[發明專利]一種用于催化氧化去除水中鐵、錳和氨氮的活性濾料制備系統

有效

• 申請號: 201910744152.5
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110508289B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 黃廷林;胡瑞柱
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學;西安唯源環保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/12;B01J37/02;C02F1/72;C02F101/16;C02F101/20
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

本發明提供了一種用于催化氧化去除水中鐵、錳和氨氮的活性濾料制備系統，該系統包括掛膜水箱、靜態混合器、藥劑投加系統、制備主體系統、正向低流速掛膜循環回路、正向高流速掛膜循環回路和逆向低流速掛膜循環回路；本發明提供了一種普通石英砂濾料快速活化的系統，既實現了活性濾料的快速形成，又可作為一種濾料應用于除氨氮和鐵錳的工藝中，解決常規工藝氨氮、鐵錳難以同時去除的問題。整個系統掛膜用水循環利用，減少掛膜用水量，減少藥劑投加量，大大節約制備成本。采用不同制備方式，正向低流速/正向高流速/逆向低流速三種過濾模式，制備速度快，制備充分，制備效果好。

技術領域

本發明屬于飲用水處理領域，涉及活性濾料，具體涉及一種用于催化氧化去除水中鐵、錳和氨氮的活性濾料制備系統。

背景技術

隨著我國工農業的快速發展和人口劇增，工業廢水和城市污水排放量不斷增加，導致江、河、湖泊以及水庫等飲用水源污染加重。尤其是近年來全國各地飲用水源鐵、錳和氨氮等污染的頻繁出現，嚴重威脅到城市飲用水的水質安全。這些受污染的水源水進入水廠后造成水處理難度加大、制水成本提高，并且常規的飲用水處理工藝很難保證處理后的水質達標。因此飲用水中的鐵、錳和氨氮的協同去除已成為當前我國飲用水安全保障面臨的重要問題。

研究表明，當鐵濃度高于0.5mg/L時，水體會產生明顯的嗅味與顏色，影響感官；水中溶解態的Mn氧化成MnO₂時，會成管道結垢甚至堵塞，并且錳的過多攝入會導致嚴重神經系統及骨骼疾病；氨氮在水處理過程中與氯消毒劑反應生成消毒副產物，危害人體健康，同時降低消毒效率。人體攝入過量的氨氮會被氧化為亞硝氮和硝氮，進而產生致癌物質亞硝胺，亦可導致高鐵血紅蛋白癥。

目前針對鐵、錳和氨氮的單一污染物處理技術已經相對成熟，但關于協同去除鐵、錳和氨氮的處理工藝報道較少。當前水中鐵錳的去除主要采用化學氧化法，具體將水中低價態鐵錳離子氧化為高價態后，再通過濾層過濾實現分離。目前飲用水中氨氮的去除多采用吸附法、折點加氯法以及生物脫氮法等。其中吸附法在使用時面臨因吸附容量限制導致的吸附劑頻繁再生、解吸液的處理以及廢棄吸附劑的處置等問題；折點加氯法最常用于水廠氨氮的去除，但是由于氨氮的氧化需要消耗大量的氯，加氯量的增大導致水中消毒副產物濃度增加，增加致癌風險；生物接觸氧化法或曝氣生物濾池等生物脫氮法常用作在常規處理工藝前增設的生物預處理工藝，雖對自來水中氨氮的去除率可達80%，但其對鐵錳只有不足50%的去除效果，且由于工藝流程長、受溫度影響大、運行周期長、運行費用高、管理難度大等缺點，使其難以推廣實施。

綜上，現有技術在應用時多面臨技術成本高、適用性不強等問題，亟待開發經濟、高效、且能實現鐵、錳和氨氮協同去除的新技術。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供本發明提供一種用于催化氧化去除水中鐵、錳和氨氮的活性濾料制備系統，可直接應用于高負荷氨氮及鐵、錳原水的凈化處理，并且達到工藝簡單、投資節省、成本低廉及運行管理方便的目的。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種用于催化氧化去除水中鐵、錳和氨氮的活性濾料制備系統，該系統包括掛膜水箱、管道靜態混合器、藥劑投加系統、制備主體系統、正向低流速掛膜循環回路、正向高流速掛膜循環回路和逆向低流速掛膜循環回路；

所述的掛膜水箱依次與第一閥門和第二閥門相連；

所述的管道靜態混合器的進口連接有藥劑投加系統；

所述的制備主體系統包括制備主體，制備主體內的下部設置有布水/配氣裝置，布水/配氣裝置上設置有承托層，承托層上設置有濾料層；所述的制備主體外部豎向設置有正向水管，正向水管的頂端在高于濾料層的位置與制備主體相連通，正向水管的底端與正向三通接頭的第一端相連；所述的制備主體外部底部設置有逆向四通接頭，逆向四通接頭的第一端與制備主體的底部相連；