具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

如图1、2所示，一种污水脱氮处理装置，包括污水池7、若干海绵填料11和搅拌机构1；所述海绵填料11悬浮设置于所述污水池7的水面上；所述搅拌机构1包括竖立的转轴6、竖立的圆环形筒体2和阵列于所述筒体2外圆周面上的竖立的搅拌叶片3；所述筒体2的上下端面均密封设有封板5，所述封板5中心位置与所述转轴6固定连接；所述转轴6上端与驱动机构传动连接；所述搅拌机构1竖立设置于所述污水池7内。

通过驱动机构对竖立浸没于污水内的搅拌机构1进行超低转速驱动，筒体2外圆周面上的搅拌叶片3对污水形成稳定的层流状态，有效避免海绵填料11聚集的问题，有效增强传氧、传质效率；提高生物系统的稳定性、耐冲击性，避免生物膜机械破碎；单个海绵填料11在污水池7内可形成独立的微反应器，并实现微氧环境分布，含氮污水进入污水池7后，可将短程硝化反硝化、同步硝化反硝化以及厌氧氨氧化等应用于脱氮过程，相较于传统硝化反硝化脱氮工艺，能够有效降低需氧量，无需投加外碳源，节省能耗，降低处理费用；是一种低能耗、低成本的生物反应方法；同时，竖立的搅拌机构1与海绵填料11的组合可解决传统填料混合流态问题。

如图3所示，所述海绵填料11为亲水性聚氨酯材料，其上设有若干孔洞。海绵填料11为多孔网状结构。孔洞大小、形状不一，大孔、小孔和微孔互穿共布。海绵填料11具有较高的孔隙率、良好的机械强度以及低廉的成本；海绵填料11表面及内部孔洞为生物膜的快速形成提供较大的表面积和稳定的环境。

其中，所述海绵填料11的孔洞表面分布有刺丝。刺丝可以增加海绵填料11孔洞表面粗糙度，为微生物生长和富集提供良好的条件。

如图3所示，所述海绵填料11呈1.5～2.5cm的立方体结构，密度为15～20kg/m³，比表面积为0.38～0.5×10⁶m²/m³。海绵填料11在污水水面处于悬浮状态，能够将基质中的气泡进一步切割，提高填料上生物膜对氧气的利用率，而且还有利于基质向生物膜以及生物膜内部之间的传氧、传质，提高脱氮反应效率。

所述搅拌机构1呈顺水流、全浸没设置于所述污水池7的水面内。所述搅拌机构1通过驱动机构顺水流驱动(即水流方向与搅拌机构1推动污水方向一致)，搅拌机构1的顺水流方向设置与搅拌机构1自身驱动相结合，有效降低驱动机构的驱动能耗，节省能源，可以提高污水与活性污泥的混合速率和污水处理效率。

如图2所示，其中，所述搅拌叶片3呈竖立设置，且其安装角度为15～45°；搅拌叶片3的安装角度是指搅拌叶片3安装固定位置与筒体2轴心线所在的平面与搅拌叶片3的夹角。相邻的搅拌叶片3间隔为1～2个搅拌叶片3宽度；搅拌叶片3宽度为筒体2直径的1/3～1/8。通过倾斜设置的搅拌叶片3和合理布置的搅拌叶片3，可实现对污水平稳推动，保证形成稳定的层流，避免污泥絮体破碎和影响脱氮反应效果。所述搅拌机构1的搅拌叶片3靠近所述筒体2的一侧与所述筒体2外圆周面间连接支撑有加强筋板4。通过加强筋板4、搅拌叶片3和筒体2外圆周面形成三角形结构，结构强度高，保证搅拌叶片3稳定的推流效果。

其中，所述搅拌叶片3远离所述筒体2的一端设有背离其倾斜方向的弧形翻边。在搅拌机构1转动过程中，通过弧形翻边对推动的水流进行一定程度聚拢，避免较大的径向扩散程度，避免与池壁撞击而打碎微生物絮体。

如图2所示，如图1所示，其中，所述筒体2与最外侧加强筋板4的连接位置和相邻的搅拌叶片3与所述筒体2的固定安装位置相重合。制造工艺更加简单、容易，且最外侧的加强筋板4与相邻的搅拌叶片3间形成相互抵接，大大提高搅拌叶片3的结构性能。

如图1所示，所述污水池7呈长方形，其拐角处通过圆角平滑过渡；所述搅拌机构1设置于所述污水池7中线的前后两端，两搅拌机构1间设有隔板10。通过隔板10把两侧的海绵填料11分隔开，防止形成旋涡聚集，保证海绵填料11均匀散布在污水水面上，保证水流方向的单一性和水流的平稳性。

如图1所示，所述污水池7内设有进水管8，所述进水管8进水方向朝向所述搅拌叶片3推动水流方向。进水管8的进水对搅拌叶片3起到助推作用，节省自身驱动能耗。

如图1所示，所述污水池7内设有出水口9，所述出水口9设有拦网装置。通过拦网装置可防止海绵填料11随水流进入下一工段或堵塞出水口9，保证海绵填料11良好的反应效果。

一种污水脱氮处理工艺方法，包括以下步骤：

S1：污水池选择为污水生物处理工段的厌氧池、缺氧池或好氧池等多种污水生化处理工段；

S2：海绵填料散布于污水池的污水水面上；

S3：搅拌机构顺水流驱动转动，控制转速为10～30r/min(超低转速)；

S4：搅拌机构对污水水流形成稳定层流状态，海绵填料随水流分散漂浮，避免海绵填料聚集；

S5：在厌氧池或缺氧池内，海绵填料加强菌群结构完整性，提高抗冲击能力；在好氧池内形成微反应系统，海绵填料创造微氧环境与空间，提高氮素降解效率。

本污水脱氮处理装置及其工艺方法，结构简单，通过驱动机构对竖立浸没于污水内的搅拌机构进行超低转速驱动，筒体外圆周面上的搅拌叶片对污水形成稳定的层流状态，有效避免海绵填料聚集的问题，有效增强传氧、传质效率；提高生物系统的稳定性、耐冲击性，避免生物膜机械破碎；单个海绵填料在污水池内可形成独立的微反应器，并实现微氧环境分布，含氮污水进入污水池后，可将短程硝化反硝化、同步硝化反硝化以及厌氧氨氧化等应用于脱氮过程，相较于传统硝化反硝化脱氮工艺，能够有效降低需氧量，无需投加外碳源，节省能耗，降低处理费用；是一种低能耗、低成本的生物反应方法；同时，竖立的搅拌机构与海绵填料的组合可解决传统填料混合流态问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。