[发明专利]生物滤池法去除地下水中铁、锰的方法与装置

说明书

该发明属于水处理技术，特别是属于去除地下水中的铁、锰的技术。

水中含有过量的铁、锰，不但直接影响人体健康，而且严重影响工业生产，因而去除水中含有的过量铁、锰技术便发展起来了。国外地下水除铁除锰技术的主要方法有氧化法（加石灰等药剂提高PH值作补充处理）;化学氧化法（氯氧化、高锰酸钾法，臭氧法）;曝气接触氧化法和微生物法。其中化学氧化法较为普遍，然而需要管理水平高，需投大量药剂，致使制水成本高;微生物法其过滤形式采用慢滤池（滤速5米/小时），因而效率很低，致使制水成本高;而曝气接触氧化法除铁锰技术，是以天然锰砂做为过滤介质，利用空气中的氧做为氧化剂对地下水进行强曝气，散出水中二氧化碳，增加水中的溶解氧，并尽量提高水中的PH值，使水中的低价铁、锰氧化成高价铁，锰并逐渐附着在滤料表面而被滤料截留去除。当水中铁锰含量高时，需要两级曝气、两级加压和过滤，使得工艺复杂、设备庞大，能源消耗过大。

本发明的目的在于提供一种工艺流程简单、投资少、耗能低的地下水除铁、锰的方法与装置。

本发明是依据这样的原理实现的。通过对“铁、锰质活性滤膜”的成份分析和结构分析证明，这种膜上根本不存在MnO₂或Mn₃O₄而是铁、锰的复合化合物（这种物质首次被发现），这种物质不是无机反应的产物，而是一种复杂的生物化学作用产物，由于这一发现，便从根本上改变了“曝气接触氧化法”的技术路线，一个以生物化学 作用原理去除地下水中铁、锰的技术提出来了，这种方法我们称之为生物滤池法。利用地下水中所含有的Fe⁺⁺、Mn⁺⁺、氨、氮、CO₂，在滤池中培养铁细菌，并使其沉积附着在滤料上，由于铁细菌为化能自养菌，它必须氧化大量的铁、锰而获取能量，同时又以CO₂为碳源，以无机氮为氮源，地下水为铁细菌提供了良好的生长繁殖环境，使滤池很快地形成生物滤池，这样低价铁、锰很快被铁细菌所产生的酶催化氧化为高价铁、锰化合物，并靠细菌分泌的粘液吸附截留在滤池中;同时铁细菌的代谢产物又具有很强的催化作用，能够加速水中铁、锰的氧化，在上述生物化学作用下，形成了一种复合化合物积聚在滤料上，从而达到有效地去除水中铁、锰的目的。

本发明的目的是这样实现的，将原水抽出经曝气器实现曝气后，经反应池使水充分混合再经加压泵加压进入生物滤池中过滤去除铁、锰，得到合格的处理水，为保证除铁、锰效果，要定期对生物滤池进行反冲洗。

本发明的工艺路线简单，它可根据测定水中铁、锰含量，定量明确采取单级或双级过滤工艺，使工艺达到最优化选择;本发明去掉了曝气接触氧化法中所设置的强曝气与强反应的构筑物，而代之以类似管件的曝气器和小型反应池，节约了设备投资与减少能源的消耗，生物滤池过滤器处理效果稳定，据计算与试用结果表明，水处理能力Q＝1000吨/日的一次工程基建投资为4.5万元，1吨水工程投资为45元/日;该方法与装置不但有良好的去除水中过量铁、锰效果，使水中含铁、锰量达到国家饮用水的标准，而且对地下水的微污染物质如氨氮、细菌也都有良好的去除效果。

本发明的效果还通过下表进一步说明：

曝气    反应    滤料成熟    滤速    滤料    反冲

期及滤膜    洗速度

生物    弱曝气溶解    反应时间t    28-32天    8-20    锰砂、或    12-14

滤池 氧O₂＝4- ＝10-15 生化膜 米/小时 石英砂或 升/秒·M²

法    5mg/L    分，反应池体    无烟煤等

积小    材质

曝气    强曝气    反应时间t    60-120    8米/    最好用锰    18升/

接触 O₂＝8-9 ＝40-60分 天，氧化膜 小时 砂 秒·M²

氧化    mg/L    反应池体

法    积大

效果    前者设备    前者投资少    前者投入    前者    前者适应    前者节

小、耗能    占地面积小    运行快    处理    性强    约水

低    能力

强

本发明的方法与装置由实施例及附图给出。

图1为依据本发明提出的技术路线流程图及相应装置方框图。

图2为曝气器的结构示意图。