專利名稱:一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，包括由人工濕地系統(tǒng)、超濾膜過濾設(shè)備和消毒設(shè)備連接組成；人工濕地系統(tǒng)由配水渠、生態(tài)氧化區(qū)和集水區(qū)依次連接組成；超濾膜過濾設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式膜設(shè)備，旋轉(zhuǎn)式膜設(shè)備由超濾膜池、膜組件和電機(jī)連接組成，超濾膜池與人工濕地集水區(qū)管道連接，膜組件安裝在超濾膜池內(nèi)可以通過電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，膜組件的出水口還通過管道與水泵連接；消毒設(shè)備與水泵的出水端連接。人工濕地系統(tǒng)出水進(jìn)入超濾凈化設(shè)備，高效截留水中的鐵錳氧化物、懸浮物和微生物等雜質(zhì)，超濾出水經(jīng)紫外消毒器殺菌消毒后打入清水池，更好地保證出水水質(zhì)的安全。
【專利說明】一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]地下水一直是人們重要的飲用水源和理想的工業(yè)水源。我國目前地下水開采量約占全國城市總用水量的30%，飲用地下水的城鎮(zhèn)居民達(dá)I億人以上。地下水中含有過量的鐵、錳等礦物質(zhì)，不符合人民的生產(chǎn)和生活的要求。目前常見的去除地下水鐵錳的方法有:混凝沉淀、離子交換法、化學(xué)沉淀、高錳酸鉀氧化法、自然氧化法、接觸氧化法、膜過濾、微生物氧化法。
[0003]接觸氧化法是李圭白院士等人在20世紀(jì)60年代研制開發(fā)的地下水除鐵除錳技術(shù)。該技術(shù)具有無需投加化學(xué)試劑、只需簡單曝氣、流程短、出水水質(zhì)好且穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是經(jīng)典的接觸氧化過濾罐使用時(shí)，過濾阻力大，需較高操作壓力，能耗高；同時(shí)過濾填料層易堵塞，需要頻繁的反沖洗。當(dāng)鐵錳同時(shí)存在于地下水中時(shí)，鐵的存在會干擾錳的去除效果。由于Mn2+氧化為MnO 2的速度較慢，錳質(zhì)活性氧化膜的成熟期較長，且由于接觸氧化池中的曝氣沖刷等外界因素的干擾，錳質(zhì)活性氧化膜有時(shí)無法形成，除錳效果不穩(wěn)定。膜過濾技術(shù)常與氧化技術(shù)結(jié)合，膜過濾法具有去除效果好、效率高等特點(diǎn)，但因材料昂貴和易堵塞以及進(jìn)水需要預(yù)處理而未能推廣使用。熊斌等人(熊斌，李星，楊艷玲，梁恒，杜星，李圭白，陳杰.接觸氧化/超濾除鐵除錳組合工藝的凈化效能[J].中國給水排水，2014，01:30-)采用接觸氧化-超濾組合工藝除地下水中的鐵錳。鐵錳含量超標(biāo)的地下水經(jīng)過一體化除鐵除錳綜合濾灌后，鐵的去除效果良好，但是錳的去除率欠佳，并且在反洗時(shí)偶爾出現(xiàn)綜合濾灌出水鐵錳含量過高，加重了后續(xù)超濾對鐵錳去除的負(fù)擔(dān)，容易造成膜污染。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有地下水除鐵除錳設(shè)備操作復(fù)雜、產(chǎn)水率低、處理成本高等問題，提供一種地下水除鐵錳組合系統(tǒng)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低、出水水質(zhì)優(yōu)異、管理維護(hù)方便。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，包括由人工濕地系統(tǒng)、超濾膜過濾設(shè)備和消毒設(shè)備連接組成；
[0007]所述人工濕地系統(tǒng)由配水渠、生態(tài)氧化區(qū)和集水區(qū)依次連接組成；
[0008]所述超濾膜過濾設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式膜設(shè)備，所述旋轉(zhuǎn)式膜設(shè)備由超濾膜池、膜組件和電機(jī)連接組成，所述超濾膜池與人工濕地集水區(qū)管道連接，所述膜組件安裝在超濾膜池內(nèi)可以通過電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，所述膜組件的出水口還通過管道與水泵連接；
[0009]所述消毒設(shè)備與水泵的出水端連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述配水渠與生態(tài)氧化區(qū)之間設(shè)置有溢流堰。
[0011]進(jìn)一步的，所述生態(tài)氧化區(qū)與集水區(qū)之間通過出水管連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述生態(tài)氧化區(qū)深度為0.1?0.Sm，所述生態(tài)氧化區(qū)底部設(shè)置有用以種植濕地水生植物的床體。
[0013]進(jìn)一步的，所述超濾膜過濾設(shè)備還可以為中空纖維膜設(shè)備或板框式平板膜設(shè)備。
[0014]進(jìn)一步的，所述膜組件的濾膜平均孔徑為0.01?0.2 μ m，所述濾膜為有機(jī)高分子膜或無機(jī)膜。
[0015]進(jìn)一步的，所述消毒設(shè)備為紫外線消毒裝置。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]鐵錳含量超標(biāo)的地下水經(jīng)過人工濕地-超濾-紫外消毒處理后，水中的鐵錳物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、細(xì)菌和病毒等微生物被高效去除，出水能夠穩(wěn)定達(dá)到直接使用或飲用的標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)的地下水除鐵錳方法相比，此套組合工藝方法簡單，操作簡便，成本低廉，鐵錳可同時(shí)去除且去除效率高、出水水質(zhì)能長期穩(wěn)定的達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。對鐵錳超標(biāo)的地下水采用人工濕地系統(tǒng)生態(tài)氧化預(yù)處理，并通過能夠超濾膜過濾設(shè)備過濾和紫外消毒處理，這種集人工濕地、超濾膜過濾和紫外消毒為一體的地下水除鐵錳組合工藝系統(tǒng)，特別適合于地下水鐵錳超標(biāo)的農(nóng)村地區(qū)建造和使用。
[0018]上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

【附圖說明】

[0019]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]實(shí)施例一
[0023]參照圖1所示，一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，包括由人工濕地系統(tǒng)11、超濾膜過濾設(shè)備12和消毒設(shè)備7連接組成；
[0024]人工濕地系統(tǒng)由配水渠1、溢流堰2、生態(tài)氧化區(qū)3、出水管4和集水區(qū)5依次連接組成，生態(tài)氧化區(qū)深度為0.4m，其由高磚石漿砌圍堰形成，生態(tài)氧化區(qū)底部鋪設(shè)用以種植濕地水生植物的床體，床體由卵石、河砂組成；集水區(qū)將生態(tài)氧化區(qū)凈化的水集存，然后供給于超濾膜過濾設(shè)備，解決了生態(tài)氧化區(qū)直接供給超濾膜過濾設(shè)備時(shí)的等待排水時(shí)間，加快處理速度。溢流堰則有效減少排水時(shí)對生態(tài)氧化區(qū)造成的沖擊傷害。
[0025]超濾膜過濾設(shè)備由超濾膜池9、材質(zhì)為PES的旋轉(zhuǎn)式膜組件10和電機(jī)6連接組成，超濾膜池與集水區(qū)管道連接，膜組件的濾膜平均孔徑0.01 μ m，旋轉(zhuǎn)式膜組件設(shè)置在超濾膜池內(nèi)并通過電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)式膜組件的出水口還通過管道與水泵8連接；水泵將水抽入紫外線消毒裝置中進(jìn)行殺滅細(xì)菌、病毒等。
[0026]一種地下水除鐵錳組合系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟:
[0027]步驟I)在生態(tài)氧化區(qū)的床體上種植蘆葦、風(fēng)車草、燈芯草、黑麥草、象草等濕地水生植物；
[0028]步驟2)將地下水引入配水渠中，配水渠通過溢流堰將地下水注入生態(tài)氧化區(qū)，水力學(xué)停留時(shí)間控制在36小時(shí)，被濕地生態(tài)系統(tǒng)氧化的鐵、錳自然沉淀于底層或吸附于植物根莖表面，從而得到初步澄清水；
[0029]步驟3)人工濕地氧化和初步澄清的出水通過出水管排入集水區(qū)；
[0030]步驟4)集水區(qū)的水通過泵打入到超濾膜池中，然后由旋轉(zhuǎn)式膜設(shè)備進(jìn)行超濾凈化，充分利用超濾膜的過濾作用，高效截留水中的鐵錳氧化物、懸浮物、微生物等雜質(zhì)；
[0031]步驟5)為保障出水水質(zhì)，超濾出水再經(jīng)過紫外線消毒裝置進(jìn)一步殺滅水中殘留的細(xì)菌、病毒等，更好地保證了出水水質(zhì)的生物安全性，從而得到優(yōu)質(zhì)凈化水。
[0032]整套組合工藝系統(tǒng)的除鐵錳效果極佳、操作簡便、便于因地制宜的加以實(shí)施，出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
[0033]實(shí)施例二
[0034]實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于將生態(tài)氧化區(qū)的深度控制在0.8m，旋轉(zhuǎn)式膜設(shè)備的超微濾膜平均孔徑0.2 μ m，在人工濕地的生態(tài)氧化區(qū)的停留時(shí)間為12小時(shí)。本實(shí)施例所述的地下水除鐵錳組合工藝系統(tǒng)處理速度快、處理量大、適合于供水量大的場合。
[0035]實(shí)施例三
[0036]實(shí)施例三與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于，將生態(tài)氧化區(qū)的深度控制在0.3m，采用的膜設(shè)備為中空纖維式膜設(shè)備，膜組件為簾式中空纖維膜組件，膜的平均孔徑為0.1 μm，在人工濕地生態(tài)氧化區(qū)停留時(shí)間適宜的情況下，本實(shí)施例所述的地下水除鐵錳組合系統(tǒng)仍能實(shí)現(xiàn)良好的除鐵錳效果。
[0037]實(shí)施例四
[0038]實(shí)施例四與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于，將生態(tài)氧化區(qū)的深度控制在0.5m，采用的膜設(shè)備為板框式平板膜設(shè)備，膜組件為平板式有機(jī)高分子膜組件，膜的平均孔徑為0.1 ym，在人工濕地生態(tài)氧化區(qū)停留時(shí)間適宜的情況下，本實(shí)施例所述的地下水除鐵錳組合系統(tǒng)仍能實(shí)現(xiàn)良好的除鐵錳效果。
[0039]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，其特征在于:包括由人工濕地系統(tǒng)、超濾膜過濾設(shè)備和消毒設(shè)備連接組成； 所述人工濕地系統(tǒng)由配水渠、生態(tài)氧化區(qū)和集水區(qū)依次連接組成； 所述超濾膜過濾設(shè)備為旋轉(zhuǎn)式膜設(shè)備，所述旋轉(zhuǎn)式膜設(shè)備由超濾膜池、膜組件和電機(jī)連接組成，所述超濾膜池與人工濕地集水區(qū)管道連接，所述膜組件安裝在超濾膜池內(nèi)可以通過電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，所述膜組件的出水口還通過管道與水泵連接； 所述消毒設(shè)備與水泵的出水端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，其特征在于:所述配水渠與生態(tài)氧化區(qū)之間設(shè)置有溢流堰。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，其特征在于:所述生態(tài)氧化區(qū)與集水區(qū)之間通過出水管連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，其特征在于:所述生態(tài)氧化區(qū)深度為0.1?0.Sm，所述生態(tài)氧化區(qū)底部設(shè)置有用以種植濕地水生植物的床體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，其特征在于:所述超濾膜過濾設(shè)備還可以為中空纖維膜設(shè)備或板框式平板膜設(shè)備。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，其特征在于:所述膜組件的濾膜平均孔徑為0.0l?0.2 μ m，所述濾膜為有機(jī)高分子膜或無機(jī)膜。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水除鐵錳的人工濕地和超濾組合系統(tǒng)，其特征在于:所述消毒設(shè)備為紫外線消毒裝置。
【文檔編號】C02F103-06GK204281516SQ201420760212
【發(fā)明者】肖飛鵬, 廖德祥, 王昆, 耿安朝 [申請人]耿安朝