[发明专利]一种基于高浓度活性锰氧化物自循环去除地下水中铁锰的装置及方法

说明书

一种基于高浓度活性锰氧化物自循环去除地下水中铁锰的装置及方法，本发明属于地下水处理领域。本发明为解决现有地下水除铁除锰技术存在的启动周期较长、处理效果不佳等技术问题。本发明的装置包括主反应区、斜管沉淀区、二次沉淀区和活性锰氧化物回流设施，装置底部设有小间距曝气管路，曝气带动水流和铁锰氧化物在反应器中搅动、传质、反应、循环，水流和铁锰氧化物在斜管沉淀区进一步氧化、分离，活性铁锰氧化物回流至主反应区，反应后的水进入二次沉淀区，活性锰氧化物经过进一步沉淀，定期回流至主反应区，处理完的水则由出水孔溢出，进入到后续超滤膜池进行过滤处理。

技术领域

本发明属于地下水处理领域，具体涉及一种基于高浓度活性锰氧化物自循环去除地下水中铁锰的装置及方法。

背景技术

地下水是人类的主要淡水资源之一，具有水量稳定、水质好的优点。相对于地表水，地下水所需水处理设施简单、运行费用低廉、供水水质好，是理想的饮用水水源。但是在部分地区，受当地水文、地质和人类活动的影响，地下水出现诸如铁、锰等超标问题。

按照我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749)规定，铁离子浓度必须低于0.3mg/L，锰离子浓度必须低于0.1mg/L。当水中的铁、锰含量过高时，会影响感官；形成的铁、锰氧化物会沉积在管道中，最终可能会堵塞管道；过量的锰还会影响人体健康。

目前，去除地下水中铁、锰的方法有很多种，主要包括接触氧化法、生物氧化法、自然氧化法、化学药剂氧化法等方法。在我国大部分地区都是以接触氧化法为主。含铁含锰地下水经过曝气后，进入滤池过滤，在滤料表面形成的“活性滤膜”的催化氧化作用下，氧化成铁锰氧化物而被截留在滤池中，从而达到除铁除锰的效果。但是，滤料表面形成“活性滤膜”所需的时间一般较长(几十天甚至好几个月)，且具有处理效果不稳定、占地面积大等问题，极大地限制了其推广应用。

发明内容

本发明旨在解决现有地下水除铁除锰方法存在的启动周期较长、占地面积大、填料昂贵、处理效果不佳等技术问题，开发了一种基于高浓度活性锰氧化物自循环去除地下水中铁锰的装置及方法。

本发明的一种基于高浓度活性锰氧化物自循环去除地下水中铁锰的装置包括箱体和顶盖，所述箱体沿竖直方向分隔成反应区和二次沉淀区；

所述反应区由竖直设置的第一导流板分隔成底部和顶部均连通的主反应区和斜管沉淀区，所述第一导流板固定连接在反应区的两个对向侧壁上；

所述主反应区底部设有穿孔布水板，所述穿孔布水板下方侧壁上开设有进水口和锰氧化物入口，所述穿孔布水板下方设有多个曝气管路，所述主反应区内设有搅拌装置，所述搅拌装置穿过顶盖，所述顶盖与箱体左侧壁之间设有圆弧形导流板；

所述斜管沉淀区与二次沉淀区之间的壁上设有向底部倾斜的若干小径斜管，所述斜管沉淀区通过小径斜管与二次沉淀区连通，斜管沉淀区底部设有积泥侧板；

所述顶盖包括第一表面和第二表面，其中第一表面覆盖反应区，第二表面覆盖二次沉淀区，第二表面上设有与二次沉淀区连通的出水孔，第一表面上设有与斜管沉淀区连通的排气孔，所述排气孔位于第一表面和第二表面的交界处，所述顶盖为一体结构，且第二表面为水平面，第一表面为以第二表面的水平面为基准向上倾斜的坡面；

所述第二导流板固定连接在二次沉淀区的两个对向侧壁上，并将二次沉淀区分隔成连通的两部分，所述第二导流板与第一导流板平行设置，所述二次沉淀区的底部设有向与第二导流板平行的两个侧壁延伸的第一积泥斜板和第二积泥斜板，所述二次沉淀区的底部设有排泥管，所述排泥管穿过箱体。

进一步限定，所述第一表面的坡度h/l＝3‰。

进一步限定，所述箱体外部设有锰氧化物回流设施，所述锰氧化物回流设施与排泥管相连。