[实用新型]一种连续运行的低溶解氧生物除铁固锰装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种用于含铁、锰和微量有机物污染的地下水净化装置。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定、水质优良，成为部分地区或城市的重要水源之一。在地下环境中生成的重碳酸盐和一些络合物，使铁、锰溶于水中并随水迁移，导致部分地区地下水中铁、锰离子浓度较高。当铁、锰离子含量超过一定限值时，在输配水管网中会形成铁锰沉淀，破坏输配水关键设备。长时间饮用高铁、锰的地下水，会影响人的饮食并引起消化系统和骨骼系统疾病，过量摄入铁锰还会损伤动脉内壁和心肌，容易造成冠状动脉窄而引发冠心病。因此，含高铁、锰的地下水在使用前必须进行处理，使其浓度达到国家规定的标准限值。

地下水除铁除锰技术的发展经历了三个阶段。第一阶段的除铁、锰技术是以曝气充氧氧化法为主，利用水中的溶解氧将Fe²⁺和Mn²⁺氧化成Fe³⁺和Mn⁴⁺的絮状物，经过絮凝沉淀后过滤去除。为了保障铁锰氧化生成絮凝体过程的顺利进行，要求水的pH值不低于7.0，而且充氧还能够进一步去除水中溶解的CO₂，间接提高水的pH值。第二阶段是以曝气接触过滤技术为基础。含铁地下水经过曝气后直接进入锰砂滤料层，滤料表面形成的活性滤膜能够催化氧化水中的Fe²⁺和Mn²⁺离子，从而达到去除水中铁、锰的目的。然而，水厂生产运行显示，采用曝气接触除铁、锰工艺的水厂，除个别水厂出水锰浓度达标并长期稳定外，绝大多数水厂的除锰效果未达到设计要求。

为了克服生产实践中的除锰难题，地下水除铁、锰技术发展进入第三阶段，这个阶段中地下水中铁、锰的去除是以细菌除锰为基础，这就是生物除铁固锰理论。生物除铁固锰理论认为，在运行良好的水厂中，Mn²⁺的氧化是以Mn²⁺氧化细菌为主的生物氧化作用，而不是曝气充氧的化学接触氧化或滤料表面生成的滤膜催化氧化。受此理论影响，传统水厂工艺由一级弱曝气过滤除铁、二级强曝气过滤除锰的两级曝气两级过滤工艺，改进为弱曝气单级过滤除铁、锰工艺。这种简化工艺充分利用了FeOOH的接触催化氧化除铁和生物酶催化氧化除锰的协同作用，在一个反应池内同时完成Fe²⁺、Mn²⁺的去除，是一种高效、经济的饮用水除铁、锰工艺。

以弱曝气单级过滤技术为基础建设的水厂，通常采集土著锰氧化细菌经扩增后接种于滤池，待培养结束后开始生产运行。随着时间的推移，滤料表面的锰氧化细菌逐渐生殖，形成一层具有固锰作用的生物膜。同时，滤层的水头损失也逐渐增大，达到一定时间后必须对滤池进行反冲洗。反冲洗一方面使滤料表面死亡或过量的生物膜脱落，降低滤层的水头损失，使滤层恢复生产，另一方面，也降低了滤料表面生物膜量，导致反冲洗完成后，滤层初期出水水质变差。

实用新型内容

本实用新型提供一种连续运行的低溶解氧生物除铁固锰装置，目的是克服反冲洗降低滤料表面生物膜量，导致滤料床不能连续运行的弊端，使滤料床除铁除锰和滤料清洗在同一反应器内完成，提高装置的运行稳定性。

本实用新型解决的技术问题的方案是采用罐体、滤料清洗管、进水管、集水干管、提升管、泥水分离器和排泥管构成连续运行的低溶解氧生物除铁固锰装置，滤料清洗管的底部是料管锥体，罐体的底部是罐锥体，滤料清洗管在罐体内，料管锥体底部通过提升管固定连接罐锥体底部，提升管上安装有泵体，泵体连接有压缩空气管，压缩空气管的另一端在罐体外，泵体与料管锥体底部的罐体内安装有水平放置的集水干管，集水干管上装有开口向下的集水头，集水干管连接有集水管，集水管在罐体外部，滤料清洗管的上部外侧有泥水分离器，泥水分离器由滤板、挡板和外沿构成，滤板靠近滤料清洗管外壁，外沿靠近罐体内壁，挡板在滤板和外沿之间，滤板底部与滤料清洗管外壁之间有重力阀门，罐体上连接有进水管，进水管对应泥水分离器，滤板和外沿在底部交汇，排泥管连接在滤板和外沿底部交汇处，排泥管另一端在罐体外部。