[发明专利]一种地下海水超标铁锰的去除方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下海水处理方法，特别是地下海水超标铁、锰的去除方法；本发明还公开了上述去除方法与适用的装置。

背景技术

地下水是我国城镇和工矿企业的重要水源。地下水水质较好，水温也比较稳定，在海水养殖生产中，也因为地下海水水温相对恒定、水质良好而被多数养殖企业和养殖户选为养殖用水。Fe、Mn作为鱼类生长的必需元素，在适当浓度下会促进其生长和发育，但在较高浓度，不仅会使其发育受阻，而且还会引发一系列疾病，根据有关调查数据，我国北方多数地区的地下海水中都存在不同程度的铁、锰超标现象，其中尤以锰元素超标现象最为严重。地下水中的铁、锰常以二价铁锰的形式存在，由于二价铁锰在水中的溶解度大，所以刚从含水层中抽出来的含铁、锰地下水仍然清澈透明，但一经与空气接触，水中的二价铁、锰便被空气中的氧气氧化，生成难溶于水的三价铁、锰的氢氧化物。我国渔业水质标准GB11607-89没有对Fe、Mn元素浓度做出限制规定(美国渔业水质标准规定Fe、Mn浓度皆小于0.01mg/L)。但在养殖生产中经常发现：海水中高浓度的铁、锰能在鱼鳃上沉积一层棕色薄膜，刺激鱼分泌黏液，妨碍鱼的呼吸，甚至引起窒息死亡；在高浓度铁、锰含量的水中，鱼的生长速度变缓。

目前，地下水中铁、锰的去除，大都是针对淡水的研究。我国对地下水中铁、锰去除的研究始于上世纪五十年代，其处理工艺大致经历了自然氧化法、接触氧化法、生物法三个阶段，现在又形成了高锰酸钾氧化法、氯氧化法、光化学氧化法等，这些方法都是基于对铁、锰的氧化，生成沉淀后，再加以过滤。由于一般地下海水中铁、锰的含量比较高，采用自然氧化法对铁、锰很难去除。接触氧化法已被证实是生物作用的结果，但迄今为止，生物除锰仍然没有较为成熟的工艺参数，如生物除锰的经济滤速、极限滤速、过滤周期、最低溶解氧含量、经济曝气强度等都没有理论研究数据，这些数据的缺乏，使得生物除锰还没有大量应用；此外，海水中的盐度很高，也不适于微生物的生长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单合理、可有效去除地下海水中的铁、锰元素的地下海水超标铁锰的去除方法。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述去除方法所适用的一种地下海水超标铁锰的去除装置。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。本发明是一种地下海水超标铁锰的去除方法，其特点是，通过水泵抽取的地下海水，首先流经泡沫分离器处理，处理时通臭氧O₃曝气，利用臭氧O₃的强氧化性将水中难于氧化的二价锰离子与/或二价铁离子氧化成难溶于水的沉淀物，所形成沉淀物经过砂滤器拦截吸附过滤去除；处理完的水再经过熟质锰砂吸附过滤，从而完成对地下海水中超标铁、锰的去除。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的方法，其特点是，其具体步骤如下，

(1)将待处理海水通过管路进入泡沫分离器，将臭氧O₃气体通过文丘里式气液混合装置输送进入泡沫分离器；臭氧O₃通过曝气盘与待处理海水进行混合并发生氧化反应，形成沉淀；

(2)经臭氧O₃处理的海水通过管路流入砂滤器内，砂滤器内装填粒径为0.6～1.5mm的石英砂或其它过滤介质，砂滤器进一步将泡沫分离器处理后的海水进行处理，拦截过滤水中的悬浮物；

(3)经砂滤器处理后的海水经流入装有熟质锰砂的过滤装置，在该装置内，未被氧化完全的二价铁、锰被氧化成高价铁离子、锰离子，形成不溶于水的氢氧化物，再从上至下经过装置内高效熟质锰砂吸附过滤而降低铁锰含量，经处理后的海水即可用于养殖生产。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的方法，其特点是，在步骤(1)中，臭氧O₃氧化处理地下海水形成的沉淀通过泡沫分离器底部的排污阀定期排除。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的方法，其特点是，在步骤(3)中，装有熟质锰砂的过滤装置的底部设有排污阀，定期将装置底部存留的污水排出。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的方法，其特点是，熟质锰砂中的MnO₂含量不小于35％。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的方法，其特点是，臭氧流量与地下水中超标铁锰的浓度关系为：当地下水中铁浓度不超过0.5mg/L，锰浓度不超过2.0mg/L时，臭氧的流量为30g/h。