[发明专利]一种用于催化氧化去除水中铁、锰和氨氮的活性滤料制备系统

说明书

本发明提供了一种用于催化氧化去除水中铁、锰和氨氮的活性滤料制备系统，该系统包括挂膜水箱、静态混合器、药剂投加系统、制备主体系统、正向低流速挂膜循环回路、正向高流速挂膜循环回路和逆向低流速挂膜循环回路；本发明提供了一种普通石英砂滤料快速活化的系统，既实现了活性滤料的快速形成，又可作为一种滤料应用于除氨氮和铁锰的工艺中，解决常规工艺氨氮、铁锰难以同时去除的问题。整个系统挂膜用水循环利用，减少挂膜用水量，减少药剂投加量，大大节约制备成本。采用不同制备方式，正向低流速/正向高流速/逆向低流速三种过滤模式，制备速度快，制备充分，制备效果好。

技术领域

本发明属于饮用水处理领域，涉及活性滤料，具体涉及一种用于催化氧化去除水中铁、锰和氨氮的活性滤料制备系统。

背景技术

随着我国工农业的快速发展和人口剧增，工业废水和城市污水排放量不断增加，导致江、河、湖泊以及水库等饮用水源污染加重。尤其是近年来全国各地饮用水源铁、锰和氨氮等污染的频繁出现，严重威胁到城市饮用水的水质安全。这些受污染的水源水进入水厂后造成水处理难度加大、制水成本提高，并且常规的饮用水处理工艺很难保证处理后的水质达标。因此饮用水中的铁、锰和氨氮的协同去除已成为当前我国饮用水安全保障面临的重要问题。

研究表明，当铁浓度高于0.5mg/L时，水体会产生明显的嗅味与颜色，影响感官；水中溶解态的Mn氧化成MnO₂时，会成管道结垢甚至堵塞，并且锰的过多摄入会导致严重神经系统及骨骼疾病；氨氮在水处理过程中与氯消毒剂反应生成消毒副产物，危害人体健康，同时降低消毒效率。人体摄入过量的氨氮会被氧化为亚硝氮和硝氮，进而产生致癌物质亚硝胺，亦可导致高铁血红蛋白症。

目前针对铁、锰和氨氮的单一污染物处理技术已经相对成熟，但关于协同去除铁、锰和氨氮的处理工艺报道较少。当前水中铁锰的去除主要采用化学氧化法，具体将水中低价态铁锰离子氧化为高价态后，再通过滤层过滤实现分离。目前饮用水中氨氮的去除多采用吸附法、折点加氯法以及生物脱氮法等。其中吸附法在使用时面临因吸附容量限制导致的吸附剂频繁再生、解吸液的处理以及废弃吸附剂的处置等问题；折点加氯法最常用于水厂氨氮的去除，但是由于氨氮的氧化需要消耗大量的氯，加氯量的增大导致水中消毒副产物浓度增加，增加致癌风险；生物接触氧化法或曝气生物滤池等生物脱氮法常用作在常规处理工艺前增设的生物预处理工艺，虽对自来水中氨氮的去除率可达80%，但其对铁锰只有不足50%的去除效果，且由于工艺流程长、受温度影响大、运行周期长、运行费用高、管理难度大等缺点，使其难以推广实施。

综上，现有技术在应用时多面临技术成本高、适用性不强等问题，亟待开发经济、高效、且能实现铁、锰和氨氮协同去除的新技术。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供本发明提供一种用于催化氧化去除水中铁、锰和氨氮的活性滤料制备系统，可直接应用于高负荷氨氮及铁、锰原水的净化处理，并且达到工艺简单、投资节省、成本低廉及运行管理方便的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种用于催化氧化去除水中铁、锰和氨氮的活性滤料制备系统，该系统包括挂膜水箱、管道静态混合器、药剂投加系统、制备主体系统、正向低流速挂膜循环回路、正向高流速挂膜循环回路和逆向低流速挂膜循环回路；

所述的挂膜水箱依次与第一阀门和第二阀门相连；

所述的管道静态混合器的进口连接有药剂投加系统；

所述的制备主体系统包括制备主体，制备主体内的下部设置有布水/配气装置，布水/配气装置上设置有承托层，承托层上设置有滤料层；所述的制备主体外部竖向设置有正向水管，正向水管的顶端在高于滤料层的位置与制备主体相连通，正向水管的底端与正向三通接头的第一端相连；所述的制备主体外部底部设置有逆向四通接头，逆向四通接头的第一端与制备主体的底部相连；