原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法及原位井設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法及原位井設(shè)計(jì)方法，能夠原位去除地下水中的鐵、錳和氨氮，無需將地下水抽出地表進(jìn)行異位處理。所述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法包括：含水層中的地下水流入位于地下的原位井中；在所述原位井中，依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮；判斷去除鐵、錳和氨氮后的地下水是否滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，若滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，則將所述地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)。本發(fā)明適用于地下水凈化技術(shù)領(lǐng)域。
【專利說明】
原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法及原位井設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及地下水凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法及原位井設(shè)計(jì)方法。【背景技術(shù)】
[0002]近年來，通過對我國東北地區(qū)地下水化學(xué)特點(diǎn)分析可知，我國東北村鎮(zhèn)飲用水水源存在鐵(例如，F(xiàn)e2+)、錳(例如，Mn2+)和氨氮(例如，NH4+-N)含量超標(biāo)的現(xiàn)象。由研究表明， Fe2+、Mn2+可以同層去除；但是，當(dāng)水中含有NH4+-N時(shí)，由于氧化還原電位的不同，Mn2+的生物氧化只能發(fā)生在NH4+-N的完全硝化之后，其會對Mn2+的生物去除產(chǎn)生直接影響，但是，當(dāng)氨氮含量在2mg/L以下時(shí)，其對于Mn2+的生物去除沒有影響。此外，還有研究表明，在使用同層濾料去除錳以及氨氮的情況下，錳以及氨氮的氧化是在濾層下部2/3部分內(nèi)進(jìn)行的，進(jìn)一步驗(yàn)證了 Mn2+與NH4+-N可同層去除的想法。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，可以使用“弱曝氣+鐵錳生物濾池”去除地下水中的鐵、錳和氨氮，“弱曝氣+鐵錳生物濾池”均是將地下水抽出后進(jìn)行異位處理，適用于較大規(guī)模的集中式供水， 而對于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的農(nóng)村分散小型供水的地區(qū)，異位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法還不適于推廣。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法及原位井設(shè)計(jì)方法，以解決現(xiàn)有的異位去除地下水中鐵、錳和氨氮技術(shù)不適用于小城鎮(zhèn)的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，包括:
[0006]含水層中的地下水流入位于地下的原位井中；
[0007]在所述原位井中，依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮；
[0008]判斷去除鐵、錳和氨氮后的地下水是否滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，若滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，則將所述地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)。
[0009]進(jìn)一步地，在所述含水層中的地下水流入位于地下的原位井中之前，還包括:
[0010]確定原位井的內(nèi)壁半徑及原位井的深度。
[0011]進(jìn)一步地，在所述含水層中的地下水流入位于地下的原位井中之前，還包括:
[0012]確定原位井井壁中過濾器的填裝深度。
[0013]進(jìn)一步地，在所述依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮之前，還包括:
[0014]將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料裝入所述原位井中；
[0015]所述在所述原位井中，依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮，包括:
[0016]對流入所述原位井中的地下水進(jìn)行曝氣處理；
[0017]對曝氣處理后的地下水依次進(jìn)行接觸氧化除鐵、接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳、微生物硝化除氨氮。
[0018]進(jìn)一步地，所述對曝氣處理后的地下水進(jìn)行接觸氧化除鐵，包括:
[0019]通過除鐵濾料表面的鐵質(zhì)活性濾膜吸附曝氣處理后的地下水中的亞鐵離子，被吸附的亞鐵離子在所述鐵質(zhì)活性濾膜的催化作用下被氧化去除。
[0020]進(jìn)一步地，所述對曝氣處理后的地下水進(jìn)行接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳，包括:
[0021]在預(yù)定的固體顆粒物上制備氧化錳涂層材料作為除錳濾料，通過所述除錳濾料吸附曝氣處理后的地下水中的Mn2+，被吸附的Mn2+被氧化為Mn02,并沉積在所述除錳濾料的表面；
[0022]通過微生物負(fù)載，使微生物不斷繁殖并附著在所述除錳濾料表面，以去除地下水中的錳；[〇〇23]沉積在所述除錳濾料表面的Mn02與附著在所述除錳濾料表面的微生物形成一層錳質(zhì)活性濾膜。[〇〇24] 進(jìn)一步地，包括:
[0025]將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料中的沉淀物反沖洗至原位井中的反沖洗廢水排水區(qū)；
[0026]通過原位井中的反沖洗廢水排水栗將反沖洗廢水排水區(qū)中的廢水排出。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述原位井位于地下，所述原位井設(shè)計(jì)方法包括:[〇〇28]確定凈化地下水的過濾器模塊；
[0029]確定除鐵、錳和氨氮模塊及判斷模塊；
[0030]其中，所述除鐵、錳和氨氮模塊，用于接收通過所述過濾器模塊流入所述原位井中的地下水，并依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮；
[0031]所述判斷模塊，用于判斷去除鐵、錳和氨氮后的地下水是否滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)， 若滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，則將所述地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)。
[0032]進(jìn)一步地，所述原位井設(shè)計(jì)方法還包括:確定進(jìn)水曝氣模塊；[〇〇33]其中，所述進(jìn)水曝氣模塊，用于對流入所述原位井中的地下水進(jìn)行曝氣處理；
[0034]所述除鐵、錳和氨氮模塊，具體用于對曝氣處理后的地下水依次進(jìn)行接觸氧化除鐵、接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳、微生物硝化除氨氮。
[0035]進(jìn)一步地，所述原位井設(shè)計(jì)方法還包括:
[0036]確定反沖洗模塊及反沖洗廢水排水模塊；
[0037]其中，所述反沖洗模塊:用于將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料中的沉淀物反沖洗至原位井中的反沖洗廢水排水區(qū)；
[0038]所述反沖洗廢水排水模塊，用于通過原位井中的反沖洗廢水排水栗將反沖洗廢水排水區(qū)中的廢水排出。
[0039]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0040]上述方案中，含水層中的地下水在自然狀態(tài)下流入位于地下的原位井，在所述原位井中，所述地下水中的鐵、錳和氨氮被依次去除，最后將凈化后達(dá)到預(yù)設(shè)水質(zhì)指標(biāo)的地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)，蓄水區(qū)中的水可以直接抽出供居民使用。這樣，無需將地下水抽出地表進(jìn)行異位處理，能夠有效減少占地面積、同時(shí)減少地表構(gòu)筑物及保溫措施等資金消耗，適合用水量較低的小城鎮(zhèn)?！靖綀D說明】
[0041]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法的流程示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水鐵、錳和氨氮原位去除工藝模塊流程示意圖一；
[0043]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水鐵、錳和氨氮原位去除工藝模塊流程示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0044]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的原位井正面示意圖；
[0045]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的原位井在地面處的橫截面的示意圖；
[0046]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的原位井止水區(qū)的起始端的橫截面示意圖；
[0047]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的原位井反沖洗廢水排水區(qū)的橫截面示意圖；
[0048]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的原位井除鐵區(qū)、除錳區(qū)及除氨氮區(qū)的橫截面示意圖；
[0049]圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的原位井反沖洗區(qū)的橫截面示意圖；
[0050]圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的原位井蓄水區(qū)的橫截面示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0051]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0052]本發(fā)明針對現(xiàn)有的異位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法不適用于小城鎮(zhèn)的問題，提供一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法及原位井設(shè)計(jì)方法。[〇〇53] 實(shí)施例一[〇〇54]參看圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法， 包括:
[0055]步驟101:含水層中的地下水流入位于地下的原位井中；
[0056]步驟102:在所述原位井中，依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮；
[0057]步驟103:判斷去除鐵、錳和氨氮后的地下水是否滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，若滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，則將所述地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)。
[0058]本發(fā)明實(shí)施例所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，含水層中的地下水在自然狀態(tài)下流入位于地下的原位井，在所述原位井中，地下水中的鐵、錳和氨氮被依次去除，最后將凈化后達(dá)到預(yù)設(shè)水質(zhì)指標(biāo)的地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)，蓄水區(qū)中的水可以直接抽出供居民使用。這樣，無需將地下水抽出地表進(jìn)行異位處理，能夠有效減少占地面積、同時(shí)減少地表構(gòu)筑物及保溫措施等資金消耗，適合用水量較低的小城鎮(zhèn)。
[0059]本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)去除鐵、錳和氨氮后的地下水不滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)時(shí)，需對所述地下水再次執(zhí)行鐵、錳和氨氮的去除步驟，保障小城鎮(zhèn)當(dāng)?shù)鼐用裆铒嬘盟陌踩?br>[0060]本發(fā)明實(shí)施例中，預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)包括:水質(zhì)中的總鐵含量指標(biāo)、總錳含量指標(biāo)及氨氮、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮含量指標(biāo)。
[0061]本發(fā)明實(shí)施例中，為了去除地下水中的鐵、錳和氨氮，制定了如圖2和圖3所示的地下水鐵、錳和氨氮原位去除工藝模塊流程，所述工藝模塊包括:進(jìn)水模塊A、處理模塊B、出水模塊C;其中，所述進(jìn)水模塊A包括:成井模塊A1和進(jìn)水爆氣模塊A2;所述成井模塊A1包括:打井模塊A1-1和過濾器模塊A1-2;所述處理模塊B包括:除鐵模塊B1、除錳模塊B2、除氨氮模塊 B3。所述出水模塊C包括:凈水取水模塊C1。
[0062]進(jìn)一步的，對各個(gè)工藝模塊進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0063]在前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，在所述含水層中的地下水流入位于地下的原位井中之前，還包括:
[0064]確定原位井的內(nèi)壁半徑及原位井的深度。[〇〇65]本發(fā)明實(shí)施例中，在正常情況下，地面以下一段距離為潛水面，因此，在設(shè)計(jì)原位井時(shí)，可以基于原位井工藝，并結(jié)合原位井的出水量/供水量要求，可以通過打井模塊A1-1 確定較經(jīng)濟(jì)的原位井的內(nèi)壁半徑及原位井的深度。
[0066]如圖4所示，R1表示原位井的內(nèi)壁半徑。
[0067]在前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，在所述含水層中的地下水流入位于地下的原位井中之前，還包括:
[0068]確定原位井井壁中過濾器的填裝深度。
[0069]本發(fā)明實(shí)施例中，如圖4所示，在正常的成井過程中，原位井的井壁需要填充有濾料作為進(jìn)水區(qū)(圖4中的1-1’至n-n’)過濾器，所述過濾器，用于增強(qiáng)所述原位井的透水性并防止泥沙進(jìn)入所述原位井內(nèi)，圖4中的R3表示原位井外側(cè)半徑。
[0070]本發(fā)明實(shí)施例中，可以基于原位井工藝，并結(jié)合原位井的出水量要求，通過過濾器模塊A1-2確定較經(jīng)濟(jì)的過濾器填裝深度。
[0071]在前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，在所述依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮之前，還包括:
[0072]將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料裝入所述原位井中。
[0073]本發(fā)明實(shí)施例中，所述除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料的填裝方式包括:整體填裝或小袋分裝。以小袋分裝為例，可以將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料分裝成小袋后分別裝入除鐵區(qū)、除錳區(qū)、除氨氮區(qū)，當(dāng)濾料出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)可分袋去除，比較方便。
[0074]所述在所述原位井中，依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮，包括:[〇〇75]對流入所述原位井中的地下水進(jìn)行曝氣處理；
[0076]對曝氣處理后的地下水依次進(jìn)行接觸氧化除鐵、接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳、微生物硝化除氨氮。
[0077]本發(fā)明實(shí)施例中，如圖4所示，含鐵、錳、氨氮的地下水從含水層中流入原位井中的進(jìn)水區(qū)(圖4中的1-r至n-n’)，流入原位井后，可以先通過進(jìn)水曝氣模塊A2在曝氣區(qū)對流入原位井中的地下水進(jìn)行初次曝氣處理，再通過除鐵模塊B1在除鐵區(qū)進(jìn)行接觸氧化除鐵； 接著，再利用除錳模塊B2和除氨氮模塊B3在除錳區(qū)、除氨氮區(qū)進(jìn)行接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳及微生物硝化除氨氮;最后，去除鐵、錳和氨氮后的地下水存儲在原位井中的蓄水區(qū)，還可以通過取水栗將蓄水區(qū)中的水抽至水箱中以供居民使用。[〇〇78] 本發(fā)明實(shí)施例中，圖4中的1-r至n-n ’表示進(jìn)水區(qū)，n-n ’至m-m’表示進(jìn)水曝氣區(qū)，m-m ’至iv-1v ’表示反沖洗廢水排水區(qū)，iv-1v ’至v-v ’表示除鐵區(qū)、除錳區(qū)及除氨氮區(qū)，v-v ’至v1-vi ’表示反沖洗區(qū)，v1-vi ’往下表示蓄水區(qū)；其中，n - n ’表示原位井進(jìn)水區(qū)結(jié)束，開始進(jìn)入止水區(qū)。止水表示將原位井井壁進(jìn)行完全封閉，防止有地下水通過井壁進(jìn)入原位井內(nèi)。圖5至圖10表示原位井不同區(qū)域的橫截面示意圖。[〇〇79]如圖4所示，R2表示除鐵區(qū)、除錳區(qū)、除氨氮區(qū)濾料填充區(qū)的半徑，基本和R1—致， 但是由于中間有一個(gè)取水栗，所以要減去該取水栗的半徑，設(shè)為R2。
[0080]本發(fā)明實(shí)施例中，鐵、錳和氨氮的去除需要足夠的氧，所述進(jìn)水曝氣模塊A2,用于確定曝氣量(也就是，提供氧氣的量)及曝氣栗，同時(shí)對流入所述原位井中的地下水進(jìn)行曝氣處理，使得經(jīng)過曝氣處理后的地下水帶有充足的溶解氧。
[0081]本發(fā)明實(shí)施例中，所述凈水取水模塊C1以保證出水量為目的，用于確定水體的取水流量、流速及取水栗;具體的，將通過除鐵模塊B1、除錳模塊B2和除氨氮模塊B3處理后的地下水儲存在原位井中的蓄水區(qū)，可以通過取水栗進(jìn)行取水使用，正常情況下可以連續(xù)取水，水量處于動平衡狀態(tài)。
[0082]本發(fā)明實(shí)施例中，通過對除鐵區(qū)的除鐵濾層、除錳區(qū)的除錳濾層以及除氨氮區(qū)的除氨氮濾層在不同濾速下對鐵、錳、氨氮的去除動力學(xué)研究，可以確定在一個(gè)預(yù)設(shè)濾速下的不同濾層的厚度X、Y、Z，以在滿足供水流量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)鐵、錳和氨氮的同時(shí)去除。
[0083]本發(fā)明實(shí)施例中，在確定的除鐵、錳和氨氮三個(gè)濾層的分界處放置隔水板，以便于對各層濾料進(jìn)行反沖洗。在各濾層中使用的濾料可以以分裝小袋方式從原位井口填裝入所述原位井中，確保在施工進(jìn)程中的均勻填裝，同時(shí)也為日后更換濾料提供便利。
[0084]在前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，所述對曝氣處理后的地下水進(jìn)行接觸氧化除鐵，包括:[〇〇85]通過除鐵濾料表面的鐵質(zhì)活性濾膜吸附曝氣處理后的地下水中的亞鐵離子，被吸附的亞鐵離子在所述鐵質(zhì)活性濾膜的催化作用下被氧化去除。
[0086]本發(fā)明實(shí)施例中，除鐵模塊B1以接觸氧化除鐵為原理，以滿足出水水量、水質(zhì)(總鐵含量)為目標(biāo)，制備除鐵濾料，并確定該除鐵濾料的主要性能參數(shù);其中，所述主要性能參數(shù)包括:機(jī)械強(qiáng)度、滲透性以及除鐵濾膜對鐵的去除能力。
[0087]本發(fā)明實(shí)施例中，在接觸氧化除鐵中過程起催化作用的是除鐵濾料表面的鐵質(zhì)活性濾膜。該鐵質(zhì)活性濾膜首先吸附水中的亞鐵離子;被吸附的亞鐵離子在該鐵質(zhì)活性濾膜的催化作用下迅速被氧化并且使催化劑再生，反應(yīng)生成物為催化劑，又參與新的催化反應(yīng)。
[0088]在前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，所述對曝氣處理后的地下水進(jìn)行接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳，包括:
[0089]在預(yù)定的固體顆粒物上制備氧化錳涂層材料作為除錳濾料，通過所述除錳濾料吸附曝氣處理后的地下水中的Mn2+，被吸附的Mn2+被氧化為Mn02并沉積在所述除錳濾料的表面；
[0090]通過微生物負(fù)載，使微生物不斷繁殖并附著在所述除錳濾料表面，以去除地下水中的錳；[〇〇91]沉積在所述除錳濾料表面的Mn02與附著在所述除錳濾料表面的微生物形成一層錳質(zhì)活性濾膜。[〇〇92]本發(fā)明實(shí)施例中，除錳模塊B2以接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳為原理，以滿足出水水量、水質(zhì)(總錳含量)為目標(biāo)，制備除錳濾料，并確定該除錳濾料的主要性能參數(shù);其中，所述主要性能參數(shù)包括:機(jī)械強(qiáng)度、滲透性以及除錳濾膜對錳的去除能力。
[0093]本發(fā)明實(shí)施例中，在接觸自催化氧化除錳的過程中，錳的氧化物(Mn02)在去除水體中Mn2+的過程中起著吸附-氧化的作用。但由于單獨(dú)以氧化錳粉末作為除錳濾料，在除錳處理過程中會受到如固/液分離困難、質(zhì)量損失大以及由于粉末自身特點(diǎn)(如無定型結(jié)構(gòu)、 低滲透系數(shù)等因素)的影響，嚴(yán)重阻礙了其在除錳方面的應(yīng)用。為了解決這一問題，可以在預(yù)定的固體顆粒物上制備氧化錳涂層材料作為除錳濾料，通過所述除錳濾料吸附曝氣處理后的地下水中的Mn2+，被吸附的Mn2+被氧化為Mn02并沉積在所述除錳濾料的表面，其中，所述固體顆粒物指選用的基底材料，其需要具有較好的機(jī)械強(qiáng)度、滲透系數(shù)以、較高的孔隙度和比表面積。
[0094]本發(fā)明實(shí)施例中，還可以通過微生物負(fù)載，可使微生物不斷繁殖并附著在所述除錳濾料表面，以去除地下水中的錳，同時(shí)被氧化的Mn02也沉積在所述除錳濾料表面，與微生物形成一層黑膜，作為接觸自催化氧化除錳工藝中的錳質(zhì)活性濾膜，從而達(dá)到增加除錳量和除錳濾料使用時(shí)間的目的。[〇〇95]本發(fā)明實(shí)施例中，除氨氮模塊B3以氨氮的微生物亞硝化、硝化為原理，以滿足出水水量、水質(zhì)(氨氮、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮含量)為目標(biāo)，制備除氨氮濾料，并確定該除氨氮濾料的主要性能參數(shù)，其中，所述主要性能參數(shù)包括:機(jī)械強(qiáng)度、滲透系數(shù)、孔隙度和比表面積。 [〇〇96]本發(fā)明實(shí)施例中，主要通過微生物氧化去除曝氣處理后的地下水中的氨氮，該方法不僅去除效果好，而且運(yùn)行成本低。
[0097]在前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，其特征在于，包括:
[0098]將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料中的沉淀物反沖洗至原位井中的反沖洗廢水排水區(qū)；
[0099]通過原位井中的反沖洗廢水排水栗將反沖洗廢水排水區(qū)中的廢水排出。
[0100]本發(fā)明實(shí)施例中，由于氧化后的鐵、錳在氧化后會有顆粒沉淀物，在一定時(shí)間后會對除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料的空隙進(jìn)行堵塞，為了防止堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，還需設(shè)計(jì)反沖洗廢水排水區(qū)，將該顆粒沉淀物排出。因此，所述進(jìn)水模塊A還包括:反沖洗模塊A3;所述出水模塊C還包括:反沖洗廢水排水模塊C2，如圖2和圖3所示。
[0101]本發(fā)明實(shí)施例中，所述反沖洗模塊A3,用于確定反沖洗水量、強(qiáng)度及水栗，并通過進(jìn)水將原位井中的除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料中的沉淀物通過反沖洗栗反沖洗至原位井中的反沖洗廢水排水區(qū)，從而保證除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料的滲透性。
[0102]本發(fā)明實(shí)施例中，所述反沖洗廢水排水模塊C2以保證反沖洗廢水順利排出為目的，用于根據(jù)反沖洗模塊A3處理后的反沖洗廢水的強(qiáng)度及流量，確定反沖洗廢水排水栗，并通過所述反沖洗廢水排水栗將反沖洗廢水排水區(qū)中的廢水排出，其中，所有排出的廢水經(jīng)過自然沉淀可以再次使用。[〇1〇3] 實(shí)施例二
[0104]本發(fā)明還提供一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法的【具體實(shí)施方式】，由于本發(fā)明提供的去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法與前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法的【具體實(shí)施方式】相對應(yīng)，該原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法可以通過執(zhí)行上述方法【具體實(shí)施方式】中的流程步驟來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，因此上述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法【具體實(shí)施方式】中的解釋說明，也適用于本發(fā)明提供的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法的【具體實(shí)施方式】，在本發(fā)明以下的【具體實(shí)施方式】中將不再贅述。
[0105]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法，所述原位井位于地下，所述原位井設(shè)計(jì)方法包括:
[0106]確定凈化地下水的過濾器模塊；
[0107]確定除鐵錳氨氮模塊及判斷模塊；
[0108]其中，所述除鐵、錳和氨氮模塊，用于接收通過所述過濾器模塊流入所述原位井中的地下水，并依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮；
[0109]所述判斷模塊，用于判斷去除鐵、錳和氨氮后的地下水是否滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)， 若滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，則將所述地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)。
[0110]本發(fā)明實(shí)施例所述的去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法，含水層中的地下水在自然狀態(tài)下流入位于地下的原位井，在所述原位井中，地下水中的鐵、錳和氨氮被依次去除，最后將凈化后達(dá)到預(yù)設(shè)水質(zhì)指標(biāo)的地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)，蓄水區(qū)中的水可以直接抽出供居民使用。這樣，無需將地下水抽出地表進(jìn)行異位處理，能夠有效減少占地面積、同時(shí)減少地表構(gòu)筑物及保溫措施等資金消耗，適合用水量較低的小城鎮(zhèn)。 [〇111]在前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，所述原位井設(shè)計(jì)方法還包括:確定進(jìn)水曝氣模塊；
[0112]其中，所述進(jìn)水曝氣模塊，用于對流入所述原位井中的地下水進(jìn)行曝氣處理；
[0113]所述除鐵、錳和氨氮模塊，具體用于對曝氣處理后的地下水依次進(jìn)行接觸氧化除鐵、接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳、微生物硝化除氨氮。
[0114]在前述原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法的【具體實(shí)施方式】中，進(jìn)一步地，所述原位井設(shè)計(jì)方法還包括:
[0115]確定反沖洗模塊及反沖洗廢水排水模塊；
[0116]其中，所述反沖洗模塊:用于將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料中的沉淀物反沖洗至原位井中的反沖洗廢水排水區(qū)；
[0117]所述反沖洗廢水排水模塊，用于通過原位井中的反沖洗廢水排水栗將反沖洗廢水排水區(qū)中的廢水排出。
[0118]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，其特征在于，包括:含水層中的地下水流入位于地下的原位井中；在所述原位井中，依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮；判斷去除鐵、錳和氨氮后的地下水是否滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，若滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)， 則將所述地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，其特征在于，在所述 含水層中的地下水流入位于地下的原位井中之前，還包括:確定原位井的內(nèi)壁半徑及原位井的深度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，其特征在于，在所述 含水層中的地下水流入位于地下的原位井中之前，還包括:確定原位井井壁中過濾器的填裝深度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，其特征在于，在所述 依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮之前，還包括:將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料裝入所述原位井中；所述在所述原位井中，依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮，包 括:對流入所述原位井中的地下水進(jìn)行曝氣處理；對曝氣處理后的地下水依次進(jìn)行接觸氧化除鐵、接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳、微 生物硝化除氨氮。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，其特征在于，所述對 曝氣處理后的地下水進(jìn)行接觸氧化除鐵，包括:通過除鐵濾料表面的鐵質(zhì)活性濾膜吸附曝氣處理后的地下水中的亞鐵離子，被吸附的 亞鐵離子在所述鐵質(zhì)活性濾膜的催化作用下被氧化去除。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，其特征在于，所述對 曝氣處理后的地下水進(jìn)行接觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳，包括:在預(yù)定的固體顆粒物上制備氧化錳涂層材料作為除錳濾料，通過所述除錳濾料吸附曝 氣處理后的地下水中的Mn2+，被吸附的Mn2+被氧化為Mn02并沉積在所述除錳濾料的表面；通過微生物負(fù)載，使微生物不斷繁殖并附著在所述除錳濾料表面，以去除地下水中的 錳；沉積在所述除錳濾料表面的Mn02與附著在所述除錳濾料表面的微生物形成一層錳質(zhì)活 性濾膜。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的方法，其特征在于，包括:將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料中的沉淀物反沖洗至原位井中的反沖洗廢水排水區(qū)；通過原位井中的反沖洗廢水排水栗將反沖洗廢水排水區(qū)中的廢水排出。8.—種原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述原位井位 于地下，所述原位井設(shè)計(jì)方法包括:確定凈化地下水的過濾器模塊；確定除鐵、錳和氨氮模塊及判斷模塊；其中，所述除鐵、錳和氨氮模塊，用于接收通過所述過濾器模塊流入所述原位井中的地 下水，并依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的鐵、錳和氨氮；所述判斷模塊，用于判斷去除鐵、錳和氨氮后的地下水是否滿足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，若滿 足預(yù)設(shè)的水質(zhì)指標(biāo)，則將所述地下水儲存在所述原位井中的蓄水區(qū)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法，其特征在 于，所述原位井設(shè)計(jì)方法還包括:確定進(jìn)水曝氣模塊；其中，所述進(jìn)水曝氣模塊，用于對流入所述原位井中的地下水進(jìn)行曝氣處理；所述除鐵、錳和氨氮模塊，具體用于對曝氣處理后的地下水依次進(jìn)行接觸氧化除鐵、接 觸自催化氧化聯(lián)合微生物除錳、微生物硝化除氨氮。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的原位去除地下水中鐵、錳和氨氮的原位井設(shè)計(jì)方法，其特征 在于，所述原位井設(shè)計(jì)方法還包括:確定反沖洗模塊及反沖洗廢水排水模塊；其中，所述反沖洗模塊:用于將除鐵濾料、除錳濾料、除氨氮濾料中的沉淀物反沖洗至 原位井中的反沖洗廢水排水區(qū)；所述反沖洗廢水排水模塊，用于通過原位井中的反沖洗廢水排水栗將反沖洗廢水排水 區(qū)中的廢水排出。
【文檔編號】C02F101/20GK105967442SQ201610388821
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】張晟瑀, 蘇小四, 張玉玲, 呂聰, 楊雪嬌, 黃瑩
【申請人】吉林大學(xué)