[发明专利]一种地下水除铁除锰设备

说明书

本发明是一种净化水的装置，特别是一种能除去地下水和空调回水中所含铁、锰，使水中铁、锰的含量能达到国家生活饮用水卫生标准的净化水装置。

世界上地下水中含铁、含锰地区分布较广，国外如美、英、德、法等国，都已开发出含铁、含锰的地下水。国内黑龙江、辽宁、湖北等省、市亦已开发出含铁、含锰的地下水，其中东北，广西、长江中游一带较为集中。各地地下水中的铁、锰含量不尽相同，有的地方含铁量超标准，而含锰量未超标准，有的地方铁、锰含量均超标准。据有关资料表明，国内地下水中的含铁量多在2-15毫克/升，含锰量多在0.5-3毫克/升范围内。

地下水中铁锰的存在不仅影响水的外观，使水有金属味，而且铁和锰会腐蚀输水管道，并造成管道的堵塞。由于含铁、锰的地下水不仅不适于饮用，而且作为奶品、造纸和纺织等工业用水也不受欢迎。因此国内外采取了许多办法除去地下水中所含的铁、锰。

在地下水中，由于缺氧，铁和锰以还原形式（氧化态+2）存在于溶液中。目前国内多采用曝气接触氧化-过滤法除铁、锰。由于无生产地下水除铁装置的专业工厂，对地下水含铁量高的地区进行水处理时，常采用混凝土构筑，现场施工的方法。这样存在工程时间长、占地面积大，投资多，滤料使用周期短等不足之处。1986年哈尔滨建工学院研制出一种压力式地下水除铁装置。该装置虽采用了曝气氧化法除铁，使工艺成熟;采用了压力式和中阻力孔板配水，节约了能耗，并有控制反冲洗水流量和过滤水量的措施，便于滤池的操作和调节，除铁效果良好，但因自吸曝气接入深井中，充氧量无法调节，深井泵叶轮因氧化锈蚀寿命不长，且只能处理含铁量在20毫克/升以下的原水。同时还存在设备加工复杂，装填滤料及检修不便、成本和价格较高等不足之处。推广使用受到一些经济、技术条件限制。

本发明的目的是设计一种构造简单，设计合理，结构紧凑，占地少，操作方便，成本较低的，既能除铁，又能对铁、锰共存的地下水有效地除铁、锰的成套设备。

本发明的目的是采用下述方法和设备结构达到的。利用水源井水泵出水压力直接射流、自吸充氧、铁质、锰质活性滤膜接触过滤方法。采用的成套设备主要由原水进口管[1]、自吸充氧器[2、6]、以石英砂为载体的除铁除锰活性滤膜接触过滤罐[4]，中间管道泵[5]，无铁锰水出口管[7]，排水管[8]，冲洗水进口管[9]等组成（见图1），其特征是水源井水泵出水压力直接射流自吸充氧，气水混合和水的过滤三个工艺流程设备组合为一体，气水混合管[26]直接接在自吸充气器壳体[22]下方（参见图2），并垂直安装于过滤罐[4]中心部位的曝气氧化管[3]内。

过滤罐[4]一般为圆形罐，罐体近底处和高约2米处周壁上开有若干大小相近，均匀分布的方形孔[15、11]，在开方孔[15、11]罐体外壁分别设有一圈截面为方形的出水槽[21]，排水槽[12]，方孔[15]与出水槽[21]相通，方孔[11]与排水槽[12]相通，这两圈水槽亦作罐体加强圈用。整个过滤罐[4]，包括方形配水孔[15、11]，出水槽[21]，排水槽[12]用垂直隔板从中间隔成两个半圆罐。一个半圆罐作水除铁过滤用，另一半圆罐作水除锰过滤用。罐体通常用碳钢制作，也可用水泥构件等制做。水除铁过滤和除锰过滤还可分开做成两个圆筒罐，两过滤罐再用中间管道连接起来，滤床以钢制格栅[13]承担石子，石子上敷设滤料石英砂[14]，石子粒径及敷设厚度（石子粒径自上而下排列）为：

粒径（毫米）    2-4    4-8    8-16    16-32

厚度（毫米）    40    40    50    50

滤料石英砂粒径0.6-1.2毫米，敷设厚度600-900毫米。

水自吸充氧器[2、6]为可调自吸式射流充氧器（见图2），其特征是在圆管形壳体[22]一端，用可调螺纹连接一伸入壳体[22]中的圆锥管形喷咀[23]，在圆管形壳体[22]另一端直接连气水混合管[26]，喷咀[23]、壳体[22]和混合管[26]三者同轴，圆管形壳体[22]中部周壁上开有进气孔，以连接进气管[24]。进气管[24]的安装方向使吸入气流方向与水经喷咀射出的方向有一定角度，一般为30-60度。利用调节原水进喷咀的压力，或变更进气管口压盖[27]的口径，或通过拧上连接螺纹圈数调节喷咀[23]口与混合管[26]口的距离来调节吸气量，从而控制出曝气氧化管[3]的水中二价铁与三价铁的比例。本充氧器用不锈钢或其它耐磨无毒材质制做。