套管50上固定设置有连接座60，在安装时可以通过将连接座60固定在深井式反应池80底部，有助于保持布水管20出水端的稳定性，连接座60可以通过螺栓固定在反应池池底，当然也可以通过焊接、粘接等方式连接，总之可以固定在深井式反应池80底部即可。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制。
1.一种污水处理用反硝化处理工艺，其特征在于：采用深井式反应池或者深水式反应池进行反硝化处理；污水通过传输管道进入深井式反应池或者深水式反应池的底部，并且在传输管道中形成重力水塞流；通过重力水塞流携带的气体对深井式反应池或者深水式反应池底部进行补气，使深井式反应池或者深水式反应池内溶解氧浓度为0.3-1.0mg/l。
2.根据权利要求1所述的污水处理用反硝化处理工艺，其特征在于：通过补气管向污水传输管道内补入空气，通过调节补气管的空气流通量调节进入传输管道的空气的量；在所述补气管上设置补气用的阀门，通过调整阀门的开通量调整进入传输管道的空气的量，使传输管道内的气水比小于三分之一且反应池内溶解氧浓度为0.3-1.0mg/l。
3.根据权利要求1所述的污水处理用反硝化处理工艺，其特征在于：传输管道的进水端至少比深井式反应池或者深水式反应池内液面高1.5米。
4.根据权利要求1所述的污水处理用反硝化处理工艺，其特征在于：污水通过多条传输管道进入深井式反应池或者深水式反应池。
5.一种布水补气装置，其特征在于：包括布水箱(10)，布水箱(10)设有进水口(11)和出水口，布水箱(10)的顶部设置有进气口，出水口连通布水管(20)，在布水管上设置补气管，补气管(30)的进气口连通大气且进气口的高度高于布水箱(10)设定的水位高度。
6.根据权利要求5所述的污水处理用布水补气装置，其特征在于：布水管(20)包括横向设置的平段(21)和竖向设置的立段(22)，所述平段(21)与出水口连接，平段(21)上连通有补气管(30)，平段(21)上设置布水阀门(40)，补气管(30)上设置补气阀门(70)，所述补气阀门(70)为针阀。
7.根据权利要求5所述的污水处理用布水补气装置，其特征在于：出水口设置有多个，各出水口形状、大小以及中心标高均相同，与各出水口对应的各布水管(20)均相同。
8.根据权利要求5所述的污水处理用布水补气装置，其特征在于：布水管(20)的公称直径大于20mm且小于35mm，补气管(30)的公称直径大于12mm小于18mm。
9.根据权利要求5所述的污水处理用布水补气装置，其特征在于：布水管(20)的出口呈喇叭口状。
10.根据权利要求1所述的污水处理用布水补气装置，其特征在于：布水管(20)上固定设置有固定套管(50)，所述固定套管套设在布水管(20)的出口端，固定套管上设置有连接座(60)。
技术总结