一种含铁锰矿泉水的多级高效净化装置及净化方法与流程

本发明涉及净水设备技术领域，具体是涉及一种含铁锰矿泉水的多级高效净化装置及净化方法。

背景技术：

矿泉水是从地下深处自然涌出的或者是经人工揭露的、未受污染的地下矿水，而地下水是重要的饮用水水源，近年来由于持续的污染，使地下水水质不断恶化，其中锰、铁浓度过高是最常见的地下水污染之一。

目前，市场上使用的矿泉水生产设备对矿泉水杀菌和消毒时，多数采用的是在水源容器中加入杀菌物品，需足够的时间混合，杀菌时间长，效率低。且矿泉水一般是从地下岩石层自然涌出的，矿泉水水源中的钙含量都远远超出人体所需标准，而传统的矿泉水生产设备一般采用化学药剂来降低矿泉水水源中的钙含量。以前市场上对矿泉水的杀菌，仅用阻挡、过滤方式，不能完全清除细菌、病毒，并且在使用一段时间后，被过滤的细菌、微生物大量繁殖后，成为新的污染源。而对于以上这些问题，专利201721103918.4提出了一种矿泉水除铁锰净化装置，包括本体，除铁锰过滤器、曝气池、紫外线消毒装置、钛棒过滤器等；可去除水中的铁锈、锰、藻类等杂质、充分除菌消毒、进一步提高水质。

但是我们在实际的净化处理中发现该装置仍然不能够满足我们对铁锰含量的控制以及净化处理需求，如传统曝气充分度差，使水中含氧量不能达到要求；除铁锰过滤器过滤效果差，容易板结；紫外线消毒装置消毒照射率低，不能达到预期的消毒要求等等。因此，现需要一种新型的净化装置以及净化方法来处理净化含铁锰矿泉水。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种含铁锰矿泉水的多级高效净化装置及净化方法。

本发明的技术方案是:一种含铁锰矿泉水的多级高效净化装置，包括装置主体、曝气仓、铁锰过滤器、沉淀仓、灭菌器；所述装置主体左侧面上部设有进水口，装置主体右侧面下部设有出水口，所述曝气仓、沉淀仓、铁锰过滤器、后处理过滤器依次连接且均置于装置主体内，所述曝气仓、灭菌器分别与进水口、出水口连通；

所述铁锰过滤器包括壳体、球形填料器、填料网板、中心动力柱、布水环管；所述填料网板设在壳体内中部，填料网板中心处设有中心填料室，所述中心填料室圆周外侧的填料网板上等角度设有多个半球形凹槽；所述布水环管设在壳体内上顶面，布水环管包括中心布水管和环形布水管，所述环形布水管与中心布水管通过多个连接管连通，环形布水管与每个所述半球形凹槽位置对应处各设有一个布水孔，所述中心布水管下底面等角度设有与半球形凹槽数量相同的动力孔，所述动力孔各设有一个磁力控水柱，所述磁力控水柱内部中空，且其中下部设有控水孔，磁力控水柱上端与中心布水管底面之间的磁力控水柱上套有弹簧，所述中心布水管底面中心贯穿设有转动轴，转动轴下端设有磁棒，所述磁棒用于触发磁力控水柱向下移动使水从动力孔及控水孔流出，转动轴上端设有控水转动叶；

所述中心动力柱位于填料网板的中心填料室上方，且上端与布水环管的中心布水管底面连接，中心动力柱内与中心布水管的动力孔位置对应处各设有一个动力室，所述动力室内设有可上下活动的活动仓，所述活动仓下部侧面设有排水孔，所述中心动力柱外壁与活动仓位置对应处各设有一个活动槽；

所述球形填料器由中心杆、球形填料网和挡水板组成，所述球形填料网上周向等间距设有多个所述挡水板，所述中心杆贯穿球形填料网球心处，球形填料器与半球形凹槽数量匹配且位于其上方，且通过中心杆远端与壳体位置对应处设有的转轴转动连接，球形填料器通过中心杆近端穿过活动槽并与其对应的活动仓连接固定，中心杆与活动槽内底面通过复位弹簧连接，中心杆近端为可伸缩结构；

所述填料网板下方的壳体内铺设有复合过滤层，所述壳体上顶面中心设有过滤进水口，壳体右侧面下端设有过滤出水口。

进一步地，所述曝气仓包括曝气主杆、曝气支杆、曝气转动盘；

所述曝气仓上顶面设有曝气进水口，所述曝气仓右侧面下端设有曝气出水口，所述曝气主杆上端设在曝气仓内顶面中心且通过驱动电机与其连接，所述曝气主杆内部中空且与曝气泵连通，所述曝气泵设在曝气仓上顶面；所述曝气支杆设有三个，等角度设在曝气主杆下端；

所述曝气转动盘包括中心环柱、第一转动盘、第二转动盘，所述中心环柱通过曝气支杆与曝气主杆连通，所述第一转动盘、第二转动盘分别套设在中心环柱两端且与其内部连通，中心环柱内与第一转动盘、第二转动盘对应位置处分别设有一个磁力叶，所述第一转动盘、第二转动盘内均设有环形磁轨，所述环形磁轨内置有两组磁性滑块，所述第一转动盘、第二转动盘与环形磁轨位置对应处均设有多个曝气孔；

其中，所述相邻的磁性滑块磁性相斥，所述磁力叶设有四组扇叶，相隔的两组扇叶为汝铁硼永磁体材料。通过曝气转动盘的设置，通过曝气主杆、曝气支杆的传动，可有效提高曝气搅拌效果，利用中心环柱中空结构，使搅拌水流通过带动磁力叶转动，利用磁力作用，使磁力叶扰动磁性滑块，进而使曝气孔随机开启，提高曝气的混合充分度。

进一步地，所述灭菌器包括灭菌器壳体、紫外线消毒灯、搅动轮组件；所述灭菌器壳体左侧面上端设有灭菌进水口，灭菌器壳体右侧面下端设有灭菌出水口，所述灭菌出水口与出水口连通；所述紫外线消毒灯设在灭菌器壳体内上顶面；所述灭菌进水口设有活性炭过滤网。

所述搅动轮组件设有多组，且从左到右等间距设在灭菌器壳体内中部，所述最左端搅动轮组件位于灭菌进水口处，搅动轮组件包括搅动轮和传动杆，所述传动杆均延伸出灭菌器壳体前侧面，且相邻两个传动杆通过传动带连接。通过灭菌进水口进入水流，带动最左端搅动轮组件的搅动轮转动，通过带传动使各个搅动轮组件相继转动，继而通过搅动轮将水带至搅动轮上端提高紫外线消毒灯的消毒效果。

进一步地，所述球形填料网、中心填料室内均填充有锰砂滤料。

进一步地，所述球形填料器、半球形凹槽、动力室、动力孔、布水孔均设有四个。

进一步地，所述复合过滤层具体为四层结构，从上到下依次为粗活性炭层、矿岩层、生物质层、细活性炭层；所述粗活性炭层为粒径3～5mm的活性炭层，层高2～3cm；所述矿岩层为火山岩、珍珠岩、正长岩和蛭石按照质量比为5：2：1：3组成，其平均粒径为15～25mm，层高4～7cm；所述生物质层为粒径6～10mm的生物质颗粒，层高1～2cm，所述细活性炭层为粒径1～2mm的活性炭层，层高5～8cm。通过以上结构的设置，复合过滤层的过滤效果远优于传统铁锰过滤层，利用该配比的矿岩层以及生物质层可有效的净化矿泉水绝大多数有害物质，提高矿泉水的净化处理效果。

一种含铁锰矿泉水的多级高效净化方法，主要包括以下步骤：

s1：将含铁锰矿泉水通过进水口通入曝气仓内，通过曝气处理使水中含氧量达到0.15～3.75mg/kg；随后并通过水泵泵入沉淀池进行沉淀；

s2：经沉淀后的含铁锰矿泉水通过水泵泵入铁锰过滤器，通过锰砂滤料、复合过滤层的过滤处理去除矿泉水中的铁、锰；

s3：经过滤后的矿泉水通过水泵泵入灭菌器，通过灭菌进水口的活性炭过滤网的二次过滤净化，随后通过紫外线消毒灯进行灭菌消毒处理，随后依次通过灭菌出水口、出水口排出，得到净化后的矿泉水。

进一步地，所述紫外线消毒灯的参数为：紫外线强度为75～82μw/cm²，紫外线波长为237～263nm。在该范围参数下的紫外线消毒灯配合本发明的灭菌器对矿泉水的净化杀菌效果最优。

本发明的工作方法为：

将待处理矿泉水通过进水口通入，进而进入曝气仓，进行曝气处理，经曝气后的含铁锰矿泉水通过水泵泵入沉淀仓，沉淀后进入铁锰过滤器，通过锰砂滤料、复合过滤层的过滤处理去除矿泉水中的铁、锰，经过滤后的矿泉水通过水泵泵入灭菌器，通过灭菌进水口的活性炭过滤网的二次过滤净化，随后通过紫外线消毒灯进行灭菌消毒处理，随后依次通过灭菌出水口、出水口排出，得到净化后的矿泉水；

曝气仓：矿泉水通过曝气进水口进入曝气仓，通过驱动电机驱动曝气主杆转动，继而带动曝气支杆、曝气转动盘转动，进而使中心环柱通过水流，使得磁力叶转动，通过磁力叶的磁力作用，扰动磁性滑块沿着环形磁轨进行转动，期间通过曝气泵依次通过曝气主杆、曝气支杆、中心环柱、第一转动盘和第二转动盘，通过未被磁性滑块挡住的曝气孔进行曝气，从而实现充分搅动曝气，最后通过曝气出水口流至沉淀仓；

铁锰过滤器：矿泉水从过滤进水口进入布水环管，水流通过中心布水管、环形布水管进行布水工作，中心布水管通过水流带动控水转动叶转动，继而通过转动轴带动磁棒转动，相继间歇触发所经过的磁力控水柱向下运动，使动力孔与控水孔错位使水流至所对应的活动仓，期间可通过弹簧使磁力控水柱恢复，一直往复进行间歇控水落至每个活动仓内；同时环形布水管通过各个布水孔将水落至对应的球形填料器，通过挡水板的作用利用水流使球形填料器沿着中心杆进行慢速转动，期间由于动力室的活动仓内落水而使其受到重力作用向下运动，并通过排水孔将水排至中心填料室，中心杆受到复位弹簧的作用回复原位，即实现了球形填料器沿着转轴抖动的一个行程，其余球形填料器如上所述，通过锰砂滤料初滤，进而通过复合过滤层进行二次过滤；过滤完成后通过过滤出水口流至灭菌器；

灭菌器：矿泉水从灭菌进水口进入灭菌器，通过活性炭过滤网三次过滤，水流带动搅动轮转动，从而传动杆转动并通过带传动带动各个搅动轮组件，通过搅动轮的翻搅，利用紫外线消毒灯对翻搅至搅动轮上端的矿泉水进行充分的灭菌处理，灭菌完成后通过灭菌出水口流至出水口，得到净化后的矿泉水。

本发明的有益效果是:

(1)本发明通过曝气仓、铁锰过滤器、灭菌器等装置联用对含铁锰矿泉水进行净化处理，利用除铁锰过滤器的结构设计，通过球形填料器与中心动力柱等配合，利用水流自身重力进行抖动，提高过滤效果，且有效防止板结。

(2)本发明通过曝气仓的结构设计，可有效提高曝气搅拌效果，利用中心环柱中空结构，使搅拌水流通过带动磁力叶转动，利用磁力作用，使磁力叶扰动磁性滑块，进而使曝气孔随机开启，提高曝气的混合充分度，使水中含氧量达到预期要求。

(3)本发明通过灭菌器的结构设计，有效利用水流动能，通过多组搅动轮组件提高紫外线消毒灯的杀菌效果，可显著提高杀菌效果，且增加资源的过多投入。

(4)本发明装置有效利用水流的特性，将其转换成装置运行的动力，电能利用低，净化效果强，节能环保，可快速高效的净化得到符合国家标准的矿泉水。

附图说明

图1是本发明装置整体结构示意图。

图2是本发明曝气仓结构示意图。

图3是本发明曝气转动盘结构示意图。

图4是图3的a-a处剖面图。

图5是本发明铁锰过滤器结构示意图。

图6是图5的b-b处剖面图。

图7是图5的c-c处剖面图。

图8是图6的d-d处剖面图。

图9是本发明球形填料器结构示意图。

图10是本发明灭菌器结构示意图。

图11是本发明灭菌器外观示意图。

其中，1-装置主体、11-进水口、12-出水口、2-曝气仓、21-曝气主杆、22-曝气支杆、23-曝气转动盘、231-中心环柱、232-第一转动盘、233-第二转动盘、234-磁力叶、235-环形磁轨、236-磁性滑块、237-曝气孔、24-曝气进水口、25-曝气出水口、26-驱动电机、27-曝气泵、3-铁锰过滤器、31-壳体、32-球形填料器、321-中心杆、322-球形填料网、323-挡水板、33-填料网板、331-中心填料室、332-半球形凹槽、34-中心动力柱、341-动力室、342-活动仓、343-排水孔、344-活动槽、345-复位弹簧、35-布水环管、351-中心布水管、352-环形布水管、353-布水孔、354-动力孔、355-磁力控水柱、356-控水孔、357-弹簧、36-转动轴、361-磁棒、362-控水转动叶、37-过滤进水口、38-过滤出水口、39-复合过滤层、4-沉淀仓、5-灭菌器、51-灭菌器壳体、52-紫外线消毒灯、53-搅动轮组件、531-搅动轮、532-传动杆、533-传动带、54-灭菌进水口、55-灭菌出水口、56-活性炭过滤网。

具体实施方式

如图1所示，一种含铁锰矿泉水的多级高效净化装置，包括装置主体1、曝气仓2、铁锰过滤器3、沉淀仓4、灭菌器5；装置主体1左侧面上部设有进水口11，装置主体1右侧面下部设有出水口12，曝气仓2、沉淀仓4、铁锰过滤器3、后处理过滤器5依次连接且均置于装置主体1内，曝气仓2、灭菌器5分别与进水口11、出水口12连通；

如图2-4所示，曝气仓2包括曝气主杆21、曝气支杆22、曝气转动盘23；曝气仓2上顶面设有曝气进水口24，曝气仓2右侧面下端设有曝气出水口25，曝气主杆21上端设在曝气仓2内顶面中心且通过驱动电机26与其连接，曝气主杆21内部中空且与曝气泵27连通，曝气泵27设在曝气仓2上顶面；曝气支杆22设有三个，等角度设在曝气主杆21下端；曝气转动盘23包括中心环柱231、第一转动盘232、第二转动盘233，中心环柱231通过曝气支杆22与曝气主杆21连通，第一转动盘232、第二转动盘233分别套设在中心环柱231两端且与其内部连通，中心环柱231内与第一转动盘232、第二转动盘233对应位置处分别设有一个磁力叶234，第一转动盘232、第二转动盘233内均设有环形磁轨235，环形磁轨235内置有两组磁性滑块236，第一转动盘232、第二转动盘233与环形磁轨235位置对应处均设有多个曝气孔237；其中，相邻的磁性滑块236磁性相斥，磁力叶234设有四组扇叶，相隔的两组扇叶为汝铁硼永磁体材料。通过曝气转动盘23的设置，通过曝气主杆21、曝气支杆22的传动，可有效提高曝气搅拌效果，利用中心环柱231中空结构，使搅拌水流通过带动磁力叶234转动，利用磁力作用，使磁力叶234扰动磁性滑块236，进而使曝气孔237随机开启，提高曝气的混合充分度。

如图5-9所示，铁锰过滤器3包括壳体31、球形填料器32、填料网板33、中心动力柱34、布水环管35；填料网板33设在壳体31内中部，填料网板33中心处设有中心填料室331，中心填料室331圆周外侧的填料网板33上等角度设有四个半球形凹槽332；布水环管35设在壳体31内上顶面，布水环管35包括中心布水管351和环形布水管352，环形布水管352与中心布水管351通过多个连接管连通，环形布水管352与每个半球形凹槽332位置对应处各设有一个布水孔353，中心布水管351下底面等角度设有与半球形凹槽332数量相同的动力孔354，动力孔354各设有一个磁力控水柱355，磁力控水柱355内部中空，且其中下部设有控水孔356，磁力控水柱355上端与中心布水管351底面之间的磁力控水柱355上套有弹簧357，中心布水管351底面中心贯穿设有转动轴36，转动轴36下端设有磁棒361，磁棒361用于触发磁力控水柱355向下移动使水从动力孔354及控水孔356流出，转动轴36上端设有控水转动叶362；中心动力柱34位于填料网板33的中心填料室331上方，且上端与布水环管35的中心布水管351底面连接，中心动力柱34内与中心布水管351的动力孔354位置对应处各设有一个动力室341，动力室341内设有可上下活动的活动仓342，活动仓342下部侧面设有排水孔343，中心动力柱34外壁与活动仓342位置对应处各设有一个活动槽344；球形填料器32由中心杆321、球形填料网322和挡水板323组成，球形填料网322上周向等间距设有多个挡水板323，中心杆321贯穿球形填料网322球心处，球形填料器32与半球形凹槽332数量匹配且位于其上方，且通过中心杆321远端与壳体31位置对应处设有的转轴转动连接，球形填料器32通过中心杆321近端穿过活动槽344并与其对应的活动仓342连接固定，中心杆321与活动槽344内底面通过复位弹簧345连接，中心杆321近端为可伸缩结构；填料网板33下方的壳体31内铺设有复合过滤层39；

复合过滤层39具体为四层结构，从上到下依次为粗活性炭层、矿岩层、生物质层、细活性炭层；粗活性炭层为粒径3mm的活性炭层，层高2cm；矿岩层为火山岩、珍珠岩、正长岩和蛭石按照质量比为5：2：1：3组成，其平均粒径为15mm，层高4cm；生物质层为粒径6mm的生物质颗粒，层高1cm，细活性炭层为粒径1mm的活性炭层，层高5cm。通过以上结构的设置，复合过滤层36的过滤效果远优于传统铁锰过滤层，利用该配比的矿岩层以及生物质层可有效的净化矿泉水绝大多数有害物质，提高矿泉水的净化处理效果。

如图10-11所示，灭菌器5包括灭菌器壳体51、紫外线消毒灯52、搅动轮组件53；灭菌器壳体51左侧面上端设有灭菌进水口54，灭菌器壳体51右侧面下端设有灭菌出水口55，灭菌出水口55与出水口12连通；紫外线消毒灯52设在灭菌器壳体51内上顶面；灭菌进水口54设有活性炭过滤网56。搅动轮组件53设有多组，且从左到右等间距设在灭菌器壳体51内中部，最左端搅动轮组件53位于灭菌进水口54处，搅动轮组件53包括搅动轮531和传动杆532，传动杆532均延伸出灭菌器壳体51前侧面，且相邻两个传动杆532通过传动带533连接。通过灭菌进水口54进入水流，带动最左端搅动轮组件53的搅动轮531转动，通过带传动使各个搅动轮组件53相继转动，继而通过搅动轮531将水带至搅动轮531上端提高紫外线消毒灯52的消毒效果。

如图1所示，壳体31上顶面中心设有过滤进水口37，壳体31右侧面下端设有过滤出水口38。球形填料网322、中心填料室331内均填充有锰砂滤料。

上述利用含铁锰矿泉水的多级高效净化装置的净化方法，主要包括以下步骤：

s1：将含铁锰矿泉水通过进水口11通入曝气仓2内，通过曝气处理使水中含氧量达到0.15mg/kg；随后并通过水泵泵入沉淀池4进行沉淀；

s2：经沉淀后的含铁锰矿泉水通过水泵泵入铁锰过滤器3，通过锰砂滤料、复合过滤层39的过滤处理去除矿泉水中的铁、锰；

s3：经过滤后的矿泉水通过水泵泵入灭菌器5，通过灭菌进水口54的活性炭过滤网56的二次过滤净化，随后通过紫外线消毒灯52进行灭菌消毒处理，随后依次通过灭菌出水口55、出水口12排出，得到净化后的矿泉水。紫外线消毒灯52的参数为：紫外线强度为75μw/cm²，紫外线波长为237nm。在该范围参数下的紫外线消毒灯52配合本发明的灭菌器5对矿泉水的净化杀菌效果最优。

上述装置的工作方法为：

将待处理矿泉水通过进水口11通入，进而进入曝气仓2，进行曝气处理，经曝气后的含铁锰矿泉水通过水泵泵入沉淀仓4，沉淀后进入铁锰过滤器3，通过锰砂滤料、复合过滤层36的过滤处理去除矿泉水中的铁、锰，经过滤后的矿泉水通过水泵泵入灭菌器5，通过灭菌进水口54的活性炭过滤网56的二次过滤净化，随后通过紫外线消毒灯52进行灭菌消毒处理，随后依次通过灭菌出水口55、出水口12排出，得到净化后的矿泉水；

曝气仓2：矿泉水通过曝气进水口24进入曝气仓2，通过驱动电机26驱动曝气主杆21转动，继而带动曝气支杆22、曝气转动盘23转动，进而使中心环柱231通过水流，使得磁力叶234转动，通过磁力叶234的磁力作用，扰动磁性滑块236沿着环形磁轨235进行转动，期间通过曝气泵27依次通过曝气主杆21、曝气支杆22、中心环柱231、第一转动盘232和第二转动盘233，通过未被磁性滑块236挡住的曝气孔237进行曝气，从而实现充分搅动曝气，最后通过曝气出水口25流至沉淀仓4；

铁锰过滤器3：矿泉水从过滤进水口37进入布水环管35，水流通过中心布水管351、环形布水管352进行布水工作，中心布水管351通过水流带动控水转动叶362转动，继而通过转动轴36带动磁棒361转动，相继间歇触发所经过的磁力控水柱355向下运动，使动力孔354与控水孔356错位使水流至所对应的活动仓342，期间可通过弹簧357使磁力控水柱355恢复，一直往复进行间歇控水落至每个活动仓342内；同时环形布水管352通过各个布水孔353将水落至对应的球形填料器32，通过挡水板323的作用利用水流使球形填料器32沿着中心杆321进行慢速转动，期间由于动力室341的活动仓342内落水而使其受到重力作用向下运动，并通过排水孔343将水排至中心填料室331，中心杆321受到复位弹簧345的作用回复原位，即实现了球形填料器32沿着转轴抖动的一个行程，其余球形填料器32如上，通过锰砂滤料初滤，进而通过复合过滤层39进行二次过滤；过滤完成后通过过滤出水口38流至灭菌器5；

灭菌器5：矿泉水从灭菌进水口54进入灭菌器5，通过活性炭过滤网56三次过滤，水流带动搅动轮531转动，从而传动杆532转动并通过带传动带动各个搅动轮组件53，通过搅动轮531的翻搅，利用紫外线消毒灯52对翻搅至搅动轮531上端的矿泉水进行充分的灭菌处理，灭菌完成后通过灭菌出水口55流至出水口12，得到净化后的矿泉水。

实施例2

本实施例2与实施例1基本相同，与其不同之处在于，复合过滤层39具体为四层结构，从上到下依次为粗活性炭层、矿岩层、生物质层、细活性炭层；粗活性炭层为粒径4mm的活性炭层，层高2.5cm；矿岩层为火山岩、珍珠岩、正长岩和蛭石按照质量比为5：2：1：3组成，其平均粒径为22mm，层高5cm；生物质层为粒径8mm的生物质颗粒，层高1.6cm，细活性炭层为粒径1.5mm的活性炭层，层高7cm。通过以上结构的设置，复合过滤层36的过滤效果远优于传统铁锰过滤层，利用该配比的矿岩层以及生物质层可有效的净化矿泉水绝大多数有害物质，提高矿泉水的净化处理效果。

上述利用含铁锰矿泉水的多级高效净化装置的净化方法，主要包括以下步骤：

s1：将含铁锰矿泉水通过进水口11通入曝气仓2内，通过曝气处理使水中含氧量达到3.25mg/kg；随后并通过水泵泵入沉淀池4进行沉淀；

s2：经沉淀后的含铁锰矿泉水通过水泵泵入铁锰过滤器3，通过锰砂滤料、复合过滤层39的过滤处理去除矿泉水中的铁、锰；

s3：经过滤后的矿泉水通过水泵泵入灭菌器5，通过灭菌进水口54的活性炭过滤网56的二次过滤净化，随后通过紫外线消毒灯52进行灭菌消毒处理，随后依次通过灭菌出水口55、出水口12排出，得到净化后的矿泉水。紫外线消毒灯52的参数为：紫外线强度为80μw/cm²，紫外线波长为251nm。在该范围参数下的紫外线消毒灯52配合本发明的灭菌器5对矿泉水的净化杀菌效果最优。

实施例3

本实施例3与实施例1基本相同，与其不同之处在于，复合过滤层39具体为四层结构，从上到下依次为粗活性炭层、矿岩层、生物质层、细活性炭层；粗活性炭层为粒径5mm的活性炭层，层高3cm；矿岩层为火山岩、珍珠岩、正长岩和蛭石按照质量比为5：2：1：3组成，其平均粒径为25mm，层高7cm；生物质层为粒径10mm的生物质颗粒，层高2cm，细活性炭层为粒径2mm的活性炭层，层高8cm。通过以上结构的设置，复合过滤层36的过滤效果远优于传统铁锰过滤层，利用该配比的矿岩层以及生物质层可有效的净化矿泉水绝大多数有害物质，提高矿泉水的净化处理效果。

上述利用含铁锰矿泉水的多级高效净化装置的净化方法，主要包括以下步骤：

s1：将含铁锰矿泉水通过进水口11通入曝气仓2内，通过曝气处理使水中含氧量达到3.75mg/kg；随后并通过水泵泵入沉淀池4进行沉淀；

s2：经沉淀后的含铁锰矿泉水通过水泵泵入铁锰过滤器3，通过锰砂滤料、复合过滤层39的过滤处理去除矿泉水中的铁、锰；

s3：经过滤后的矿泉水通过水泵泵入灭菌器5，通过灭菌进水口54的活性炭过滤网56的二次过滤净化，随后通过紫外线消毒灯52进行灭菌消毒处理，随后依次通过灭菌出水口55、出水口12排出，得到净化后的矿泉水。紫外线消毒灯52的参数为：紫外线强度为82μw/cm²，紫外线波长为263nm。在该范围参数下的紫外线消毒灯52配合本发明的灭菌器5对矿泉水的净化杀菌效果最优。

铁锰矿泉水净化处理实验

选取本市含铁锰矿泉水，进行如下实验：实施例1、2、3分别记作实验组1、实验组2、实验组3；采用传统除铁锰装置(专利201721103918.4装置)进行净化记作对照组；

实验组1：矿泉水中铁去除率98.6％，矿泉水中锰去除率97.9％；

实验组2：矿泉水中铁去除率99.7％，矿泉水中锰去除率99.8％；

实验组3：矿泉水中铁去除率98.9％，矿泉水中锰去除率98.5％；

对照组：矿泉水中铁去除率95.9％，矿泉水中锰去除率94.5％

由此可见，实验组1-3铁锰去除率均高于对照组，尤其是实验组2的铁锰去除效率最高；

为进一步说明本发明效果，采用实验组2方案进行单一变量实验对比；

对比1

将实验组4采用实验组2的方案，将曝气仓更换为现有专利201721103918.4的曝气池，其他装置及参数不变；

实验组2：矿泉水中铁去除率99.7％，矿泉水中锰去除率99.8％；

实验组4：矿泉水中铁去除率98.3％，矿泉水中锰去除率98.1％；

对比2

将实验组5采用实验组2的方案，将铁锰过滤器更换为现有专利201721103918.4的除铁锰过滤器，其他装置及参数不变；

实验组2：矿泉水中铁去除率99.7％，矿泉水中锰去除率99.8％；

实验组5：矿泉水中铁去除率97.4％，矿泉水中锰去除率97.7％；

对比3

将实验组6采用实验组2的方案，将复合过滤层更换为单一的活性炭层，其他装置及参数不变；

实验组2：矿泉水中铁去除率99.7％，矿泉水中锰去除率99.8％；

实验组6：矿泉水中铁去除率98.3％，矿泉水中锰去除率97.8％；

由此可见，采用本发明装置及方法可有效提高矿泉水的铁锰净化效果，而且本发明通过灭菌器进行杀菌，相较于传统灭菌装置更加快速高效。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。