[發明專利]一種用于去除地下水中錳離子的設備及方法

有效

• 申請號: 201210365513.3
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102838236A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 陳衛;劉成;王東贏;姜成浩;劉海成
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于地下水凈化領域，特別涉及一種用于去除地下水中錳離子的設備，還涉及利用該裝置除錳離子的方法。

背景技術

含錳地下水的分布非常廣泛，過量的錳會嚴重影響水的使用價值，誤入人體后會影響到人體健康。國家最近全面實行的生活飲用水衛生標準（GB5749-2006）中針對錳離子的限值為0.1mg/L，而一般水體中錳離子的濃度為0.1~1mg/L，而呈缺氧或厭氧狀態的地下水中的錳離子濃度則可高達7~9mg/L，因此必須針對特定條件下的地下水進行除錳處理。

目前去除地下水中錳離子的方法主要包括自然氧化除錳技術、接觸催化氧化除錳技術、生物氧化除錳技術幾類。其中，自然氧化除錳技術要求將處理水的pH提高到9.5以上，且需設置強氧化曝氣設施，操作管理十分復雜，并且除錳效果不穩定，目前基本不再采用。接觸催化氧化除錳技術為將地下水經曝氣后通入錳砂濾池，在錳砂的催化作用下降錳氧化進而在過濾中去除；該技術在錳砂成熟后才具有較好的除錳效果，前期需要進行一段時間的錳砂培養時間。生物除錳技術是借助錳氧化細菌及其胞外聚合物等的催化作用，將錳離子氧化為二氧化錳。

CN200810226696.4公開了一種用于鐵錳離子超標地下水的膜處理系統及方法，將超濾膜系統引入除錳工藝過程中，但是由于膜孔孔徑的限制，超濾膜本身對錳離子幾乎沒有去除效果。因此，其工藝的核心本質為自然氧化除錳的技術原理。此外，由于自然條件下錳離子的氧化時間較長，這就需要設置一個巨大的反應器來確保錳離子氧化過程的完成，勢必造成除錳成本的顯著增加。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的是提供一種除錳效率高的用于去除地下水中錳離子的設備。

本發明的第二目的是提供一種利用該裝置有效去除錳離子的方法。

技術方案：本發明提供的一種用于去除地下水中錳離子的設備，包括進水裝置、反應裝置、超濾裝置和曝氣裝置，所述進水裝置設于反應裝置上，所述進水裝置上設有腐殖酸投加裝置，所述超濾裝置設于反應裝置內，所述曝氣裝置設于反應裝置底部并通過曝氣裝置上的曝氣孔曝氣，所述超濾裝置上設有出水管，所述出水管上設有第一水泵。

作為本發明用于去除地下水中錳離子的設備的一種改進，還包括液氯投加裝置，所述液氯投加裝置設于反應裝置上。

作為本發明用于去除地下水中錳離子的設備的另一種改進，所述進水裝置包括兩端開口的進水管以及依次設于進水管上的第二水泵、腐殖酸投加裝置和管式混合器。

作為本發明用于去除地下水中錳離子的設備的另一種改進，所述超濾裝置為浸沒式超濾膜，所述超濾裝置截留分子的分子量小于或等于10KDa，超濾裝置膜通量為30L/m².h以下。

作為本發明用于去除地下水中錳離子的設備的另一種改進，所述曝氣裝置為輻射狀布置的穿孔管，包括曝氣干管和曝氣支管，所述穿孔管的孔徑為3-5mm；所述曝氣孔為一組曝氣孔，設于穿孔管底部，其數量由中心向四周遞減。

作為本發明用于去除地下水中錳離子的設備的另一種改進，還包括穿孔導流板，所述穿孔導流板設于反應裝置內，所述超濾裝置設于穿孔導流板內。

作為本發明用于去除地下水中錳離子的設備的另一種改進，還包括廢液排放口，所述廢液排放口設于反應裝置下部。

本發明還提供了一種利用上述用于去除地下水中錳離子的設備除錳離子的方法，包括以下步驟：

（1）利用腐殖酸投加裝置投加腐殖酸入進水管內，同時將地下水通入進水管內，在地下水的推動下腐殖酸與地下水流進管式混合器中并混勻得到混合物，通入反應裝置內；

（2）混合物在反應裝置內反應，主要為腐植酸和地下水中的錳離子在反應裝置內發生絡合等反應；同時利用曝氣裝置曝氣，從而一方面使達到反應裝置混合攪拌攪拌的效果使反應更迅速，同時由于曝氣孔的數量由內向外遞減達到不同位置曝氣強度不同的效果，從而促使水流在反應裝置內形成環流；同時利用液氯投加裝置加入次氯酸加入液氯，從而改善超濾膜裝置的運行狀態；得反應液；

（3）反應液經超濾裝置超濾即得除錳后地下水。

其中，步驟（1）中，腐殖酸的投加量為每升地下水投入1-10mg。

步驟（2）中，液氯投加量為每升地下水投入0.3-1.5mg；反應裝置內水力停留時間為15min以上，優選15-30min。

步驟（3）中，超濾裝置膜通量為30L/m².h以下，超濾裝置反沖洗周期為40-60min；從而降低膜污染，提高超濾效率。