CN113716759A - 一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法 - Google Patents

一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113716759A
CN113716759A CN202111134325.5A CN202111134325A CN113716759A CN 113716759 A CN113716759 A CN 113716759A CN 202111134325 A CN202111134325 A CN 202111134325A CN 113716759 A CN113716759 A CN 113716759A
Authority
CN
China
Prior art keywords
manganese
iron
filter
water
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111134325.5A
Other languages
English (en)
Inventor
胡明忠
吴永娟
刘立影
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun University of Technology
Original Assignee
Changchun University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun University of Technology filed Critical Changchun University of Technology
Priority to CN202111134325.5A priority Critical patent/CN113716759A/zh
Publication of CN113716759A publication Critical patent/CN113716759A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/12—Halogens or halogen-containing compounds
    • C02F2101/14—Fluorine or fluorine-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C02F2101/203—Iron or iron compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C02F2101/206—Manganese or manganese compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明公开一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，包括以下步骤：首先地下水进入除氟滤罐，经过除氟滤罐中填装的改性羟基磷灰石进行吸附截流去除氟离子，再经过加药装置调节pH值，使后续氧化过程简单易行，之后利用射流装置进行初步曝气氧化，在除铁锰滤罐中填装多层滤料，其表面形成的铁质和锰质活性滤膜，再次氧化二价铁和二价锰，从而形成三价铁沉淀和四价锰沉淀，最后经过滤层的截流过滤作用，去除地下水中的铁、锰。本发明在除氟滤罐和除铁锰滤罐的净化基础上，通过安装反冲洗装置，达到增加滤料使用寿命的目的。同时兼备去除地下水中氟、铁以及锰的作用，运行管理简便，适合经济不发达，没有专业技术人员的农村地区，应用前景广阔。

Description

一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法
技术领域
本发明属于水质净化领域，具体是一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，适用于供水量小且地下水存在氟、铁、锰超标的农村地区。
背景技术
水是生命之源，也是我们日常生活中必不可少的资源。我国是缺水大国，存在资源型缺水还存在水质型缺水问题，我国农村大部分地区地下水存在铁、锰以及氟超标现象，已经严重影响当地农村居民的饮水安全。农村居民长期摄入过量的氟会引发氟斑牙、氟骨病以及新陈代谢紊乱等多种疾病。当自来水中的铁锰浓度超过一定限度时，会产生红褐色的沉淀物，能在白色织物或用水器皿上留下黄斑，同时还容易使铁细菌繁殖，堵塞管道。此外，饮用水中的铁锰超标会引起食欲不振、呕吐、腹泻以及胃肠道紊乱，然而农村存在各种条件限制，导致此问题至今还没有好的方法来解决，急需简单有效去除氟、铁和锰的方法。
目前除氟的方法主要有：吸附法、混凝沉淀法、离子交换法、电凝聚法以及反渗透法等。其中吸附法的吸附剂再生难；离子交换法的离子交换剂再生费用高；电凝聚法存在电极钝化的问题；电渗析法需对地下水进行预处理，成本高；反渗透法具有耗电量大、运行费用高以及操作复杂等缺陷。
除铁、锰的方法有曝气氧化法、接触氧化法、微生物氧化法以及药剂氧化法。其中曝气氧化法对锰离子的去除效果差；微生物氧化法中微生物膜的快速培养方法还未成熟；药剂氧化法存在成本高的问题。
目前，大多数农村地区存在地下水中氟、铁和锰超标问题。当前存在的处理技术不够简单高效、装置复杂、操作繁琐、处理成本高、出水达不到国家供水标准。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前技术存在的缺陷，而提出一种高效去除农村地下水中氟、铁以及锰的方法。通过对农村地区供水情况以及地下水水质情况调查，分析发现，农村地下水中氟、铁以及锰存在超标现象，本发明利用吸附法、曝气法和接触氧化法组合方法来去除地下水中的氟、铁以及锰，使出水达到国家供水标准要求，同时在除氟滤罐和除铁锰滤罐基础上安装反冲洗系统，增加滤料的使用寿命，反冲洗进水来自最终出水的清水池，反冲洗废水排入污水池。与目前的净水方法相比，本发明同时兼备去除地下水中氟、铁以及锰，运行管理简便，适合经济不发达，没有专业技术人员的农村地区，应用前景广阔。
为实现上述目的，本发明提供如下技术解决方案：
一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，步骤如下：
步骤一：在除氟滤罐中填装改性羟基磷灰石滤料，滤速控制在5-7m/h，对氟离子进行吸附去除；
步骤二：通过加药装置调节低氟出水的pH值，使后续的氧化过程简单易行；
步骤三：利用射流曝气装置进行曝气氧化，使水中的二价铁氧化成三价铁沉淀；
步骤四：在除铁、锰滤罐中填装多层滤料，其表面自然形成的铁质和锰质活性滤膜，氧化地下水中剩余的二价铁和二价锰，形成三价铁沉淀和四价锰沉淀，滤速控制在6-7m/h；
步骤五：过滤层截流过滤三价铁沉淀和四价锰沉淀，最终使出水的氟、铁、锰含量符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求；
步骤六：当除氟滤料达到饱和或除铁锰多层滤料表面的活性滤膜氧化效果明显降低后，分别利用各自的进水管道和排污管道进行滤料的反冲洗，反冲洗废水排入污水池。
优选的，所述的改性羟基磷灰石滤料制作方法是：将粉状羟基磷灰石、质量百分比20%-30%的尿素和质量百分比为40%的凹土加入成球机中，混合均匀，再喷洒质量百分比为1%的羧甲基纤维素，制成球状，放入烘箱中烘干。
优选的，所述改性羟基磷灰石滤料填装厚度为1.2m。
优选的，所述加药装置里面填装的是氢氧化钠，调节pH值在7-7.5之间。
优选的，所述射流曝气装置目的在于对二价铁进行初步氧化。
优选的，所述除铁锰滤罐中的多层滤料是：上层、中层、下层分别是：粒径为1.0mm-2.0mm的陶粒粗滤层、粒径0.5-1.5mm的锰砂滤层以及卵石承托层。厚度由上至下分别为400mm、1000mm以及400mm。
优选的，当氟、铁、锰的出水浓度不能达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求时，将清水池中的水输送至锅炉，加热到80摄氏度以上，高温水进入除氟滤罐中，保持高温进水2小时，对滤料进行反冲洗，反冲洗废水通过管道进入排污池。利用清水池进水到除铁锰滤罐，进行时长为15分钟的反冲洗，反冲洗废水通过管道排入排污池。
本发明的优点是：
该方法能同时解决氟、铁、锰超标的问题，采用改性羟基磷灰石滤料对氟离子进行吸附，吸附容量大，再生方法简单，不需要投加药剂，不产生二次污染，采用射流曝气氧化和接触氧化组合的方法，对铁、锰进行彻底氧化过滤去除，去除率高，适合于农村供水量小的地方，管理方便，操作实施起来简单。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明是对现有农村地下水氟，铁锰的处理方法进行研究后完成对农村地下水除氟，除铁锰净化方法的设计，它通过吸附法，曝气法，接触氧化法等方法的组合运用，从而形成一中高效去除农村地下水氟、铁、锰的方法。
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：
如图1所示，本发明实施例提供的一种高效去除农村地下水氟、铁、锰的方法流程如下：
步骤一：首先地下水原水先进入除氟滤罐，滤罐中填装的改性羟基磷灰石滤料对氟离子进行吸附截流过滤，使水中氟含量降低；
步骤二：再经过加药装置里填装的氢氧化钠进行pH调节，将pH调节至7-7.5，有利于后续二价铁和二价锰的氧化过程；
步骤三：通过射流曝气装置使氧气进入水体，将部分二价铁氧化成三价铁；
步骤四：再经过除铁锰滤罐中的多层滤料表面形成的铁质锰质活性滤膜对剩下的二价铁和二价锰进行接触氧化，从而形成三价铁和四价锰沉淀；
步骤五：通过滤层的过滤截流后，水中的铁锰含量降低，最终出水的氟、铁、锰含量符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求；
步骤六：当氟、铁、锰的出水浓度不能达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求时，将清水池中的水输送至锅炉，加热到80摄氏度以上，高温水进入除氟滤罐中，保持高温进水2小时，对滤料进行反冲洗，反冲洗废水通过管道进入排污池。利用清水池进水到除铁锰滤罐，进行时长为15分钟的反冲洗，反冲洗废水通过管道排入排污池。
所述除氟滤罐中填装的改性羟基磷灰石滤料制作方法是：将粉状羟基磷灰石与质量百分比20%-30%的尿素和质量百分比为40%的凹土在成球机中混合均匀，再喷洒质量百分比为1%的羧甲基纤维素，最后制成球状，放入烘箱中烘干。
所述改性羟基磷灰石滤料填装厚度为1.2m。
所述除铁锰滤罐中的多层滤料是：上层是粒径为1.0mm-2.0mm的陶粒粗滤层，厚度为400mm，中层是粒径0.5mm-1.5mm的锰砂滤层，厚度为1000mm，下层是厚度为400mm的卵石承托层。
实施例2:
一种高效去除农村地下水氟、铁、锰的方法，使用实施例1所述的水处理方法，采用“吸附→加药→曝气→接触氧化”的流程进行水处理：
1、进水水质：pH:6.3，F- :2.4mg/L Fe2+ :1.4mg/L, Mn2+:0.7mg/L；
2、控制参数：除铁锰滤罐进水pH：7.0-8.0，除氟滤罐内滤速控制在5-7m/h,除铁锰滤罐内控制滤速在6-7m/h；
3、出水水质：pH:7.8,F- :0.7mg/L Fe2+ :0.1mg/L, Mn2+:0.08mg/L，这些指标优于国家现行的生活饮用水卫生指标。（我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中规定：氟化物含量不得超过1.0mg/L，铁<0.3mg/L，锰<0.1mg/L）。

Claims (6)

1.一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在除氟滤罐中填装改性羟基磷灰石滤料，滤速控制在5-7m/h，对氟离子进行吸附去除；
步骤二：通过加药装置调节低氟出水的pH值，使后续的氧化过程简单易行；
步骤三：利用射流曝气装置进行曝气氧化，使水中的二价铁氧化成三价铁沉淀；
步骤四：在除铁、锰滤罐中填装多层滤料，其表面自然形成的铁质和锰质活性滤膜，氧化地下水中剩余的二价铁和二价锰，形成三价铁沉淀和四价锰沉淀，滤速控制在6-7m/h；
步骤五：通过过滤层截流过滤三价铁沉淀和四价锰沉淀，最终使出水的氟、铁、锰含量符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求；
步骤六：当除氟滤料达到饱和或除铁锰多层滤料表面的活性滤膜氧化效果明显降低后，分别利用各自的进水管道和排污管道进行滤料的反冲洗，反冲洗废水排入污水池。
2.根据权利要求1所述的一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，其特征在于：所述的改性羟基磷灰石滤料制作方法是：将粉状羟基磷灰石、质量百分比20%-30%的尿素和质量百分比为40%的凹土加入成球机中，混合均匀，再喷洒质量百分比为1%的羧甲基纤维素，制成球状，放入烘箱中烘干。
3.根据权利要求1所述的一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，其特征在于：所述的改性羟基磷灰石滤料填装厚度为1.2m。
4.根据权利要求1所述一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，其特征在于：所述的加药装置中需填装氢氧化钠，调节pH值在7-7.5之间。
5.根据权利要求1所述的一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，其特征在于：所述的除铁锰滤罐中的多层滤料是：上层、中层、下层分别是：粒径为1.0mm-2.0mm的陶粒粗滤层、粒径0.5mm-1.5mm的锰砂滤层以及卵石承托层，厚度由上至下分别为400mm、1000mm以及400mm。
6.根据权利要求1所述的一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法，其特征在于：当氟、铁、锰的出水浓度不能达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求时，将清水池中的水输送至锅炉，加热到80摄氏度以上，高温水进入除氟滤罐中，保持高温进水2小时，对滤料进行反冲洗，反冲洗废水通过管道进入排污池；利用清水池进水到除铁锰滤罐，进行时长为15分钟的反冲洗，反冲洗废水通过管道排入排污池。
CN202111134325.5A 2021-09-27 2021-09-27 一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法 Pending CN113716759A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111134325.5A CN113716759A (zh) 2021-09-27 2021-09-27 一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111134325.5A CN113716759A (zh) 2021-09-27 2021-09-27 一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113716759A true CN113716759A (zh) 2021-11-30

Family

ID=78685044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111134325.5A Pending CN113716759A (zh) 2021-09-27 2021-09-27 一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113716759A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001239138A (ja) * 2000-02-29 2001-09-04 Toshiba Corp 液体処理装置
CN101830582A (zh) * 2009-03-09 2010-09-15 江西金达莱环保研发中心有限公司 一种农村饮用水净化方法
CN101913584A (zh) * 2010-08-27 2010-12-15 江苏永冠给排水设备有限公司 一种饮用水除氟滤料的生产方法
CN104108838A (zh) * 2014-08-06 2014-10-22 农业部环境保护科研监测所 一种农村地下饮用水除铁锰的方法
CN207142977U (zh) * 2017-08-11 2018-03-27 河南万达环保工程有限公司 一种净水用除氟、除铁锰设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001239138A (ja) * 2000-02-29 2001-09-04 Toshiba Corp 液体処理装置
CN101830582A (zh) * 2009-03-09 2010-09-15 江西金达莱环保研发中心有限公司 一种农村饮用水净化方法
CN101913584A (zh) * 2010-08-27 2010-12-15 江苏永冠给排水设备有限公司 一种饮用水除氟滤料的生产方法
CN104108838A (zh) * 2014-08-06 2014-10-22 农业部环境保护科研监测所 一种农村地下饮用水除铁锰的方法
CN207142977U (zh) * 2017-08-11 2018-03-27 河南万达环保工程有限公司 一种净水用除氟、除铁锰设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203676843U (zh) 净化开水壶
CN110451704B (zh) 一种含氟回用水的处理方法
CN103332824A (zh) 一种dnt生产废水复合处理系统及其处理方法
CN105693030B (zh) 一种竹材炭化废水处理系统和方法
CN109455849A (zh) 基于膜污染控制的双膜法中水深度处理改进工艺及装置
CN103787525A (zh) 一种城市污水二级生化出水深度处理的方法
CN203820606U (zh) 一种用于自来水深度处理的净化系统
CN210176671U (zh) 一种高盐高浓度难降解有机废水处理设备
CN107954569B (zh) 一种uf制膜废水处理工艺及其循环处理装置
CN113716759A (zh) 一种高效去除农村地下水中氟、铁、锰的方法
CN212246592U (zh) 井水净化处理设备
CN202465420U (zh) 季节性金属污染的低浊高藻原水组合强化处理装置
CN207811506U (zh) 循环水排污净化再利用系统
CN108178286B (zh) 三维电极生物膜与光电复氧协同处理污废水的装置与方法
CN205472754U (zh) 栅网式活性玻璃过滤填料
CN109205943A (zh) 一种制药废水的处理方法
CN115093082A (zh) 一种垃圾渗滤液与dtro浓缩液的废水处理工艺及装置
CN209352713U (zh) 一种废水生化处理装置
CN108658393A (zh) 臭氧氧化-bac过滤-复合催化氧化深度处理焦化废水的系统及其处理方法
CN212076664U (zh) 矿井井下水铁锰去除系统
CN109095726B (zh) 一种皮革废水中水回用系统
CN212370218U (zh) 一种高效除磷改性沸石制备装置
CN210048616U (zh) 一种等离子体污水净化装置
CN210367111U (zh) 一种混凝深度除砷系统
CN108455795B (zh) 一种发酵再生水除盐方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20211130