CN101712519B - 地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置 - Google Patents

Abstract

一种地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置，包括壳体、进水管、出水管，所述壳体中心设有反应筒，反应筒壁的顶端至中部依次设有三级喇叭状跌水曝气盘，各跌水曝气盘的大圆口朝上，其小圆口则依次套设反应筒壁上，其中二级跌水曝气盘比一级跌水曝气盘的大圆口外径大，三级跌水曝气盘比二级跌水曝气盘的大圆口外径大，在反应筒外还围有一圈环形挂壁过滤池，该挂壁过滤池底部与壳体中部的内壁连接。本发明具有结构合理，使用效果稳定，效率高，投资省，成本低，管理方便，可连续供水，适用范围广等特点。它能将地下水中铁锰或有害物质一次性去除，使出水完全符合国家生活饮用水卫生标准。

Description

地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置

技术领域

本发明涉及曝气装置，尤其是涉及一种地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置。

背景技术

地下水中微量铁和锰是人体必需的元素，但地下水中铁锰含量超过国家规定的标准，它将给生活饮用及工业用水带来很大危害：长期饮用高铁、锰的地下水可诱发人体的各种病变，危及健康与生命；工业生产中，如造纸、酿造、食品加工、防治、印染、丝绸、塑料、制革、胶片、电镀、锅炉等行业，若使用高铁锰的地下水，会导致严重的事故，危及生产的正常的运行。因此，必须采取处理工艺，降低地下水源中的铁锰超标含量，使其符合国家《生活饮用水卫生标准》的规定。即铁(Fe)≤0.3mg/l，锰(Mn)≤0.1mg/l。

目前村镇除铁除锰设备主要采用钢结构压力式过滤和重力式过滤两种形式，这两种除铁除锰设备，在运用上还存在着许多技术缺陷：一是重力式过滤设备没有向水体中溶氧的结构，水体仅经过简单的管道输送、曝气后，水体中的二价铁转变为三价铁的过程中，尚未充分的凝聚过程就快速进入滤床，使铁在滤床的中、下段被吸附，形成铁质床，由于铁比锰更具有吸附氧化的能力，因此一旦设备处于这种情况时就根本不能除锰；二是管道溶氧必须经过一定的反应时间，这点在现有技术设备中没有考虑到，因而使水中的氧气不足，无法使滤床完成氧化去除水中铁锰的过程，以致去除铁锰的活性滤膜无法形成。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置，以解决地下水中铁、锰含量高，现有设备除铁除锰效果不甚理想，水中溶氧不足，滤床上活性滤膜无法形成等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：该地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置包括壳体、进水管、出水管，在壳体内接近壳体底部的位置设有滤梁，滤梁上设有整体过滤板，该过滤板上设有若干滤头，所述壳体中心设有反应筒，反应筒顶部安装射流曝气机，该射流曝气机上口接进水管，下口接气水混合管，所述气水混合管延伸至反应筒内，反应筒的顶端至中部依次设有三级喇叭状跌水曝气盘，各跌水曝气盘的大圆口朝上，其小圆口则套设反应筒壁上，其中二级跌水曝气盘比一级跌水曝气盘的大圆口外径大，三级跌水曝气盘比二级跌水曝气盘的大圆口外径大，在反应筒外还围有一圈环形挂壁过滤池，该挂壁过滤池底部与壳体中部的内壁连接。

作为优选，所述挂壁过滤池的围壁上设有微滤缝。

作为优选，所述微滤缝长200mm，宽1mm，任意两滤缝间距为10mm。

作为优选，所述环形挂壁过滤池内装有粒径为0.6-1.5mm，密度为2.60-2.65g/cm³的天然锰砂。

作为优选，所述整体过滤板上铺设有粒径为0.5-1.2mm，密度为2.60-2.65g/cm³石英砂滤料层，石英砂滤料层上铺设有粒径为0.8-1.8mm，密度为1.40-1.60g/cm³无烟煤滤料层。

本发明具有结构合理，使用效果稳定，效率高，投资省，成本低，管理方便，可连续供水，适用范围广等特点。它能将地下水中铁锰或有害物质一次性去除，使出水完全符合国家生活饮用水卫生标准。

本发明装置通过射流曝气机和梯级跌水曝气装置连续曝气，氧化时间逐级延长，气与水接触比面积逐级增大，特别是环形挂壁过滤池的应用，大大延长了原水曝气时间，增大气与水接触比面积，增强铁锰的氧化反应，水中溶解氧达饱和值的80-90％，促使二价Fe、二价Mn吸附在滤池滤料上，形成活性滤膜，进而起催化作用，更好的去除水中铁和锰。

另外，使用本发明，无需另行投加任何药剂，本发明装置在去除铁锰时，将水中不需要的气体CO₂和挥发性物质逐放到空气中，曝气水中的二氧化碳去除率可达70-80％，并且本发明装置与单级装置处理相比较，不须提高原水PH值，不需对处理后的水进行酸化。因此大大节约水处理成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

图1是本发明一种优选实施方式的结构示意图；

图2是图1所示优选实施方式的A-A剖视图。

具体实施方式

图1是本发明一种优选实施方式的结构示意图。该地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置包括钢制壳体13、进水管7、出水管8，在壳体13内，接近壳体底部的位置设有钢滤梁14，滤梁14上设有钢制整体过滤板12，该过滤板12上设有若干滤头9，整体过滤板12上铺设有粒径为0.5-1.2mm，密度为2.60-2.65g/cm³石英砂滤料层10，石英砂滤料层上铺设有粒径为0.8-1.8mm，密度为1.40-1.60g/cm³无烟煤滤料层19。

在滤梁下部的壳体13上安装有出水管8，并设有检修口11。壳体13中心设有反应筒3，反应筒3的底部焊在滤板12上，反应筒体3顶部安装射流曝气机1，该射流曝气机1上口接进水管7，下口接气水混合管2，其侧部的进气管20通压缩空气。气水混合管2延伸至反应筒3内，其侧壁四周用不锈钢撑条15与反应筒3焊接固定。

反应筒3的顶端至中部依次设有三级喇叭状跌水曝气盘，各跌水曝气盘的大圆口朝上，其小圆口则依次套设反应筒3的筒壁上，并焊接固定。其中二级跌水曝气盘5的大圆口外径比一级跌水曝气盘4的大圆口外径大，三级跌水曝气盘6的大圆口外径比二级跌水曝气盘5的大圆口外径大。

结合图2进一步可以知，在反应筒3外还围有一圈环形挂壁过滤池16。该挂壁过滤池16底部与壳体13中部的内壁连接，并且，在挂壁过滤池16底部还有支撑梁21支撑。挂壁过滤池16的围壁161上设有微滤缝17。所述微滤缝17长200mm，宽1mm，任意两微滤缝间距为10mm。在环形挂壁过滤池内装有粒径为0.6-1.5mm，密度为2.60-2.65g/cm³的天然锰砂层18。

进水管7的原水进入曝气机1曝气后，顺气水混合管2而下，进入反应筒气水混合区进行曝气反应，当反应筒3水满后，就自动溢出，自由跌落到一级跌水曝气盘4内；一级跌水曝气盘4水满溢出，则自由跌落到二级跌水曝气盘5内；而二级跌水曝气盘5水满溢出，则再自由跌落到第三级跌水曝气盘6内；当三级跌水曝气盘6中水满溢出后，自由落到填充有天然锰砂层18的环形挂壁过滤池16内，整个曝气经历了机械氧化，自然氧化两个过程，因此既延长了曝气时间，又扩大了气水接触氧化比表面积，因此尽量地散去水中CO₂，并提高pH值，从而将水中二价铁、锰氧化成Fe(OH)₃、MnO₂，逐渐附着在挂壁过滤池16内的滤料表面形成一层能起催化作用的活性滤膜，从而加速从水中除锰或铁的过程。

已经除去大部分锰、铁后的水经过环形挂壁过滤池16过滤，再渗过微滤缝17，就得到较为洁净的水，这些较为洁净的水从位置相对较高的挂壁过滤池16自由跌落到整体过滤板12上铺设的滤料层10上，这样又经过一次自然氧化曝气，然后水经过无烟煤滤料层19和石英砂滤料层10过滤，进一步除去水中的铁、锰及氟化物等有害物质，最后从出水管8出来，得到特别纯净的水。

Claims (5)

1.一种地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置，包括壳体、进水管、出水管，在壳体内接近壳体底部的位置设有滤梁，滤梁上设有整体过滤板，该过滤板上设有若干滤头，其特征是所述壳体中心设有反应筒，反应筒顶部安装射流曝气机，该射流曝气机上口接进水管，下口接气水混合管，所述气水混合管延伸至反应筒内，反应筒的顶端至中部依次设有三级喇叭状跌水曝气盘，各跌水曝气盘的大圆口朝上，其小圆口则套设反应筒壁上，其中二级跌水曝气盘比一级跌水曝气盘的大圆口外径大，三级跌水曝气盘比二级跌水曝气盘的大圆口外径大，在反应筒外还围有一圈环形挂壁过滤池，该挂壁过滤池底部与壳体中部的内壁连接。

2.根据权利要求1所述的地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置，其特征是所述挂壁过滤池的围壁上设有滤缝。

3.根据权利要求2所述的地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置，其特征是所述滤缝长80mm,宽0.30mm，任意两滤缝间距为10mm。

4.根据权利要求1所述的地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置，其特征是所述环形挂壁过滤池内装有天然锰砂。

5.根据权利要求1所述的地下水重力式除铁除锰连续跌水曝气装置，其特征是所述整体过滤板上铺设有粒径为0.5-1.2mm，密度为2.60-2.65 g/cm³石英砂滤料层，石英砂滤料层上铺设有粒径为0.8-1.8mm，密度为1.40-1.60 g/cm³无烟煤滤料层。