[发明专利]一种用于去除地下水中锰离子的设备及方法

说明书

技术领域

本发明属于地下水净化领域，特别涉及一种用于去除地下水中锰离子的设备，还涉及利用该装置除锰离子的方法。

背景技术

含锰地下水的分布非常广泛，过量的锰会严重影响水的使用价值，误入人体后会影响到人体健康。国家最近全面实行的生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）中针对锰离子的限值为0.1mg/L，而一般水体中锰离子的浓度为0.1~1mg/L，而呈缺氧或厌氧状态的地下水中的锰离子浓度则可高达7~9mg/L，因此必须针对特定条件下的地下水进行除锰处理。

目前去除地下水中锰离子的方法主要包括自然氧化除锰技术、接触催化氧化除锰技术、生物氧化除锰技术几类。其中，自然氧化除锰技术要求将处理水的pH提高到9.5以上，且需设置强氧化曝气设施，操作管理十分复杂，并且除锰效果不稳定，目前基本不再采用。接触催化氧化除锰技术为将地下水经曝气后通入锰砂滤池，在锰砂的催化作用下降锰氧化进而在过滤中去除；该技术在锰砂成熟后才具有较好的除锰效果，前期需要进行一段时间的锰砂培养时间。生物除锰技术是借助锰氧化细菌及其胞外聚合物等的催化作用，将锰离子氧化为二氧化锰。

CN200810226696.4公开了一种用于铁锰离子超标地下水的膜处理系统及方法，将超滤膜系统引入除锰工艺过程中，但是由于膜孔孔径的限制，超滤膜本身对锰离子几乎没有去除效果。因此，其工艺的核心本质为自然氧化除锰的技术原理。此外，由于自然条件下锰离子的氧化时间较长，这就需要设置一个巨大的反应器来确保锰离子氧化过程的完成，势必造成除锰成本的显著增加。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种除锰效率高的用于去除地下水中锰离子的设备。

本发明的第二目的是提供一种利用该装置有效去除锰离子的方法。

技术方案：本发明提供的一种用于去除地下水中锰离子的设备，包括进水装置、反应装置、超滤装置和曝气装置，所述进水装置设于反应装置上，所述进水装置上设有腐殖酸投加装置，所述超滤装置设于反应装置内，所述曝气装置设于反应装置底部并通过曝气装置上的曝气孔曝气，所述超滤装置上设有出水管，所述出水管上设有第一水泵。

作为本发明用于去除地下水中锰离子的设备的一种改进，还包括液氯投加装置，所述液氯投加装置设于反应装置上。

作为本发明用于去除地下水中锰离子的设备的另一种改进，所述进水装置包括两端开口的进水管以及依次设于进水管上的第二水泵、腐殖酸投加装置和管式混合器。

作为本发明用于去除地下水中锰离子的设备的另一种改进，所述超滤装置为浸没式超滤膜，所述超滤装置截留分子的分子量小于或等于10KDa，超滤装置膜通量为30L/m².h以下。

作为本发明用于去除地下水中锰离子的设备的另一种改进，所述曝气装置为辐射状布置的穿孔管，包括曝气干管和曝气支管，所述穿孔管的孔径为3-5mm；所述曝气孔为一组曝气孔，设于穿孔管底部，其数量由中心向四周递减。

作为本发明用于去除地下水中锰离子的设备的另一种改进，还包括穿孔导流板，所述穿孔导流板设于反应装置内，所述超滤装置设于穿孔导流板内。

作为本发明用于去除地下水中锰离子的设备的另一种改进，还包括废液排放口，所述废液排放口设于反应装置下部。

本发明还提供了一种利用上述用于去除地下水中锰离子的设备除锰离子的方法，包括以下步骤：

（1）利用腐殖酸投加装置投加腐殖酸入进水管内，同时将地下水通入进水管内，在地下水的推动下腐殖酸与地下水流进管式混合器中并混匀得到混合物，通入反应装置内；

（2）混合物在反应装置内反应，主要为腐植酸和地下水中的锰离子在反应装置内发生络合等反应；同时利用曝气装置曝气，从而一方面使达到反应装置混合搅拌搅拌的效果使反应更迅速，同时由于曝气孔的数量由内向外递减达到不同位置曝气强度不同的效果，从而促使水流在反应装置内形成环流；同时利用液氯投加装置加入次氯酸加入液氯，从而改善超滤膜装置的运行状态；得反应液；

（3）反应液经超滤装置超滤即得除锰后地下水。

其中，步骤（1）中，腐殖酸的投加量为每升地下水投入1-10mg。

步骤（2）中，液氯投加量为每升地下水投入0.3-1.5mg；反应装置内水力停留时间为15min以上，优选15-30min。

步骤（3）中，超滤装置膜通量为30L/m².h以下，超滤装置反冲洗周期为40-60min；从而降低膜污染，提高超滤效率。