一种新型铁锰污染自动监测及精确控制工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种新型铁锰污染自动监测及精确控制工艺，其特征在于，包括如下步骤：利用自动加药系统调节pH值并氧化铁锰离子；锰砂滤料去除剩余的铁锰离子和部分的铁锰固态物质；石英砂滤料去除水体浊度和悬浮物质。本发明提供的新型铁锰污染自动监测及精确控制工艺，利用氢氧化钠和高锰酸钾的自动投加同时调节pH值并氧化铁锰离子，把低价态铁锰氧化成高价态固态铁锰；后续通过锰砂滤料，进一步吸附和氧化未去除彻底的铁锰离子，并能截留一部分固态铁锰；最终通过石英砂滤料，进一步去除水体浊度和悬浮物质。此工艺自动化程度高，并且管理方便。
【专利说明】
-种新型铁猛污染自动监测及精确控制工艺
技术领域
[0001] 本发明设及水处理技术应用领域，具体设及一种应对铁儘污染并且能够根据进水 铁儘含量自动控制精确反应参数的组合工艺。
【背景技术】
[0002] 铁儘金属元素，在自然界的岩石和±壤中都很常见。地表水铁儘超标的情况主要 发生在W大型水库作为水源地的水厂，原因多为地质污染。地下水和地表水中超标的铁最 初都为低价形式存在，只是由于地表水和空气接触增加了水中溶解氧含量，而低价铁易于 被氧化，从而在水体中形成沉淀物，所W地表水中的铁较易去除。而地表水(水库水）中的低 价儘，并且大多W络合物形态存在，稳定性较强，不易被自然氧化，水库水的流动性差决定 了运类水体的氧含量比其他地表水都要低，所W地表水(水库水）中大多表现为儘超标。由 于地表水的浑浊度远远高于地下水，所W处理工艺上还要考虑浑浊度和悬浮物的去除。综 上所述，地表水(水库水)铁儘超标的处理，相比地下水除铁儘在工艺和材料的选择上要更 复杂和要求更高，相对投入也较高。
[0003] 近年来针对铁儘超标，发展了自然氧化法、接触氧化法、生物法、药剂氧化法等去 除方法，但是传统的滤料曝气法运行管理不便，接触曝气法对活性滤膜研究不成熟，生物法 还处于实验室开发阶段，离工程应用还有较大差距。而化学药剂氧化技术除了能去除铁儘， 还能对水中的嗅味物质、色度及有机污染物有一定的去除效果，在一些中小水厂得到了广 泛应用。在化学药剂法去除铁儘的过程中，有几个技术难点：氧化剂投加量难W控制；出水 水质难W控制(氧化剂投加过量问题等）;浑浊度和悬浮物的去除等。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的不足，提出一种新型铁儘污染自动监测及精确控制工艺。
[0005] 新型铁儘污染自动监测及精确控制工艺，包括如下步骤：
[0006] 利用自动加药系统调节抑值并氧化铁儘:根据水体中的原始铁儘含量，投加氨氧 化钢和高儘酸钟，在合适的抑值的条件下氧化低价铁儘为高价固体铁儘，生成氨氧化铁和 二氧化儘沉淀；
[0007] 儘砂滤料去除剩余的铁儘离子和部分的铁儘固态物质：由于高儘酸钟投加量的偏 差，导致水体中有部分的儘离子未被去除或者由于药剂过量导致的儘离子残留，通过儘砂 滤料将残余的儘离子吸附去除，并能截留部分的氨氧化铁和二氧化儘固态物质，降低水体 浊度；
[000引石英砂滤料去除水体浊度和悬浮物质：由于国内天然儘砂对于浑浊度和悬浮物的 去除能力远低于天然石英砂，所W在滤柱后增加石英砂滤柱，进一步截留固态铁儘物质和 其他悬浮物质，从而保证出水浊度达标。
[0009]优选地，采用Design-Expert软件设计并分析关于pH值、溫度和高儘酸钟投加量为 自变量，铁儘去除量AFe、ΔΜη为因变量的正交试验，分析出在一定水质条件下，Δ化、ΔΜη 与pH值、溫度和高儘酸钟投加量之间的模型关系式，并通过随时测定进水中铁儘浓度计算 出在一定溫度下需要调节的最佳抑值和高儘酸钟投加量，投加的氨氧化钢和高儘酸钟通过 管道混合器和被处理水充分反应。
[0010] 优选地，为了充分发挥儘砂的作用，工艺选用二氧化儘含量高的0.8-1.2mm粒径的 覆合儘砂作为滤料，同时配备自动反冲洗系统，保证整个工艺运行的自动化。
[0011] 优选地，填充的天然石英砂滤料的粒径为0.5-1.0mm，同时配备自动反冲洗系统。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0013] 1、本发明提供的新型铁儘污染自动监测及精确控制工艺，利用氨氧化钢和高儘酸 钟的自动投加，同时调节抑值和氧化铁儘，把低价态铁儘氧化成高价态固态铁儘;后续通过 车孟砂滤料，进一步吸附和氧化未去除彻底的铁儘离子，并能截留一部分固态铁儘;最终通过 石英砂滤料，进一步去除水体浊度和悬浮物质。此工艺自动化程度高，并且管理方便。
[0014] 2、本发明提供的新型铁儘污染自动监测及精确控制工艺，采用自动投加高儘酸钟 氧化剂和儘砂/石英砂滤柱过滤的方式，工艺简单，自动化程度高，并且层层把关，保证出水 中铁儘浓度和浊度均能达标。
【附图说明】
[0015] 图1为符合本发明优选实施例的新型铁儘污染自动监测及精确控制工艺的流程 图。
【具体实施方式】
[0016] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0017] 本发明是对现有水体中铁儘处理方法进行深入系统的对比研究之后完成的自动 化程度高，能精确控制反应参数的饮用水铁儘净化方法的设计，此方法通过自动投药系统、 车孟砂滤柱和石英砂滤柱等方法的组合利用，从而完成对水体中铁儘的去除。下面参照附图1 说明本发明的【具体实施方式】。
[0018] 1)利用自动加药系统调节pH值和氧化铁儘
[0019]采用Design-Expert软件设计并分析关于pH值、溫度和高儘酸钟投加量为自变量， 铁车孟去除量Δ化、ΔΜη为因变量的正交试验，分析出在一定水质条件下，Δ化、ΔΜη与抑值、 溫度和高儘酸钟投加量之间的模型关系式，并通过随时测定的进水中铁儘浓度计算出在一 定溫度下需要调节的最佳pH值和高儘酸钟投加量，投加的氨氧化钢和高儘酸钟通过管道混 合器和被处理水充分反应。
[0020] 2)儘砂滤料去除剩余的铁儘离子和部分的铁儘固态物质
[0021] 由于高儘酸钟投加量的偏差，导致水体中有部分的儘离子未被去除或者由于药剂 过量导致的儘离子残留，通过儘砂滤料将残余的儘离子吸附去除，并能截留部分的氨氧化 铁和二氧化儘固态物质，降低水体浊度。为了充分发挥儘砂的作用，工艺选用二氧化儘含量 高的0.8-1.2mm粒径的覆合儘砂作为滤料，同时配备自动反冲洗系统，保证整个工艺运行的 自动化。
[0022] 3)石英砂滤料去除水体浊度和悬浮物质
[0023] 由于国内儘砂对于浑浊度和悬浮物的去除能力远低于天然石英砂，所W在滤柱后 增加石英砂滤柱，进一步截留固态铁儘物质和其他悬浮物质，从而保证出水浊度达标。填充 的天然石英砂滤料的粒径为0.5-1.0mm，同时配备自动反冲洗系统。
[0024] 本发明处理效果检测：
[0025] 按照ImVh的流量进行铁儘净化设计。
[0026] 所用原水的水质指标如表1所示。
[0027] 表1原水进水水质指标 [002引
?0029]1)原水经过自动投药装置，调节抑值并通过管道混合器充分和投加的高儘酸钟接 触后生成铁儘的高价沉淀物，通过过膜取样测试水体中离子态铁儘浓度和色度，并同时测 定未过膜的水样浊度，具体水质指标参数如表2。
[0030] 表2经过自动投药系统后的水质指标
[0031]
[0032] 2)水体中残余的离子态铁儘和形成的铁儘沉淀物，经过儘杉过滤柱的吸附和氧化 作用后，出水的水质指标参数如表3。
[0033] 表3经过儘砂滤柱后的水质指标
[00：34]____
[0035] ~~3)水体中的残留的悬浮物经过石英砂滤柱后，进一步去除水体浊度，出水的水质 指标参数如表4。
[0036] 表4经过石英砂滤柱后的水质指标
[0037]
[0038] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统 而言，由于与实施例公开的方法相对应，所W描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明 即可。
[0039] 本领域技术人员可W对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但 是运种实现不应认为超出本发明的范围。
[0040] 显然，本领域的技术人员可W对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神 和范围。运样，倘若本发明的运些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之 内，则本发明也意图包括运些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种新型铁锰污染自动监测及精确控制工艺，其特征在于，包括如下步骤： 利用自动加药系统调节PH值并氧化铁锰:根据水体中的原始铁锰含量，投加氢氧化钠 和高锰酸钾，在合适的PH值的条件下氧化低价铁锰为高价固体铁锰，生成氢氧化铁和二氧 化锰沉淀； 锰砂滤料去除剩余的铁锰离子和部分的铁锰固态物质：由于高锰酸钾投加量的偏差， 导致水体中有部分的锰离子未被去除或者由于药剂过量导致的锰离子残留，通过锰砂滤料 将残余的锰离子吸附去除，并能截留部分的氢氧化铁和二氧化锰固态物质，降低水体浊度； 石英砂滤料去除水体浊度和悬浮物质：由于国内天然锰砂对于浑浊度和悬浮物的去除 能力远低于天然石英砂，所以在滤柱后增加石英砂滤柱，进一步截留固态铁锰物质和其他 悬浮物质，从而保证出水浊度达标。2. 如权利要求1所述的新型铁锰污染自动监测及精确控制工艺，其特征在于，采用 Design-Expert软件设计并分析关于pH值、温度和高猛酸钾投加量为自变量，铁猛去除量Δ Fe、Δ Mn为因变量的正交试验，分析出在一定水质条件下，AFe、Δ Mn与pH值、温度和高锰酸 钾投加量之间的模型关系式，并通过随时测定的进水中铁锰浓度计算出在一定温度下需要 调节的最佳PH值和高锰酸钾投加量，投加的氢氧化钠和高锰酸钾通过管道混合器与被处理 水充分反应。3. 如权利要求1所述的新型铁锰污染自动监测及精确控制工艺，其特征在于，为了充分 发挥锰砂的作用，工艺选用二氧化锰含量高的0.8-1.2_粒径的覆合锰砂作为滤料，同时配 备自动反冲洗系统，保证整个工艺运行的自动化。4. 如权利要求1所述的新型铁锰污染自动监测及精确控制工艺，其特征在于，填充的天 然石英砂滤料的粒径为0.5-1. Omm，同时配备自动反冲洗系统。
【文档编号】G05D11/13GK105948310SQ201610333943
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】蔡宙, 刘刚, 李大鹏, 於臻绯, 刘振华, 童浩, 束玉保, 唐登广
【申请人】上海核工程研究设计院