一種新型鐵錳污染自動監(jiān)測及精確控制工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型鐵錳污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，其特征在于，包括如下步驟：利用自動加藥系統(tǒng)調(diào)節(jié)pH值并氧化鐵錳離子；錳砂濾料去除剩余的鐵錳離子和部分的鐵錳固態(tài)物質(zhì)；石英砂濾料去除水體濁度和懸浮物質(zhì)。本發(fā)明提供的新型鐵錳污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，利用氫氧化鈉和高錳酸鉀的自動投加同時調(diào)節(jié)pH值并氧化鐵錳離子，把低價態(tài)鐵錳氧化成高價態(tài)固態(tài)鐵錳；后續(xù)通過錳砂濾料，進一步吸附和氧化未去除徹底的鐵錳離子，并能截留一部分固態(tài)鐵錳；最終通過石英砂濾料，進一步去除水體濁度和懸浮物質(zhì)。此工藝自動化程度高，并且管理方便。
【專利說明】
-種新型鐵猛污染自動監(jiān)測及精確控制工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水處理技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體設(shè)及一種應(yīng)對鐵儘污染并且能夠根據(jù)進水 鐵儘含量自動控制精確反應(yīng)參數(shù)的組合工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵儘金屬元素，在自然界的巖石和±壤中都很常見。地表水鐵儘超標的情況主要 發(fā)生在W大型水庫作為水源地的水廠，原因多為地質(zhì)污染。地下水和地表水中超標的鐵最 初都為低價形式存在，只是由于地表水和空氣接觸增加了水中溶解氧含量，而低價鐵易于 被氧化，從而在水體中形成沉淀物，所W地表水中的鐵較易去除。而地表水(水庫水）中的低 價儘，并且大多W絡(luò)合物形態(tài)存在，穩(wěn)定性較強，不易被自然氧化，水庫水的流動性差決定 了運類水體的氧含量比其他地表水都要低，所W地表水(水庫水）中大多表現(xiàn)為儘超標。由 于地表水的渾濁度遠遠高于地下水，所W處理工藝上還要考慮渾濁度和懸浮物的去除。綜 上所述，地表水(水庫水)鐵儘超標的處理，相比地下水除鐵儘在工藝和材料的選擇上要更 復(fù)雜和要求更高，相對投入也較高。
[0003] 近年來針對鐵儘超標，發(fā)展了自然氧化法、接觸氧化法、生物法、藥劑氧化法等去 除方法，但是傳統(tǒng)的濾料曝氣法運行管理不便，接觸曝氣法對活性濾膜研究不成熟，生物法 還處于實驗室開發(fā)階段，離工程應(yīng)用還有較大差距。而化學(xué)藥劑氧化技術(shù)除了能去除鐵儘， 還能對水中的嗅味物質(zhì)、色度及有機污染物有一定的去除效果，在一些中小水廠得到了廣 泛應(yīng)用。在化學(xué)藥劑法去除鐵儘的過程中，有幾個技術(shù)難點：氧化劑投加量難W控制；出水 水質(zhì)難W控制(氧化劑投加過量問題等）;渾濁度和懸浮物的去除等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種新型鐵儘污染自動監(jiān)測及精確控制工藝。
[0005] 新型鐵儘污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，包括如下步驟：
[0006] 利用自動加藥系統(tǒng)調(diào)節(jié)抑值并氧化鐵儘:根據(jù)水體中的原始鐵儘含量，投加氨氧 化鋼和高儘酸鐘，在合適的抑值的條件下氧化低價鐵儘為高價固體鐵儘，生成氨氧化鐵和 二氧化儘沉淀；
[0007] 儘砂濾料去除剩余的鐵儘離子和部分的鐵儘固態(tài)物質(zhì)：由于高儘酸鐘投加量的偏 差，導(dǎo)致水體中有部分的儘離子未被去除或者由于藥劑過量導(dǎo)致的儘離子殘留，通過儘砂 濾料將殘余的儘離子吸附去除，并能截留部分的氨氧化鐵和二氧化儘固態(tài)物質(zhì)，降低水體 濁度；
[000引石英砂濾料去除水體濁度和懸浮物質(zhì)：由于國內(nèi)天然儘砂對于渾濁度和懸浮物的 去除能力遠低于天然石英砂，所W在濾柱后增加石英砂濾柱，進一步截留固態(tài)鐵儘物質(zhì)和 其他懸浮物質(zhì)，從而保證出水濁度達標。
[0009]優(yōu)選地，采用Design-Expert軟件設(shè)計并分析關(guān)于pH值、溫度和高儘酸鐘投加量為 自變量，鐵儘去除量AFe、ΔΜη為因變量的正交試驗，分析出在一定水質(zhì)條件下，Δ化、ΔΜη 與pH值、溫度和高儘酸鐘投加量之間的模型關(guān)系式，并通過隨時測定進水中鐵儘濃度計算 出在一定溫度下需要調(diào)節(jié)的最佳抑值和高儘酸鐘投加量，投加的氨氧化鋼和高儘酸鐘通過 管道混合器和被處理水充分反應(yīng)。
[0010] 優(yōu)選地，為了充分發(fā)揮儘砂的作用，工藝選用二氧化儘含量高的0.8-1.2mm粒徑的 覆合儘砂作為濾料，同時配備自動反沖洗系統(tǒng)，保證整個工藝運行的自動化。
[0011] 優(yōu)選地，填充的天然石英砂濾料的粒徑為0.5-1.0mm，同時配備自動反沖洗系統(tǒng)。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0013] 1、本發(fā)明提供的新型鐵儘污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，利用氨氧化鋼和高儘酸 鐘的自動投加，同時調(diào)節(jié)抑值和氧化鐵儘，把低價態(tài)鐵儘氧化成高價態(tài)固態(tài)鐵儘;后續(xù)通過 車孟砂濾料，進一步吸附和氧化未去除徹底的鐵儘離子，并能截留一部分固態(tài)鐵儘;最終通過 石英砂濾料，進一步去除水體濁度和懸浮物質(zhì)。此工藝自動化程度高，并且管理方便。
[0014] 2、本發(fā)明提供的新型鐵儘污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，采用自動投加高儘酸鐘 氧化劑和儘砂/石英砂濾柱過濾的方式，工藝簡單，自動化程度高，并且層層把關(guān)，保證出水 中鐵儘濃度和濁度均能達標。
【附圖說明】
[0015] 圖1為符合本發(fā)明優(yōu)選實施例的新型鐵儘污染自動監(jiān)測及精確控制工藝的流程 圖。
【具體實施方式】
[0016] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0017] 本發(fā)明是對現(xiàn)有水體中鐵儘處理方法進行深入系統(tǒng)的對比研究之后完成的自動 化程度高，能精確控制反應(yīng)參數(shù)的飲用水鐵儘凈化方法的設(shè)計，此方法通過自動投藥系統(tǒng)、 車孟砂濾柱和石英砂濾柱等方法的組合利用，從而完成對水體中鐵儘的去除。下面參照附圖1 說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0018] 1)利用自動加藥系統(tǒng)調(diào)節(jié)pH值和氧化鐵儘
[0019]采用Design-Expert軟件設(shè)計并分析關(guān)于pH值、溫度和高儘酸鐘投加量為自變量， 鐵車孟去除量Δ化、ΔΜη為因變量的正交試驗，分析出在一定水質(zhì)條件下，Δ化、ΔΜη與抑值、 溫度和高儘酸鐘投加量之間的模型關(guān)系式，并通過隨時測定的進水中鐵儘濃度計算出在一 定溫度下需要調(diào)節(jié)的最佳pH值和高儘酸鐘投加量，投加的氨氧化鋼和高儘酸鐘通過管道混 合器和被處理水充分反應(yīng)。
[0020] 2)儘砂濾料去除剩余的鐵儘離子和部分的鐵儘固態(tài)物質(zhì)
[0021] 由于高儘酸鐘投加量的偏差，導(dǎo)致水體中有部分的儘離子未被去除或者由于藥劑 過量導(dǎo)致的儘離子殘留，通過儘砂濾料將殘余的儘離子吸附去除，并能截留部分的氨氧化 鐵和二氧化儘固態(tài)物質(zhì)，降低水體濁度。為了充分發(fā)揮儘砂的作用，工藝選用二氧化儘含量 高的0.8-1.2mm粒徑的覆合儘砂作為濾料，同時配備自動反沖洗系統(tǒng)，保證整個工藝運行的 自動化。
[0022] 3)石英砂濾料去除水體濁度和懸浮物質(zhì)
[0023] 由于國內(nèi)儘砂對于渾濁度和懸浮物的去除能力遠低于天然石英砂，所W在濾柱后 增加石英砂濾柱，進一步截留固態(tài)鐵儘物質(zhì)和其他懸浮物質(zhì)，從而保證出水濁度達標。填充 的天然石英砂濾料的粒徑為0.5-1.0mm，同時配備自動反沖洗系統(tǒng)。
[0024] 本發(fā)明處理效果檢測：
[0025] 按照ImVh的流量進行鐵儘凈化設(shè)計。
[0026] 所用原水的水質(zhì)指標如表1所示。
[0027] 表1原水進水水質(zhì)指標 [002引
?0029]1)原水經(jīng)過自動投藥裝置，調(diào)節(jié)抑值并通過管道混合器充分和投加的高儘酸鐘接 觸后生成鐵儘的高價沉淀物，通過過膜取樣測試水體中離子態(tài)鐵儘濃度和色度，并同時測 定未過膜的水樣濁度，具體水質(zhì)指標參數(shù)如表2。
[0030] 表2經(jīng)過自動投藥系統(tǒng)后的水質(zhì)指標
[0031]
[0032] 2)水體中殘余的離子態(tài)鐵儘和形成的鐵儘沉淀物，經(jīng)過儘杉過濾柱的吸附和氧化 作用后，出水的水質(zhì)指標參數(shù)如表3。
[0033] 表3經(jīng)過儘砂濾柱后的水質(zhì)指標
[00：34]____
[0035] ~~3)水體中的殘留的懸浮物經(jīng)過石英砂濾柱后，進一步去除水體濁度，出水的水質(zhì) 指標參數(shù)如表4。
[0036] 表4經(jīng)過石英砂濾柱后的水質(zhì)指標
[0037]

[0038] 本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統(tǒng) 而言，由于與實施例公開的方法相對應(yīng)，所W描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明 即可。
[0039] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可W對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但 是運種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。
[0040] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神 和范圍。運樣，倘若本發(fā)明的運些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括運些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種新型鐵錳污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，其特征在于，包括如下步驟： 利用自動加藥系統(tǒng)調(diào)節(jié)PH值并氧化鐵錳:根據(jù)水體中的原始鐵錳含量，投加氫氧化鈉 和高錳酸鉀，在合適的PH值的條件下氧化低價鐵錳為高價固體鐵錳，生成氫氧化鐵和二氧 化錳沉淀； 錳砂濾料去除剩余的鐵錳離子和部分的鐵錳固態(tài)物質(zhì)：由于高錳酸鉀投加量的偏差， 導(dǎo)致水體中有部分的錳離子未被去除或者由于藥劑過量導(dǎo)致的錳離子殘留，通過錳砂濾料 將殘余的錳離子吸附去除，并能截留部分的氫氧化鐵和二氧化錳固態(tài)物質(zhì)，降低水體濁度； 石英砂濾料去除水體濁度和懸浮物質(zhì)：由于國內(nèi)天然錳砂對于渾濁度和懸浮物的去除 能力遠低于天然石英砂，所以在濾柱后增加石英砂濾柱，進一步截留固態(tài)鐵錳物質(zhì)和其他 懸浮物質(zhì)，從而保證出水濁度達標。2. 如權(quán)利要求1所述的新型鐵錳污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，其特征在于，采用 Design-Expert軟件設(shè)計并分析關(guān)于pH值、溫度和高猛酸鉀投加量為自變量，鐵猛去除量Δ Fe、Δ Mn為因變量的正交試驗，分析出在一定水質(zhì)條件下，AFe、Δ Mn與pH值、溫度和高錳酸 鉀投加量之間的模型關(guān)系式，并通過隨時測定的進水中鐵錳濃度計算出在一定溫度下需要 調(diào)節(jié)的最佳PH值和高錳酸鉀投加量，投加的氫氧化鈉和高錳酸鉀通過管道混合器與被處理 水充分反應(yīng)。3. 如權(quán)利要求1所述的新型鐵錳污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，其特征在于，為了充分 發(fā)揮錳砂的作用，工藝選用二氧化錳含量高的0.8-1.2_粒徑的覆合錳砂作為濾料，同時配 備自動反沖洗系統(tǒng)，保證整個工藝運行的自動化。4. 如權(quán)利要求1所述的新型鐵錳污染自動監(jiān)測及精確控制工藝，其特征在于，填充的天 然石英砂濾料的粒徑為0.5-1. Omm，同時配備自動反沖洗系統(tǒng)。
【文檔編號】G05D11/13GK105948310SQ201610333943
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】蔡宙, 劉剛, 李大鵬, 於臻緋, 劉振華, 童浩, 束玉保, 唐登廣
【申請人】上海核工程研究設(shè)計院