生物濾池法地下水除鐵、錳技術與設備的製作方法
2023-04-30 20:16:36 2
專利名稱：：生物濾池法地下水除鐵、錳技術與設備的製作方法該技術屬於水處理技術，特別是屬於去除地下水中的鐵、錳的技術。水中含有過量的鐵、錳，不但直接影響人體健康，而且嚴重影響工業生產，因而去除水中含有的過量鐵、錳技術便發展起來了。國外地下水除鐵除錳技術的主要方法有氧化法(加石灰等藥劑提高PH值作補充處理);化學氧化法(氯氧化、高錳酸鉀法，臭氧法);暴氣接觸氧化法和微生物法。其中化學氧化法較為普遍，然而需要管理水平高，需投大量藥劑，致使制水成本高;微生物法其過濾形式採用慢濾池(濾連5米/小時)，因而效率很低，致使制水成本高;而暴氣接觸氧化法除鐵錳技術，是以天然錳砂做為過濾介質，利用空氣中的氧做為氧化劑對地下水進行強暴氣，散出水中二氧化碳，增加水中的溶解氧，並儘量提高水中的PH值，使水中的低價鐵、錳氧化成高價鐵，錳並逐漸附著在濾料表面而被濾料截留去除。當水中鐵錳含量高時，需要兩級暴氣、兩級加壓和過濾，使得工藝複雜、設備龐大，能源消耗過大。本發明的目的在於提供一種工藝流程簡單、投資少、耗能低的地下水除鐵、錳的技術與設備。本發明是依據這樣的原理實現的，通過對「鐵、錳質活性濾膜」的成份分析和結構分析證明，這種膜上根本不存在MnO2或Mn3O4而是鐵、錳的複合化合物(這種物質首次被發現)，這種物質不是無機反應的產物，而是一種複雜的生物化學作用產物，由於這一發現，便從根本上改變了「暴氣接觸氧化法」的技術路線，一個以生物化學作用原理去除地下水中鐵、錳的技術提出來了，這種方法我們稱之為「生物濾池法」。利用地下水中所含有的Fe++、Mn++、氨、氮、CO2，在濾池中培養鐵細菌，並使其迅速固著在濾料上。由於鐵細菌為化能自養菌它必須氧化大量的鐵、錳而獲取能量，同時又以CO2為碳源，以無機氮為氮源，地下水為鐵細菌提供了良好和生長繁殖環境，使濾池很快地形成生物濾池，這樣低價鐵、錳很快被鐵細菌所產生的酶催化氧化為高價鐵、錳化合物，並靠細菌分泌的粘液吸附截留在濾池中;同時鐵細菌的代謝產物又具有很強的催化作用，能夠加速水中鐵、錳的氧化，在上述生物化學作用下，形成了一種複合化合物積聚在濾料上，從而達到有效地去除水中鐵、錳的目的。本發明的目的是這樣實現的，將原水抽出經暴氣器實現暴氣後，經反應池使水充分混合再經加壓泵加壓進入生物濾池中過濾去除鐵錳，得到合格的處理水，為保證除鐵、錳效果，要定期對生物濾池進行反衝洗。本發明的工藝路線簡單，它可根據測定水中鐵錳含量，定量明確採取單級或雙級過濾工藝，使工藝達到最優化選擇;本發明去掉了暴氣接觸氧化法中所設置的強暴氣與強反應的構築物，而代之以類似管件的暴氣器和小型反應池，節約了設備投資與減少能源的消耗，生物濾池過濾器處理效果穩定，據計算與試用結果表明，水處理能力Q＝1000噸/日的一次工程基建投資為4.5萬元，噸水工程投資為45元/日;該工藝與設備不但有良好的去除水中過量鐵、錳效果，使水中含鐵、錳量達到國家飲用水的標準，而且對地下水的微汙染物質如氨氮、細菌也都有良好的去除效果。本發明的效果還通過下表進一步說明本發明的技術與設備由實施例及附圖給出。圖1為依據本發明提出的技術路線流程圖及相應設備方框圖。圖2為暴氣器的結構示意圖。圖3為過濾器的結構示意圖。下面結合實施例及依據本發明形成的具體技術路線及設備。將原水由深井泵抽出進入暴氣器暴氣，暴氣過程只需弱暴氣，它所需的溶解氧為4-5mg/L，比暴氣接觸氧化法所需溶解氧少近1/2，這就決定了暴氣設備簡單，本暴氣器〔2〕類似一個管件，其上有水的出入口〔7、8〕及空氣入口〔10〕、暴氣調節閥〔9〕，可根據所需暴氣強度進行暴氣量的調節;從暴氣器流出的水進入反應池反應，反應時間為10-15分鐘，水在反應池中停留時間縮短，使得反應池體積小，縮短了水處理時間。反應池可採用鋼板或塑料板製做，由加壓泵加壓將水輸送至生物濾池中進行過濾，該生物濾池中有濾料，濾料的成熟期為28-32天，以水中含有的鐵、錳、氨氮、二氧化碳培養鐵細菌，使其固著在濾料上形成生化膜〔21〕，該膜將低價鐵、錳催化氧化成高價鐵、錳化合物截留在濾池中，同時，鐵細菌的代謝產物又加速了鐵、錳的化合，使處理過的水以8-20米/小時的濾速經濾池流出，這種方法稱之為「生物濾池法」。這種生物濾池採用壓力式低壓過濾器。該過濾器〔5〕由支座〔11〕、封頭〔12〕、筒體〔13〕、進出水管〔14、15〕排氣管〔16〕濾料層〔17〕、墊層〔18〕、進出水閥門〔19、20〕。濾料層、墊層填充在筒體下部，墊層由三層卵石、一層錳砂組成，粒徑分別為32-16，16-8，8-4，4-2mm，層厚分別為150、100、100、100mm，濾料在墊層上部由錳砂組成粒徑為0.6-1.43mm，層厚為700-800mm。筒體為鋼製壓力式容器，進水管從封頭通入筒體中，出水管在筒體下側，進出水閥門分別安在進出水管上，排氣管安在進水管的橫管上，當地下水含鐵濃度在5-10毫克/升，含錳濃度在1.0毫克/升左右時，或水中只含鐵而不含錳時，含鐵濃度大於10毫克/升左右時，可採用暴氣-單級過濾工藝，即抽原水→暴氣→反應→加壓→過濾;當地下水中含鐵、錳均較高時，鐵濃度大於10毫克/升，錳濃度大於1.5毫克/升時，採用暴氣-雙級過濾工藝，即抽原水→暴氣→反應→加壓過濾→過濾，保證除鐵除錳的效果。為進一步保證除鐵錳效果，本發明還配有反衝洗流程及設備，隨著截留在濾池中的鐵、錳化合物的增加，影響水的處理效果，將定期對過濾器進行反衝洗，反衝洗時間視原水的含鐵、錳量大小來確定，一般為24-48小時進行一次，歷時為5-10分鐘;反衝洗由反衝洗配水管完成，它安裝在過濾器筒體的下部，其進水管〔22〕與過濾器出水管為一體，配水管上開有孔〔25〕，形成大阻力反衝洗配水系統，配水管穿過墊層，排水管〔23〕位於過濾器進水管下端，排水管上安有排水閥門〔24〕。本發明可廣泛用於廣大農村及鄉鎮企業的飲用水及工業用水的處理上。權利要求1.一種「生物濾池法」地下水除鐵、錳技術、經由抽水、暴氣、反應、加壓、過濾、反衝洗過程至用戶，其特徵在於a、暴氣過程由暴氣器完成，調節暴氣所需要溶解氧達4-5mg/L；b、反應過程由反應池完成，反應時間在10-15分鐘；c、過濾過程由生物濾池完成，水中含有的Fe、Mn、NH3-N、CO2培養鐵細菌，使其固著在濾料上，鐵細菌使粒徑為0.6-1.43mm的濾料的成熟期為28-32天，濾料表面形成的生化膜將低價鐵、錳催化氧化的高價鐵、錳化合物截留在濾池中，同時，鐵細菌的代謝產物又加速了鐵、錳的氧化，使處理過的水以8-20米/小時濾速經濾池流出；d、反衝洗由反衝洗配水管完成，其反衝洗強度在12-14升/秒。M2。2.一種地下水除鐵、錳設備由深井泵〔1〕、反應池〔3〕、加壓泵〔4〕、過濾器〔5〕、反衝洗配水管〔6〕構成，其特徵在於a、深井泵的出水口與暴氣器的入水口聯接，暴氣器的出水口與反應池聯接，加壓泵的抽水管與反應池聯接，其排水管與過濾器的進水管聯接，過濾器的濾後水出口與反衝洗配水管進水口成一體，反衝洗配水管位於過濾器筒體下部，穿過濾料墊層;b、其構成中還包括暴氣器，暴氣器是一個管狀體〔2〕，其上有水的出入口〔7、8〕、暴氣調節閥〔9〕及空氣入口〔10〕;c、過濾器由支座〔11〕、封頭〔12〕、筒體〔13〕、進出水管〔14、15〕、排氣管〔16〕、濾料層〔17〕、墊層〔18〕、進出水閥門〔19、20〕構成，筒體內裝有墊層、濾料層、濾料層外表面生長著生化膜〔21〕，進水管口位於筒體上方封頭的中心部位，排氣管安在進水管上，進水閥門安在進水管上，出水閥門安在出水管上;d、反衝洗配水管〔6〕位於過濾器筒體下部，穿過墊層，其進水管〔22〕與過濾器出水管〔15〕為一體，排水管〔23〕位於過濾器進水管下端，排水管上安有排水閥門〔24〕，反衝洗配水管上開有孔〔25〕。全文摘要生物濾池法地下水除鐵、錳技術與設備，該發明屬於水處理範圍，特別是屬於去除地下水中的鐵、錳技術。文檔編號C02F3/02GK1035100SQ8810066公開日1989年8月30日申請日期1988年2月11日優先權日1988年2月11日發明者劉德明,高書環申請人:中國市政工程東北設計院市政工程研究所