一种地下水处理装置及水处理方法与流程

本发明属于水处理，尤其涉及一种地下水处理装置及水处理方法。

背景技术：

1、地下水具有有机质较少，浊度低、但矿物质较多等特征，并且含有许多还原性物质，如低价的铁、锰的重碳酸盐类和硫酸盐等。此类还原性物质对后续膜系统有较多的危害，通常采用曝气、混凝、澄清、过滤等方法进行处理。

2、自然氧化法是一种用于地下水除铁除锰的技术。这种方法主要依赖于空气中的氧气作为氧化剂，通过在地下水系统中引入充足的氧气，促进二价铁(fe2+)氧化成三价铁(fe3+)，并形成氢氧化物沉淀，从而实现铁的去除。对于锰的去除，由于二价锰(mn2+)的氧化还原电位高于二价铁，因此在一般地下水的ph范围内(大约6.0至7.5)，仅靠曝气提高ph值到9.0以上以加速氧化速率是困难的，因此通常需要额外投加碱性物质来促进锰的氧化和去除。

3、接触氧化法是另一种用于地下水除铁除锰的有效方法。这种方法的基本原理是通过曝气将氧气引入地下水中，使二价铁(fe2+)和二价锰(mn2+)氧化成三价铁(fe3+)和高价锰，然后通过滤层过滤去除这些氧化产物。

4、在接触氧化法中，曝气后的地下水通过一个填充有特定滤料的滤层。这些滤料能够吸附氧化后的铁和锰，并逐渐形成具有催化作用的滤膜，加速铁和锰的氧化过程。例如，对于除锰过程，高价锰的氢氧化物会附着在滤料表面，形成所谓的“锰质熟砂”，这种滤料具有接触催化作用，可以在较低的ph条件下有效地将二价锰氧化为高价锰并从水中去除。

5、这些常规的处理系统具有工艺繁琐冗长，占地面积大，投资大等特点，如专利cn201310548069.3以及专利cn202022508068.4提到的地下水处理系统。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供一种地下水处理装置及水处理方法，能够将除二氧化碳、曝气氧化、过滤进行集成化设计，实现曝气除铁锰和除二氧化碳的功能，占地面积小。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种地下水处理装置，沿着地下水的流向，包括在来水管道上设置的加药混合器、与加药混合器信号联锁的在线ph表以及氧化过滤装置，所述氧化过滤装置内部由上到下依次设置气液分离器挡板、支母管式布水装置、水幕喷淋填料层、鼓风机、反洗预留空间、过滤填料层和集水装置，氧化过滤装置底部设置反洗进水系统和反洗进气系统。

4、本发明技术方案的进一步改进在于：氧化过滤装置外壳为常压柱状容器，包括氧化系统和过滤冲洗系统，氧化系统包括气液分离器挡板、支母管式布水装置、水幕喷淋填料层和鼓风机，过滤冲洗系统包括反洗预留空间、过滤填料层、集水装置、反洗进水系统和反洗进气系统；氧化过滤装置顶部设置排风管，反洗进水系统包括设置在氧化过滤装置外部的反洗进水管，反洗进水管通过三通和氧化过滤装置以及废水管连接，废水管连接到排水沟，反洗进水管上设置进水阀和正洗排水阀。

5、本发明技术方案的进一步改进在于：反洗进气系统包括设置在氧化过滤装置外部的反洗进气管，反洗进气管通过三通和氧化过滤装置以及出水管连接，反洗进气管上设置进气阀，出水管上设置产水阀。

6、本发明技术方案的进一步改进在于：地下水进水和支母管式布水装置连接，水幕喷淋填料层的填料采用多面塑料球。

7、本发明技术方案的进一步改进在于：鼓风机设置在氧化过滤装置外部，通过进风管延伸至氧化过滤装置内，进风管在装置内部设置有向下弯曲45°的弯头。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：反洗预留空间与过滤填料层的高度相同，反洗预留空间内设置液位变送器以及反洗排水口，反洗排水口连接的排水管道上设置反洗排水阀。

9、本发明技术方案的进一步改进在于：加药混合器中加入的药物包括硫酸或盐酸溶液，在线ph表限定ph值为6～8。

10、一种地下水处理方法，使用上述地下水处理装置，包括下步骤：

11、步骤s1、地下水来水管道上的加药混合器和在线ph表信号联锁，根据在线ph表监测的ph值确定加入的药量，ph值符合的地下水进入支母管式布水装置进行喷淋，鼓风机开启，通入空气；

12、步骤s2、鼓风机送入的空气和地下水在水幕喷淋填料层进行氧化，并且气体通过气液分离器挡板和排风管排出至大气中；

13、步骤s3、经过氧化后的地下水通过过滤填料层进行过滤得到处理好的洁净水通过集水装置后离开地下水处理装置通过出水管输送至后续系统中。

14、本发明技术方案的进一步改进在于：氧化过滤装置需要清洗时，过滤填料层通过正洗和反洗两种方式清洗，反洗时开启反洗进气管通入压缩空气以及开启反洗进水管通入水向上反洗过滤填料层，反洗水向上冲洗到达反洗预留空间通过反洗排水口排出到排水沟。

15、本发明技术方案的进一步改进在于：氧化过滤装置正洗时地下水通过来水管道进入氧化过滤装置，加药混合器不开启加药、鼓风机也不开启鼓风，地下水由自然压力冲洗过滤填料层，冲洗废水通过废水管排出到排水沟。

16、由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

17、本申请地下水处理装置集成设计，通过管道混合器加酸，实现碱度的有效转化；通过水幕喷淋及鼓风高效的实现铁锰氧化及二氧化碳的脱除。

18、整个装置系统设备配置简单，主要由管道混合器、水幕喷淋装置和风机、滤料以及管道阀门组成。装置运行控制简单，通过在线ph表来调整加药量，通过运行水位(或压差)来控制过滤器的运行和反洗。

19、本申请地下水处理装置设备投资成本低，该方法将曝气、脱碳和过滤设备集成为一个设备，大大节省设备制造成本和设备占地而带来的土建成本。

技术特征：

1.一种地下水处理装置，其特征在于：沿着地下水的流向，包括在来水管道上设置的加药混合器（1）、与加药混合器（1）信号联锁的在线ph表以及氧化过滤装置，所述氧化过滤装置内部由上到下依次设置气液分离器挡板（2）、支母管式布水装置（3）、水幕喷淋填料层（4）、鼓风机（8）、反洗预留空间（5）、过滤填料层（6）和集水装置（7），氧化过滤装置底部设置反洗进水系统和反洗进气系统。

2.根据权利要求1所述的一种地下水处理装置，其特征在于：氧化过滤装置为常压柱状容器，包括氧化系统和过滤冲洗系统，氧化系统包括气液分离器挡板（2）、支母管式布水装置（3）、水幕喷淋填料层（4）和鼓风机（8），过滤冲洗系统包括反洗预留空间（5）、过滤填料层（6）、集水装置（7）、反洗进水系统和反洗进气系统；氧化过滤装置顶部设置排风管（13），反洗进水系统包括设置在氧化过滤装置外部的反洗进水管（11），反洗进水管（11）通过三通和氧化过滤装置以及废水管（14）连接，废水管连接到排水沟，反洗进水管（11）上设置进水阀，废水管（14）上设置正洗排水阀。

3.根据权利要求1所述的一种地下水处理装置，其特征在于：反洗进气系统包括设置在氧化过滤装置外部的反洗进气管（12），反洗进气管（12）通过三通和氧化过滤装置以及出水管（15）连接，反洗进气管（12）上设置进气阀，出水管（15）上设置产水阀。

4.根据权利要求1所述的一种地下水处理装置，其特征在于：地下水进水和支母管式布水装置（3）连接，水幕喷淋填料层的填料采用多面塑料球。

5.根据权利要求2所述的一种地下水处理装置，其特征在于：鼓风机（8）设置在氧化过滤装置外部，通过进风管（9）延伸至氧化过滤装置内，进风管（9）在装置内部设置有向下弯曲45°的弯头。

6.根据权利要求1所述的一种地下水处理装置，其特征在于：反洗预留空间（5）与过滤填料层（6）的高度相同，反洗预留空间（5）内设置液位变送器以及反洗排水口，反洗排水口连接的排水管道上设置反洗排水阀。

7.根据权利要求1所述的一种地下水处理装置，其特征在于：加药混合器（1）中加入的药物包括硫酸或盐酸溶液，在线ph表限定ph值为6~8。

8.一种地下水处理方法，使用权利要求1-7任一项所述的地下水处理装置，其特征在于包括下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种地下水处理方法，其特征在于：氧化过滤装置需要清洗时，过滤填料层（6）通过正洗和反洗两种方式清洗，反洗时开启反洗进气管（12）通入压缩空气以及开启反洗进水管（11）通入水向上反洗过滤填料层（6），反洗水向上冲洗到达反洗预留空间（5），进行气水交替擦洗，然后通过反洗排水口排出到排水沟（10）。

10.根据权利要求9所述的一种地下水处理方法，其特征在于：氧化过滤装置正洗时地下水通过来水管道进入氧化过滤装置，加药混合器（1）不开启加药、鼓风机（8）也不开启鼓风，地下水由自然压力冲洗过滤填料层（6），冲洗废水通过废水管（14）排出到排水沟（10）。

技术总结本发明公开了一种地下水处理装置及水处理方法，属于水处理技术领域，沿着地下水的流向，包括在来水管道上设置的加药混合器、与加药混合器信号联锁的在线pH表以及氧化过滤装置，所述氧化过滤装置内部由上到下依次设置气液分离器挡板、支母管式布水装置、水幕喷淋填料层、鼓风机、反洗预留空间、过滤填料层和集水装置，氧化过滤装置底部设置反洗进水系统和反洗进气系统。本申请将常规曝气和水喷淋装置结合，实现曝气氧化和脱碳同步进行；将pH 调节前置，更有利于提高脱碳效率；将水幕喷淋装置和过滤装置集成在一起，简化设备构造，设备功能多元化，曝气氧化或脱碳同步进行，脱碳设备和过滤设备集成。技术研发人员：傅雷,张惠,牛胜利,戎颖,李振宇,刘甜甜受保护的技术使用者：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10