本發(fā)明涉及一種水質處理領域，特別是涉及一種可在線培育微生物的地下水除鐵除錳裝置及過濾方法。

背景技術：

我國有很多地區(qū)的地下水中，鐵和錳的含量較高，超過或遠遠超過了生活飲用水的衛(wèi)生標準和工業(yè)用水標準，從而嚴重影響了其使用價值，因此必須予以去除。

目前，地下水的水質處理大多采用微生物除鐵除錳，但是在微生物除鐵除錳過程中，地下水中的二價鐵被化學氧化或鐵氧化菌氧化成三價鐵氧化物，附著在濾料上或被濾料所攔截；二價錳被錳氧化菌氧化成二氧化錳，附著在濾料上；而反沖洗能將大部分的鐵氧化物和錳氧化物從濾料上沖洗掉，保證濾柱的正常過濾效果。但是，反沖洗水中含有一些錳氧化菌和鐵氧化菌，會隨著反沖洗水排放到外部，導致資源的浪費。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發(fā)明提供一種可在線培育微生物的地下水除鐵除錳裝置及過濾方法，可回收反沖洗水中含有錳氧化菌和鐵氧化菌。

一種可在線培育微生物的地下水除鐵除錳裝置，包括第一潛水泵、曝氣池、微生物過濾裝置、第二潛水泵、反沖洗池、清水池和存水箱；所述曝氣池與地下井之間設置有第一潛水泵，曝氣池和微生物過濾裝置順序連接，微生物過濾裝置的下端設置有出口三通分別與反沖洗池和清水池連接，反沖洗池和出口三通之間設置有第二潛水泵；所述微生物過濾裝置包括頂蓋、濾柱、底蓋和橫移小車，頂蓋、濾柱和底蓋自上而下連接，為可拆卸連接，橫移小車用于支撐濾柱；所述存水箱與濾柱上部的溢流管道連接；所述頂蓋上端設置有入水管道，入水管道與頂蓋內部的噴淋裝置相連接；所述濾柱包括柱殼、濾料和底板，所述柱殼的上部設置有溢水管道，柱殼的中部設置有耳子，底板呈多孔狀，布置在柱殼的下端，底板上的孔徑為0.3-0.5mm；所述濾料為微生物的載體，濾料包括墊層和過濾層，過濾層、墊層和底板在濾殼中呈上下布置；所述底蓋的下端設置有出口三通和腳架；所述橫移小車包括框架平臺和支撐架，框架平臺呈長方形框架結構，框架平臺上設置有兩個用于放置濾柱的存放位，存放位上設置有與柱殼中部的耳子適配的定位槽，框架平臺的四個角部和四個支撐架垂直連接，四個支撐架分別設置有抬升或下降框架平臺的電動缸，支撐架的腳部設置有腳輪。

優(yōu)選地，所述曝氣池采用弱爆氣，曝氣后水中的溶解氧的濃度為4-6mg/L。

優(yōu)選地，所述頂蓋上部設置有放氣孔和放料口，放氣孔上端設置有活動的孔蓋。

優(yōu)選地，所述微生物過濾裝置的出口三通與第二潛水泵和清水池之間分別設置有反沖洗球閥和清水池球閥。

優(yōu)選地，所述濾料的過濾層從下至上依次布置有石英砂、錳砂和活性炭顆粒，石英砂、錳砂和活性炭顆粒的粒徑為0.6-1.5mm，石英砂、錳砂和活性炭顆粒的質量比為5:3:2。

優(yōu)選地，所述頂蓋和底蓋與濾柱之間均設置有密封圈，入水管道上設置有入口球閥。

優(yōu)選地，所述柱殼采用玻璃鋼材質，頂蓋和底蓋采用不銹鋼。

本發(fā)明還提供了一種利用上述可在線培育微生物的地下水除鐵除錳裝置的過濾方法，包括以下步驟：地下水通過第一潛水泵被提取到曝氣池中，經過曝氣池弱曝氣后，使得地下水中的溶解氧達到4-6mg/L；再將弱曝氣后的地下水輸送到微生物過濾裝置，濾速為5-7m/h，地下水中的二價鐵和二價錳會被附著在濾料上的鐵氧化菌和錳氧化菌分別氧化成三價鐵和三價錳，從而被濾料所攔截；經微生物過濾裝置過濾后的地下水已經達到了生活用水標準，一部分地下水通入反沖洗池中備用，其余的地下水則通入清水池中作為生活用水或工業(yè)用水；當微生物過濾裝置的過濾時間達到24-48小時，需要通過第二潛水泵將反沖洗池中的水通入微生物過濾裝置中進行反沖洗，反沖洗時間為3-5分鐘，反沖洗強度為7-11L/(s·m2)，以沖洗掉濾料上附著的鐵氧化物和錳氧化物，并通過溢流管道流入存水箱中。

優(yōu)選地，所述存水箱收集的反沖洗水中含有鐵氧化菌和錳氧化菌，濾柱中地下水的水位過高時通過溢流管道流入存水箱，地下水中含有的二價鐵和二價錳為存水箱的鐵氧化菌和錳氧化菌提供生活和繁殖的環(huán)境；3-6天后，鐵氧化菌和錳氧化菌會在存水箱的水面形成膠狀物質；周期性的將此膠裝物質通過頂蓋上端的放料口添加到濾柱中。

本發(fā)明的有益效果體現在：

1.所述存水箱用于收集反沖洗水和濾柱中水位過高時的地下水，反沖洗水中含有一些鐵氧化菌和錳氧化菌，地下水中含有二價鐵和二價錳；因此，存水箱中可提供鐵氧化菌和錳氧化菌的生活和繁殖環(huán)境，一段時間后，會在存水箱的水表面形成膠狀物質，即為鐵氧化菌和錳氧化菌；周期性的將此膠狀物質通過放料口添加到濾柱中，可提高微生物過濾裝置的過濾效果。

2.所述橫移小車設置有兩個存放位，存放位設置有與柱殼中部的耳子適配的定位槽，用于放置和支撐濾柱，方便對濾柱進行更換，以對濾柱內部的壁垢進行清洗，保證了濾柱的過濾空間，避免了一些支路管道的阻塞。

3.所述曝氣池采用弱爆氣，曝氣后水中的溶解氧的濃度控制在4-6mg/L，降低曝氣成本，避免浪費能源。

4.所述濾料自下而上布置有石英砂、錳砂和活性炭顆粒，濾料主要是作為微生物的載體，錳砂在擁有除錳的功能，活性炭顆粒能夠吸附一些重金屬。

5.所述柱殼上部設置有溢水管道，用于排出濾柱內部水位過高的水或反沖洗水。

6.頂蓋上部設置有放氣孔，放氣孔上端配有活動孔蓋，當過濾器內部氣壓大于外界大氣壓時，孔蓋將會被過濾器內部的氣體沖開，以釋放過濾器內過多的氣體，從而保證過濾器內外氣壓一致；反之，孔蓋將處于閉合狀態(tài)，以防止一些雜物掉入過濾器中。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。

圖1為本發(fā)明實施例的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中橫移小車的結構示意圖。

附圖中，1-第一潛水泵，2-曝氣池，3-微生物過濾裝置，31-頂蓋，311-入口球閥，312-入水管道，313-放氣孔，314-孔蓋，315-噴淋裝置，316-放料口，32-濾柱，321-柱殼，322-濾料，3221-墊層，3222-過濾層，323-底板，324-耳子，325-溢水管道，326-溢水球閥，33-底蓋，331-出口三通，332—腳架，34-橫移小車，341-腳輪，342-電動缸，343-支撐架，344-框架平臺，345-存放位，346-定位槽，4-清水池，41-清水池球閥，5-反沖洗池，51-反沖洗球閥，52-第二潛水泵，6-地下井，7-存水箱

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本專利的保護范圍。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。

如圖1和圖2，本實施例公開了一種可在線培育微生物的地下水除鐵除錳裝置，包括第一潛水泵1、曝氣池2、微生物過濾裝置3、清水池4、反沖洗池5和存水箱7，曝氣池2與地下井6之間設置有第一潛水泵1，第一潛水泵1可把地下水提取到曝氣池2中，曝氣池2采用弱爆氣，曝氣后水中的溶解氧的濃度控制在4-6mg/L，降低曝氣成本，避免浪費能源；曝氣池2和微生物過濾裝置3順序連接，微生物過濾裝置3的下端設置有出口三通331分別與清水池4和反沖洗池5連接。清水池4與出口三通331之間設置有清水池球閥41，反沖洗池5和出口三通331之間設置有第二潛水泵52，第二潛水泵52與出口三通331之間設置有反沖洗球閥51，第二潛水泵52可將反沖洗池5中的水通過出口三通331輸送到微生物過濾裝置3中，以沖洗掉濾料322上附著的大部分鐵氧化物和錳氧化物。

微生物過濾裝置3包括頂蓋31、濾柱32和底蓋33，頂蓋31、濾柱32和底蓋33從上至下依次螺栓連接，且三者之間均設置有密封圈5；頂蓋31和底蓋33均呈半球形，且采用不銹鋼材質。頂蓋31上端設置有入水管道312，入水管道312上設置有入口球閥311，入水管道312與頂蓋31內部的噴淋裝置315相連接，噴淋裝置315呈圓盤形，可使水均勻分布在濾柱32中，避免了濾柱32中因局部水量大而導致過濾效果差。

濾柱32包括柱殼321、濾料322和底板323，濾料322為微生物的載體，濾料322包括墊層3221和過濾層3222，墊層3221與過濾層3222的厚度比為1:5。本發(fā)明中，墊層3221采用粒徑為3-8mm的卵石。當然，墊層3221也可以采用礫石。過濾層3222、墊層3221和底板323在柱殼321中自上而下依次布置，底板323呈多孔狀布置在柱殼321的下端，底板323上的孔徑為0.3-0.5mm。過濾層3222從下至上依次布置有石英砂、錳砂和活性炭顆粒，石英砂、錳砂和活性炭顆粒的質量比為5:3:2，三者的粒徑為0.6-1.5mm，石英砂降低了濾料322的成本，錳砂擁有除錳的功能，活性炭顆粒能夠吸附一些重金屬，石英砂、錳砂和活性炭顆粒均作為微生物的載體。底蓋33的下端設置有出口三通331和腳架332。

橫移小車34包括框架平臺344和支撐架343，框架平臺344呈長方形框架結構，框架平臺344上設置有兩個用于放置濾柱32的存放位345，存放位345上設置有與柱殼321中部的耳子324適配的定位槽346，框架平臺344的四個角部和四個支撐架343垂直連接，四個支撐架343分別設置有抬升或下降框架平臺344的電動缸342，支撐架343的腳部設置有腳輪341。對濾柱32進行更換時，將備用濾柱放置在橫移小車34的備用存放位345上；首先，通過電動缸342下降框架平臺344，滑動橫移小車34使定位槽346處于濾柱32中部的耳子324的正下方；其次，通過電動缸342抬升框架平臺344，使耳子324落入定位槽346中，繼續(xù)抬升框架平臺344一小段距離，使橫移小車34支撐濾柱32的重量；然后，拆卸頂蓋31、濾柱32和底蓋33之間的螺栓連接，可移開濾柱32，對頂蓋31、濾柱32和底蓋33進行清理，保證了濾柱32的過濾空間，避免了一些支路管道的阻塞；最后，驅動橫移小車34移動，使濾柱32回到頂蓋31和底蓋33之間，頂蓋31、濾柱32和底蓋33通過螺栓連接，即完成回裝；或使備用濾柱移至頂蓋31和底蓋33之間，將頂蓋31、備用濾柱和底蓋33通過螺栓連接，即完成了濾柱32的更換。

柱殼321采用玻璃鋼材質，便于人們觀察內部使用情況；柱殼321的上部設置有溢水管道325，用于排出濾柱32內部水位過高的水或反沖洗水。溢水管道325的另一端與存水箱7連接，且溢水管道325上設置有溢水球閥326，存水箱7用于收集反沖洗水和濾柱32中水位過高時的地下水，反沖洗水中含有一些鐵氧化菌和錳氧化菌，地下水中含有二價鐵和二價錳；因此，存水箱7中可提供鐵氧化菌和錳氧化菌的生活和繁殖環(huán)境，一段時間后，會在存水箱7的水表面形成膠狀物質，即為鐵氧化菌和錳氧化菌；周期性的將此膠狀物質通過放料口316添加到濾柱32中，可提高微生物過濾裝置3的過濾效果。頂蓋31上部設置有放氣孔313，放氣孔313上端配有活動孔蓋314，當過濾器內部氣壓大于外界大氣壓時，孔蓋314將會被過濾器內部的氣體沖開，以釋放過濾器內過多的氣體，從而保證過濾器內外氣壓一致；反之，孔蓋314將處于閉合狀態(tài)，以防止一些雜物掉入過濾器中。

利用上述可在線培育微生物的地下水除鐵除錳裝置的過濾方法，包括以下步驟：地下水通過第一潛水泵1被提取到曝氣池2中，經過曝氣池2弱曝氣后，使得地下水中的溶解氧達到4-6mg/L；再將弱曝氣后的地下水輸送到微生物過濾裝置3，濾速為5-7m/h，地下水中的二價鐵和二價錳會被附著在濾料322上的鐵氧化菌和錳氧化菌分別氧化成三價鐵和三價錳，從而被濾料322所攔截；經微生物過濾裝置3過濾后的地下水已經達到了生活用水標準，一部分地下水通入反沖洗池5中備用，其余的地下水則通入清水池4中作為生活用水或工業(yè)用水；當微生物過濾裝置3的過濾時間達到48小時，需要通過第二潛水泵52將反沖洗池5中的水通入微生物過濾裝置3中進行反沖洗，反沖洗時間為3分鐘，反沖洗強度為10L/(s·m²)，以沖洗掉濾料322上附著的鐵氧化物和錳氧化物，并通過溢流管道325流入存水箱7中。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求和說明書的范圍當中。