本实用新型涉及一种水处理装置，更具体地，涉及一种针对农村地下水源的除铁锰-超滤组合工艺水处理装置。
背景技术：
目前，我国农村地区集中供水率低，大部分地区都是直接饮用地表水或浅层地下水，供水设施简单，几乎无净水处理设施。而且，农村的水环境不断恶化，工业点源和农业面源污染物质通过地表径流或农田渗漏等多种途径直接进入村民饮用水源，造成饮用水中化学、细菌学甚至毒理学指标超标等严重问题。然而，农村供水规模小，地点分布分散，技术力量弱，管理水平低，不适合建设以“混凝—沉淀—过滤—消毒”为主要工艺的常规水处理设施。现有的农村小型净水装置存在功能单一、出水水质不佳、自动化程度低、维护不方便等问题。
技术实现要素：
本实用新型为解决现有的农村小型净水装置存在功能单一、出水水质不佳等问题，提供一种针对农村地下水源的除铁锰-超滤组合工艺处理装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种除铁锰-超滤组合工艺的水处理装置，包括取水系统、砂滤系统、超滤系统、反洗系统和消毒系统；所述取水系统、砂滤系统、超滤系统、消毒系统依次连接，所述反洗系统分别与所述砂滤系统、超滤系统连接；
所述砂滤系统包括与所述取水系统连接的射流曝气器、与射流曝气器连接的锰砂过滤罐、与锰砂过滤罐连接的砂滤排水管；所述锰砂过滤罐体分别与所述反洗系统、超滤系统连接；
所述超滤系统包括与所述锰砂过滤罐连接的袋式过滤器、与袋式过滤器连接的超滤进水管、超滤膜组件、与所述反洗系统连接的超滤正洗进水管、超滤反洗排水管、与所述消毒系统连接的超滤出水管、超滤浓水管、与所述反洗系统连接的超滤反洗进水管、超滤正洗排水管和超滤化洗回流管；
所述超滤膜组件的下端与所述超滤进水管连接，所述超滤进水管分别与所述超滤正洗进水管和超滤反洗排水管连接；
所述超滤膜组件的上端分别与所述超滤出水管、超滤浓水管连接；所述超滤化洗回流管分别与所述超滤出水管、超滤浓水管、反洗系统连接；所述超滤正洗排水管分别与所述超滤出水管和超滤浓水管连接。
工作原理：将地下水通过深井泵提升至锰砂过滤罐内的过程中，首先利用前置的射流曝气器对水进行曝气，以去除水中的二氧化碳并提高水的pH，同时将部分铁氧化。然后在锰砂过滤罐内通过锰砂和石英砂双层滤料的接触氧化和过滤作用，将水中其余的铁和锰氧化并截留。锰砂过滤罐之后的超滤膜组件可以对砂滤后的水作进一步的超滤，以去除水中的胶体、细菌、病毒和大分子有机物等污染物。之后再通过所述消毒系统对超滤后的水进行消毒，有效保障饮用水在管道运输过程中的生物安全性。另外，通过反洗系统可以实现对锰砂过滤罐和超滤膜组件的清洗，保障了所述水处理装置的长期稳定运行。
进一步地，所述取水系统包括放置于水源井中的深井泵、进水阀，所述深井泵、进水阀、射流曝气器连依次连接。
更进一步地，所述取水系统还包括进水流量计，所述深井泵、进水阀、进水流量计、射流曝气器依次连接。
进一步地，所述锰砂过滤罐的顶部与所述射流曝气器相连，所述锰砂过滤罐体的底部分别与所述袋式过滤器、砂滤排水管、反洗系统连接。
进一步地，锰砂过滤罐上设置有砂滤进水阀、砂滤反洗进水阀、砂滤反洗排水阀、砂滤出水阀、砂滤正洗排水阀；
所述砂滤进水阀的一端与所述射流曝气器相连，所述砂滤进水阀的另一端与所述锰砂过滤罐体的顶部相连；
所述砂滤反洗进水阀的一端与所述锰砂过滤罐的底部相连，所述砂滤反洗进水阀的另一端与所述反洗系统相连接；
所述砂滤反洗排水阀的一端与所述锰砂过滤罐的顶部相连，所述砂滤反洗排水阀的另一端与所述砂滤排水管相连；
所述砂滤出水阀的一端与锰砂过滤罐底部相连，所述砂滤出水阀的另一端与所述袋式过滤器相连；
所述砂滤正洗排水阀的一端与所述锰砂过滤罐的底部相连接，所述砂滤正洗排水阀的另一端与所述砂滤排水管相连。
进一步地，所述超滤进水管上设置有超滤进水阀，所述超滤进水阀与所述袋式过滤器连接；所述超滤正洗进水管上设置有超滤正洗进水阀，所述超滤正洗进水阀与所述超滤进水管连接；所述超滤反洗排水管上设置有超滤反洗排水阀21，所述超滤反洗排水阀与所述超滤进水管连接；
所述超滤出水管上设置有与所述消毒系统连接的超滤出水阀；
所述超滤浓水管上设置有超滤错流过滤阀，所述超滤错流过滤阀与所述超滤正洗排水管连接；
所述超滤正洗排水管上设置有第一超滤正洗排水阀、第二超滤正洗排水阀，所述第一超滤正洗排水阀与所述超滤出水管连接，所述第二超滤正洗排水阀与所述超滤浓水管连接；
所述超滤化洗回流管上设置有第一超滤化洗回流阀、第二超滤化洗回流阀，所述第一超滤化洗回流阀与所述超滤出水管连接，所述第二超滤化洗回流阀与所述超滤浓水管连接；
所述超滤反洗进水管上设置有超滤反洗进水阀，所述超滤反洗进水阀与所述超滤出水管连接。
通过以上设置，所述超滤系统具有死端过滤和错流过滤两种运行模式，可根据原水水质调节，降低膜污染。
进一步地，所述超滤出水管上还设置有出水流量计；所述超滤浓水管上还设置有超滤错流过滤流量计。
进一步地，所述反洗系统包括依次连接的反洗水箱、反洗水箱出水阀、反洗水泵、反洗水泵出水阀、反洗流量计、反洗过滤器；所述反洗过滤器与所述超滤正洗进水管、反洗进水管连接；所述反洗水箱的顶部与所述超滤化洗回流管连接。
进一步地，所述消毒系统包括加药箱、加药泵和药剂混合器，所述加药泵的一端通与所述加药箱连接，所述加药泵的另一端与所述药剂混合器相连接，所述药剂混合器与超滤出水管相连接。
进一步地，所述锰砂过滤罐体内从上往下依次设置有锰砂滤料层、石英砂滤料层、石英砂承托层和反洗配水系统。
进一步地，所述水处理装置中的阀门（其中包括进水阀、砂滤进水阀、砂滤反洗进水阀、砂滤反洗排水阀、砂滤出水阀、砂滤正洗排水阀、超滤进水阀、超滤出水阀、超滤错流过滤阀、超滤正洗排水阀、超滤反洗进水阀、超滤正洗排水阀、超滤反洗排水阀、超滤正洗进水阀、超滤化洗回流阀、超滤化洗回流阀、反洗水箱出水阀和反洗水泵出水阀）均采用电动阀门，并通过可编程逻辑控制器（PLC）集中控制，以实现取水、砂滤、超滤、反洗、化学清洗、消毒等功能的全自动运行。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述的水处理装置通过将取水系统、砂滤系统、超滤系统、反洗系统和消毒系统有机结合，有效解决农村小型净水装置存在的功能单一、出水水质不佳等问题。另外，所述水处理装置中的阀门可全部采用电动阀门，并通过PLC集中控制，以实现取水、砂滤、超滤、反洗、化学清洗、消毒等功能的全自动运行。进一步地，超滤系统具有死端过滤和错流过滤两种运行模式，可根据原水水质调节，降低膜污染。
附图说明
图1为实施例1所述除铁锰-超滤组合工艺的水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际物品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，一种除铁锰-超滤组合工艺的水处理装置包括取水系统、砂滤系统、超滤系统、反洗系统和消毒系统，取水系统、砂滤系统、超滤系统、消毒系统依次连接，反洗系统分别与砂滤系统、超滤系统连接。
砂滤系统包括与取水系统连接的射流曝气器4、与射流曝气器4连接的锰砂过滤罐5、与锰砂过滤罐5连接的砂滤排水管34。锰砂过滤罐5体分别与反洗系统、超滤系统连接。
超滤系统包括与锰砂过滤罐5体连接的袋式过滤器11、与袋式过滤器11连接的超滤进水管35、超滤膜组件13、与反洗系统连接的超滤正洗进水管36、超滤反洗排水管37、与消毒系统连接的超滤出水管38、超滤浓水管39、与反洗系统连接的超滤反洗进水管40、超滤正洗排水管41和超滤化洗回流管42；
超滤膜组件13的下端与超滤进水管35连接，超滤进水管35分别与超滤正洗进水管36和超滤反洗排水管37连接；
超滤膜组件的上端分别与超滤出水管38、超滤浓水管39连接。超滤化洗回流管42分别与超滤出水管38、超滤浓水管39、反洗系统连接。超滤正洗排水管41分别与超滤出水管38和超滤浓水管39连接。
取水系统包括放置于水源井中的深井泵1、进水阀2、进水流量计3，深井泵1、进水阀2、进水流量计3、射流曝气器4依次连接。
锰砂过滤罐5体上设置有砂滤进水阀6、砂滤反洗进水阀7、砂滤反洗排水阀8、砂滤出水阀9、砂滤正洗排水阀10。
砂滤进水阀6的一端与射流曝气器4相连，砂滤进水阀6的另一端与锰砂过滤罐5体的顶部相连。
砂滤反洗进水阀7的一端与锰砂过滤罐5体的底部相连，砂滤反洗进水阀7的另一端与反洗系统相连接。
砂滤反洗排水阀8的一端与锰砂过滤罐5体的顶部相连，砂滤反洗排水阀8的另一端与砂滤排水管34相连。
砂滤出水阀9的一端与锰砂过滤罐5体底部相连，砂滤出水阀9的另一端与袋式过滤器11相连。
砂滤正洗排水阀10的一端与锰砂过滤罐5体的底部相连接，砂滤正洗排水阀10的另一端与砂滤排水管34相连。
超滤进水管35上设置有超滤进水阀12，超滤进水阀12与袋式过滤器11连接，超滤正洗进水管36上设置有超滤正洗进水阀22，超滤正洗进水阀22与超滤进水管35连接，超滤反洗排水管37上设置有超滤反洗排水阀21，超滤反洗排水阀21与超滤进水管35连接。
超滤出水管38上设置有与消毒系统连接的超滤出水阀14、出水流量计15。
超滤浓水管39上设置有超滤错流过滤阀16、超滤错流过滤流量计17，超滤错流过滤阀16与超滤正洗排水管41连接。
超滤正洗排水管41上设置有第一超滤正洗排水阀18、第二超滤正洗排水阀20，第一超滤正洗排水阀18与超滤出水管38连接，第二超滤正洗排水阀20与所述超滤浓水管39连接。
超滤化洗回流管42上设置有第一超滤化洗回流阀23、第二超滤化洗回流阀24，第一超滤化洗回流阀23与超滤出水管38连接，第二超滤化洗回流阀24与超滤浓水管39连接。
超滤反洗进水管40上设置有超滤反洗进水阀19，超滤反洗进水阀19与所述超滤出水管38连接。
反洗系统包括依次连接的反洗水箱25、反洗水箱出水阀26、反洗水泵27、反洗水泵出水阀28、反洗流量计29、反洗过滤器30，反洗过滤器30与超滤正洗进水管36、反洗进水管连接，反洗水箱25的顶部与超滤化洗回流管42连接。
消毒系统包括加药箱31、加药泵32和药剂混合器33，加药泵31的一端通与加药箱32连接，加药泵31的另一端与药剂混合器33相连接，药剂混合器33与超滤出水管38相连接。
锰砂过滤罐5体内从上往下依次设置有锰砂滤料层、石英砂滤料层、石英砂承托层和反洗配水系统。
除铁锰-超滤组合工艺的水处理装置的运行过程如下：
地下水通过深井泵1提升再经过射流曝气器4曝气氧化后进入锰砂过滤罐5内，锰砂过滤罐5可以去除地下水中常见的铁、锰金属离子，并初步去除颗粒物等污染物。锰砂过滤罐5的出水经过袋式过滤器11的保护过滤后进入超滤膜组件13内，超滤膜组件13内设置有超滤膜，可以有效去除水中的胶体、细菌、病毒和大分子有机物等污染物，同时可通过控制超滤错流过滤阀16的启闭，选择超滤膜组件13错流过滤（超滤错流过滤阀16开启）和死端过滤（超滤错流过滤阀16关闭）两种模式；超滤膜组件13的出水经过药剂混合器33与消毒药剂进行混合消毒，有效预防了经处理后的水在管道中的生物污染，保障饮用水在管道运输过程中的生物安全性。另外，超滤膜组件13的一部分出水通过管道流入到反洗水箱25内，作为锰砂过滤罐5和超滤膜组件13的反冲洗用水。
当水处理装置运行一段时间后，锰砂过滤罐5和/或超滤膜组件13因截留颗粒物等污染物需进行冲洗，具体冲洗过程如下：
当反冲洗锰砂过滤罐5时，反冲洗水从反洗水箱25内经过反洗水泵27加压后通过砂滤反洗进水阀7从锰砂过滤罐5的底部进入罐体，冲洗后的污水从锰砂过滤罐5的顶部通过砂滤反洗排水阀8排走。
当正冲洗锰砂过滤罐5时，地下水经过深井泵1加压后通过砂滤进水阀6从锰砂过滤罐5的顶部进入罐体，冲洗后的污水从锰砂过滤罐5的底部通过砂滤正洗排水阀10排走。
当反冲洗超滤膜组件13时，反冲洗水从反洗水箱25内经过反洗水泵27加压和反洗过滤器30过滤后通过超滤反洗进水阀19进入超滤膜组件内，冲洗后的污水通过超滤反洗排水阀21排走。
当正冲洗超滤膜组件13时，正冲洗水从反洗水箱25内经过反洗水泵27加压和反洗过滤器30过滤后通过超滤正洗进水阀22进入超滤膜组件内，冲洗后的污水通过第一超滤正洗排水阀18和第二超滤正洗排水阀20排走。
当水处理装置运行较长时间后，超滤膜组件13需进行化学清洗，化学清洗药剂从反洗水箱25内经过反洗水泵27加压和反洗过滤器30过滤后通过超滤正洗进水阀22进入超滤膜组件内，冲洗后的化学清洗药剂通过第一超滤化洗回流阀23和第二超滤化洗回流阀24回流至反洗水箱25内，以重复循环使用。
例子
采用本实施例所述的水处理装置处理南方某农村地下水，设计处理规模150吨/日，运行三个月。地下水的水质情况为：铁0.5mg/L，锰0.2mg/L，浊度2.4 NTU，菌落总数190个/mL。经所述水处理装置处理后水的水质情况为：铁0.01mg/L，锰0.001mg/L，浊度0.1NTU，菌落总数未检出，完全满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。