[发明专利]一种高压静电场地下水除铁锰装置

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种高压静电场地下水除铁锰装置。

背景技术

我国有丰富的地下水资源，其中有不少地下水源含有过量的铁和锰，称为含铁含锰地下水。随着人们生活水平的日益提高，饮水安全越来越受到重视。当水质中含有的铁离子和锰离子的浓度超标时，如果直接作为生活饮水将对人体造成较大影响。国家规定生活饮用水中铁离子含量应≤0.3mg/L，锰离子含量应≤0.1mg/L。众所周知，铁和锰都是人体需要的元素，只要水中含量不超标，就不会于影响人们的身体健康。但水中铁含量>0.3mg/L时，水就会变浊，超过1mg/L时，水就会具有铁腥味，这会直接影响水的饮用质量。当锅炉、压力容器等设备以含铁量较高的水质作为介质时，常会造成软化设备中的离子交换设备污染中毒，承压设备结褐色坚硬的铁垢，致使设备发生变形、爆管事故。因此，对含铁锰水质进行除铁、除锰十分重要。

目前，地下水除铁除锰的工艺主要有曝气催化氧化过滤、吸附法、生物法等，现有地下水除铁除锰技术一般采用接触氧化法，曝气到过滤的工艺流程，该技术存在的不足之处主要为：一方面，此技术工艺流程复杂，运行费用偏高；另一方面，锰难以氧化，在滤层中不能快速氧化为MnO₂而附着在滤料上，除锰能力形成周期较长，而且由于经常反冲洗等外界因素的干扰，锰质活性滤膜有时很难形成，除锰效果呈现不稳定的状态。因此，现有的地下水除铁锰工艺仍需进一步改进。

在地下水除铁除锰的工艺技术改进方面，科技工作者们做出了很大努力。例如，申请号为201010558290.3的中国发明专利公布了一种与活性炭技术结合的地下水除铁除锰方法，该方法包括以下步骤：(1)含铁、锰地下水的曝气氧化过程，采用射流曝气的方式对地下水中的二价铁离子进行氧化，二价铁离子被氧化成三价铁离子；(2)多介质过滤器的截留及再次氧化过程，多介质过滤器填充锰砂，锰砂中二氧化锰含量为35％，可以将曝气过程中未被氧化的二价铁离子氧化成三价铁离子，并将三价铁离子的氢氧化物沉淀吸附，在锰砂周围形成一层活性滤膜，继而地下水中的二价锰离子被氧化成二氧化锰并被锰砂吸附截留；(3)食品级活性炭的再次吸附截留过程，可以去除地下水中可能含有的化学有机物及色度和味道等，保证经除铁锰后的地下水的饮用安全。

申请号为201410485723.5的中国发明专利公布了一种强化除铁锰反应沉淀耦合池，由射流曝气器、二个耦合池、排泥泵和消毒部分组成，其中：所述二个耦合池的结构相同，均由斜板沉淀池和锰砂过滤层组成，斜板沉淀池内上部设有斜板，斜板沉淀池外是锰砂过滤层，斜板沉淀池顶部为沉淀出水，所述沉淀出水落入锰砂过滤层，斜板沉淀池底部设有排泥口，所述排泥口通过管道连接排泥泵，二个耦合池串联，一级耦合池下部的出水口通过管道和进出水泵连接二级耦合池的进水口，一级耦合池前设有进出水泵，所述进出水泵通过管道和射流曝气器连接一组耦合池一端下部；二组耦合池出水口连接。

然而，目前将高压静电场与氧化反应、电解反应相结合，用以高效去除地下水中过量铁、锰的技术信息鲜有报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单，绿色节能，能有效快速去除地下水中过量铁、锰的高压静电场地下水除铁锰装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高压静电场地下水除铁锰装置，该装置包括绝缘外罩、设置在绝缘外罩中的高压直流电源、与高压直流电源电连接的高压静电场离子分离室以及与高压静电场离子分离室相连通的氧化反应发生器，所述的装置还包括与高压静电场离子分离室相连通的电解反应发生器，该电解反应发生器的顶端设有用于通入液态氧化剂的端口，并且所述的电解反应发生器的内部由上而下依次设有电解池、过滤板以及出水口，所述的电解池通过电路与高压直流电源电连接，所述的过滤板倾斜设置在电解池下方；

在工作状态下，由高压静电场离子分离室流进电解反应发生器中含有Mn²⁺与Fe²⁺的地下水，与液态氧化剂混合并发生氧化还原反应，地下水中的Mn²⁺与Fe²⁺被分别氧化成不溶于水的MnO₂固体及Fe(OH)₃沉淀，而MnO₂固体及Fe(OH)₃沉淀经重力沉降，滞留在过滤板上，流经过滤板的地下水不再含有Mn²⁺与Fe²⁺，并由出水口排出。