本發(fā)明屬于水處理，尤其涉及一種地下水處理裝置及水處理方法。

背景技術(shù)：

1、地下水具有有機質(zhì)較少，濁度低、但礦物質(zhì)較多等特征，并且含有許多還原性物質(zhì)，如低價的鐵、錳的重碳酸鹽類和硫酸鹽等。此類還原性物質(zhì)對后續(xù)膜系統(tǒng)有較多的危害，通常采用曝氣、混凝、澄清、過濾等方法進行處理。

2、自然氧化法是一種用于地下水除鐵除錳的技術(shù)。這種方法主要依賴于空氣中的氧氣作為氧化劑，通過在地下水系統(tǒng)中引入充足的氧氣，促進二價鐵(fe2+)氧化成三價鐵(fe3+)，并形成氫氧化物沉淀，從而實現(xiàn)鐵的去除。對于錳的去除，由于二價錳(mn2+)的氧化還原電位高于二價鐵，因此在一般地下水的ph范圍內(nèi)(大約6.0至7.5)，僅靠曝氣提高ph值到9.0以上以加速氧化速率是困難的，因此通常需要額外投加堿性物質(zhì)來促進錳的氧化和去除。

3、接觸氧化法是另一種用于地下水除鐵除錳的有效方法。這種方法的基本原理是通過曝氣將氧氣引入地下水中，使二價鐵(fe2+)和二價錳(mn2+)氧化成三價鐵(fe3+)和高價錳，然后通過濾層過濾去除這些氧化產(chǎn)物。

4、在接觸氧化法中，曝氣后的地下水通過一個填充有特定濾料的濾層。這些濾料能夠吸附氧化后的鐵和錳，并逐漸形成具有催化作用的濾膜，加速鐵和錳的氧化過程。例如，對于除錳過程，高價錳的氫氧化物會附著在濾料表面，形成所謂的“錳質(zhì)熟砂”，這種濾料具有接觸催化作用，可以在較低的ph條件下有效地將二價錳氧化為高價錳并從水中去除。

5、這些常規(guī)的處理系統(tǒng)具有工藝繁瑣冗長，占地面積大，投資大等特點，如專利cn201310548069.3以及專利cn202022508068.4提到的地下水處理系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種地下水處理裝置及水處理方法，能夠?qū)⒊趸?、曝氣氧化、過濾進行集成化設(shè)計，實現(xiàn)曝氣除鐵錳和除二氧化碳的功能，占地面積小。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種地下水處理裝置，沿著地下水的流向，包括在來水管道上設(shè)置的加藥混合器、與加藥混合器信號聯(lián)鎖的在線ph表以及氧化過濾裝置，所述氧化過濾裝置內(nèi)部由上到下依次設(shè)置氣液分離器擋板、支母管式布水裝置、水幕噴淋填料層、鼓風(fēng)機、反洗預(yù)留空間、過濾填料層和集水裝置，氧化過濾裝置底部設(shè)置反洗進水系統(tǒng)和反洗進氣系統(tǒng)。

4、本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：氧化過濾裝置外殼為常壓柱狀容器，包括氧化系統(tǒng)和過濾沖洗系統(tǒng)，氧化系統(tǒng)包括氣液分離器擋板、支母管式布水裝置、水幕噴淋填料層和鼓風(fēng)機，過濾沖洗系統(tǒng)包括反洗預(yù)留空間、過濾填料層、集水裝置、反洗進水系統(tǒng)和反洗進氣系統(tǒng)；氧化過濾裝置頂部設(shè)置排風(fēng)管，反洗進水系統(tǒng)包括設(shè)置在氧化過濾裝置外部的反洗進水管，反洗進水管通過三通和氧化過濾裝置以及廢水管連接，廢水管連接到排水溝，反洗進水管上設(shè)置進水閥和正洗排水閥。

5、本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：反洗進氣系統(tǒng)包括設(shè)置在氧化過濾裝置外部的反洗進氣管，反洗進氣管通過三通和氧化過濾裝置以及出水管連接，反洗進氣管上設(shè)置進氣閥，出水管上設(shè)置產(chǎn)水閥。

6、本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：地下水進水和支母管式布水裝置連接，水幕噴淋填料層的填料采用多面塑料球。

7、本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：鼓風(fēng)機設(shè)置在氧化過濾裝置外部，通過進風(fēng)管延伸至氧化過濾裝置內(nèi)，進風(fēng)管在裝置內(nèi)部設(shè)置有向下彎曲45°的彎頭。

8、本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：反洗預(yù)留空間與過濾填料層的高度相同，反洗預(yù)留空間內(nèi)設(shè)置液位變送器以及反洗排水口，反洗排水口連接的排水管道上設(shè)置反洗排水閥。

9、本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：加藥混合器中加入的藥物包括硫酸或鹽酸溶液，在線ph表限定ph值為6～8。

10、一種地下水處理方法，使用上述地下水處理裝置，包括下步驟：

11、步驟s1、地下水來水管道上的加藥混合器和在線ph表信號聯(lián)鎖，根據(jù)在線ph表監(jiān)測的ph值確定加入的藥量，ph值符合的地下水進入支母管式布水裝置進行噴淋，鼓風(fēng)機開啟，通入空氣；

12、步驟s2、鼓風(fēng)機送入的空氣和地下水在水幕噴淋填料層進行氧化，并且氣體通過氣液分離器擋板和排風(fēng)管排出至大氣中；

13、步驟s3、經(jīng)過氧化后的地下水通過過濾填料層進行過濾得到處理好的潔凈水通過集水裝置后離開地下水處理裝置通過出水管輸送至后續(xù)系統(tǒng)中。

14、本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：氧化過濾裝置需要清洗時，過濾填料層通過正洗和反洗兩種方式清洗，反洗時開啟反洗進氣管通入壓縮空氣以及開啟反洗進水管通入水向上反洗過濾填料層，反洗水向上沖洗到達反洗預(yù)留空間通過反洗排水口排出到排水溝。

15、本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：氧化過濾裝置正洗時地下水通過來水管道進入氧化過濾裝置，加藥混合器不開啟加藥、鼓風(fēng)機也不開啟鼓風(fēng)，地下水由自然壓力沖洗過濾填料層，沖洗廢水通過廢水管排出到排水溝。

16、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進步是：

17、本申請地下水處理裝置集成設(shè)計，通過管道混合器加酸，實現(xiàn)堿度的有效轉(zhuǎn)化；通過水幕噴淋及鼓風(fēng)高效的實現(xiàn)鐵錳氧化及二氧化碳的脫除。

18、整個裝置系統(tǒng)設(shè)備配置簡單，主要由管道混合器、水幕噴淋裝置和風(fēng)機、濾料以及管道閥門組成。裝置運行控制簡單，通過在線ph表來調(diào)整加藥量，通過運行水位(或壓差)來控制過濾器的運行和反洗。

19、本申請地下水處理裝置設(shè)備投資成本低，該方法將曝氣、脫碳和過濾設(shè)備集成為一個設(shè)備，大大節(jié)省設(shè)備制造成本和設(shè)備占地而帶來的土建成本。

技術(shù)特征：

1.一種地下水處理裝置，其特征在于：沿著地下水的流向，包括在來水管道上設(shè)置的加藥混合器（1）、與加藥混合器（1）信號聯(lián)鎖的在線ph表以及氧化過濾裝置，所述氧化過濾裝置內(nèi)部由上到下依次設(shè)置氣液分離器擋板（2）、支母管式布水裝置（3）、水幕噴淋填料層（4）、鼓風(fēng)機（8）、反洗預(yù)留空間（5）、過濾填料層（6）和集水裝置（7），氧化過濾裝置底部設(shè)置反洗進水系統(tǒng)和反洗進氣系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水處理裝置，其特征在于：氧化過濾裝置為常壓柱狀容器，包括氧化系統(tǒng)和過濾沖洗系統(tǒng)，氧化系統(tǒng)包括氣液分離器擋板（2）、支母管式布水裝置（3）、水幕噴淋填料層（4）和鼓風(fēng)機（8），過濾沖洗系統(tǒng)包括反洗預(yù)留空間（5）、過濾填料層（6）、集水裝置（7）、反洗進水系統(tǒng)和反洗進氣系統(tǒng)；氧化過濾裝置頂部設(shè)置排風(fēng)管（13），反洗進水系統(tǒng)包括設(shè)置在氧化過濾裝置外部的反洗進水管（11），反洗進水管（11）通過三通和氧化過濾裝置以及廢水管（14）連接，廢水管連接到排水溝，反洗進水管（11）上設(shè)置進水閥，廢水管（14）上設(shè)置正洗排水閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水處理裝置，其特征在于：反洗進氣系統(tǒng)包括設(shè)置在氧化過濾裝置外部的反洗進氣管（12），反洗進氣管（12）通過三通和氧化過濾裝置以及出水管（15）連接，反洗進氣管（12）上設(shè)置進氣閥，出水管（15）上設(shè)置產(chǎn)水閥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水處理裝置，其特征在于：地下水進水和支母管式布水裝置（3）連接，水幕噴淋填料層的填料采用多面塑料球。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地下水處理裝置，其特征在于：鼓風(fēng)機（8）設(shè)置在氧化過濾裝置外部，通過進風(fēng)管（9）延伸至氧化過濾裝置內(nèi)，進風(fēng)管（9）在裝置內(nèi)部設(shè)置有向下彎曲45°的彎頭。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水處理裝置，其特征在于：反洗預(yù)留空間（5）與過濾填料層（6）的高度相同，反洗預(yù)留空間（5）內(nèi)設(shè)置液位變送器以及反洗排水口，反洗排水口連接的排水管道上設(shè)置反洗排水閥。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水處理裝置，其特征在于：加藥混合器（1）中加入的藥物包括硫酸或鹽酸溶液，在線ph表限定ph值為6~8。

8.一種地下水處理方法，使用權(quán)利要求1-7任一項所述的地下水處理裝置，其特征在于包括下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種地下水處理方法，其特征在于：氧化過濾裝置需要清洗時，過濾填料層（6）通過正洗和反洗兩種方式清洗，反洗時開啟反洗進氣管（12）通入壓縮空氣以及開啟反洗進水管（11）通入水向上反洗過濾填料層（6），反洗水向上沖洗到達反洗預(yù)留空間（5），進行氣水交替擦洗，然后通過反洗排水口排出到排水溝（10）。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種地下水處理方法，其特征在于：氧化過濾裝置正洗時地下水通過來水管道進入氧化過濾裝置，加藥混合器（1）不開啟加藥、鼓風(fēng)機（8）也不開啟鼓風(fēng)，地下水由自然壓力沖洗過濾填料層（6），沖洗廢水通過廢水管（14）排出到排水溝（10）。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種地下水處理裝置及水處理方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，沿著地下水的流向，包括在來水管道上設(shè)置的加藥混合器、與加藥混合器信號聯(lián)鎖的在線pH表以及氧化過濾裝置，所述氧化過濾裝置內(nèi)部由上到下依次設(shè)置氣液分離器擋板、支母管式布水裝置、水幕噴淋填料層、鼓風(fēng)機、反洗預(yù)留空間、過濾填料層和集水裝置，氧化過濾裝置底部設(shè)置反洗進水系統(tǒng)和反洗進氣系統(tǒng)。本申請將常規(guī)曝氣和水噴淋裝置結(jié)合，實現(xiàn)曝氣氧化和脫碳同步進行；將pH?調(diào)節(jié)前置，更有利于提高脫碳效率；將水幕噴淋裝置和過濾裝置集成在一起，簡化設(shè)備構(gòu)造，設(shè)備功能多元化，曝氣氧化或脫碳同步進行，脫碳設(shè)備和過濾設(shè)備集成。

技術(shù)研發(fā)人員：傅雷,張惠,牛勝利,戎穎,李振宇,劉甜甜
受保護的技術(shù)使用者：中國電建集團河北省電力勘測設(shè)計研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10