原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法及原位井设计方法技术

本发明专利技术提供一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法及原位井设计方法，能够原位去除地下水中的铁、锰和氨氮，无需将地下水抽出地表进行异位处理。所述原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法包括：含水层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铁、锰和氨氮；判断去除铁、锰和氨氮后的地下水是否满足预设的水质指标，若满足预设的水质指标，则将所述地下水储存在所述原位井中的蓄水区。本发明专利技术适用于地下水净化技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下水净化
，特别是指一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法及原位井设计方法。
技术介绍
近年来，通过对我国东北地区地下水化学特点分析可知，我国东北村镇饮用水水源存在铁(例如，Fe2+)、锰(例如，Mn2+)和氨氮(例如，NH4+-N)含量超标的现象。由研究表明，Fe2+、Mn2+可以同层去除；但是，当水中含有NH4+-N时，由于氧化还原电位的不同，Mn2+的生物氧化只能发生在NH4+-N的完全硝化之后，其会对Mn2+的生物去除产生直接影响，但是，当氨氮含量在2mg/L以下时，其对于Mn2+的生物去除没有影响。此外，还有研究表明，在使用同层滤料去除锰以及氨氮的情况下，锰以及氨氮的氧化是在滤层下部2/3部分内进行的，进一步验证了Mn2+与NH4+-N可同层去除的想法。现有技术中，可以使用“弱曝气+铁锰生物滤池”去除地下水中的铁、锰和氨氮，“弱曝气+铁锰生物滤池”均是将地下水抽出后进行异位处理，适用于较大规模的集中式供水，而对于经济欠发达的农村分散小型供水的地区，异位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法还不适于推广。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法及原位井设计方法，以解决现有的异位去除地下水中铁、锰和氨氮技术不适用于小城镇的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，包括：含水层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铁、锰和氨氮；判断去除铁、锰和氨氮后的地下水是否满足预设的水质指标，若满足预设的水质指标，则将所述地下水储存在所述原位井中的蓄水区。进一步地，在所述含水层中的地下水流入位于地下的原位井中之前，还包括：确定原位井的内壁半径及原位井的深度。进一步地，在所述含水层中的地下水流入位于地下的原位井中之前，还包括：确定原位井井壁中过滤器的填装深度。进一步地，在所述依次去除流入所述原位井中的所述地下水中的铁、锰和氨氮之前，还包括：将除铁滤料、除锰滤料、除氨氮滤料装入所述原位井中；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铁、锰和氨氮，包括：对流入所述原位井中的地下水进行曝气处理；对曝气处理后的地下水依次进行接触氧化除铁、接触自催化氧化联合微生物除锰、微生物硝化除氨氮。进一步地，所述对曝气处理后的地下水进行接触氧化除铁，包括：通过除铁滤料表面的铁质活性滤膜吸附曝气处理后的地下水中的亚铁离子，被吸附的亚铁离子在所述铁质活性滤膜的催化作用下被氧化去除。进一步地，所述对曝气处理后的地下水进行接触自催化氧化联合微生物除锰，包括：在预定的固体颗粒物上制备氧化锰涂层材料作为除锰滤料，通过所述除锰滤料吸附曝气处理后的地下水中的Mn2+，被吸附的Mn2+被氧化为MnO2，并沉积在所述除锰滤料的表面；通过微生物负载，使微生物不断繁殖并附着在所述除锰滤料表面，以去除地下水中的锰；沉积在所述除锰滤料表面的MnO2与附着在所述除锰滤料表面的微生物形成一层锰质活性滤膜。进一步地，包括：将除铁滤料、除锰滤料、除氨氮滤料中的沉淀物反冲洗至原位井中的反冲洗废水排水区；通过原位井中的反冲洗废水排水泵将反冲洗废水排水区中的废水排出。本专利技术实施例还提供一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮的原位井设计方法，其特征在于，所述原位井位于地下，所述原位井设计方法包括：确定净化地下水的过滤器模块；确定除铁、锰和氨氮模块及判断模块；其中，所述除铁、锰和氨氮模块，用于接收通过所述过滤器模块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铁、锰和氨氮；所述判断模块，用于判断去除铁、锰和氨氮后的地下水是否满足预设的水质指标，若满足预设的水质指标，则将所述地下水储存在所述原位井中的蓄水区。进一步地，所述原位井设计方法还包括：确定进水曝气模块；其中，所述进水曝气模块，用于对流入所述原位井中的地下水进行曝气处理；所述除铁、锰和氨氮模块，具体用于对曝气处理后的地下水依次进行接触氧化除铁、接触自催化氧化联合微生物除锰、微生物硝化除氨氮。进一步地，所述原位井设计方法还包括：确定反冲洗模块及反冲洗废水排水模块；其中，所述反冲洗模块：用于将除铁滤料、除锰滤料、除氨氮滤料中的沉淀物反冲洗至原位井中的反冲洗废水排水区；所述反冲洗废水排水模块，用于通过原位井中的反冲洗废水排水泵将反冲洗废水排水区中的废水排出。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，含水层中的地下水在自然状态下流入位于地下的原位井，在
所述原位井中，所述地下水中的铁、锰和氨氮被依次去除，最后将净化后达到预设水质指标的地下水储存在所述原位井中的蓄水区，蓄水区中的水可以直接抽出供居民使用。这样，无需将地下水抽出地表进行异位处理，能够有效减少占地面积、同时减少地表构筑物及保温措施等资金消耗，适合用水量较低的小城镇。附图说明图1为本专利技术实施例提供的原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的地下水铁、锰和氨氮原位去除工艺模块流程示意图一；图3为本专利技术实施例提供的地下水铁、锰和氨氮原位去除工艺模块流程示意图的结构示意图二；图4为本专利技术实施例提供的原位井正面示意图；图5为本专利技术实施例提供的原位井在地面处的横截面的示意图；图6为本专利技术实施例提供的原位井止水区的起始端的横截面示意图；图7为本专利技术实施例提供的原位井反冲洗废水排水区的横截面示意图；图8为本专利技术实施例提供的原位井除铁区、除锰区及除氨氮区的横截面示意图；图9为本专利技术实施例提供的原位井反冲洗区的横截面示意图；图10为本专利技术实施例提供的原位井蓄水区的横截面示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的异位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法不适用于小城镇的问题，提供一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法及原位井设计方法。实施例一参看图1所示，本专利技术实施例提供的一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮
的方法，包括：步骤101：含水层中的地下水流入位于地下的原位井中；步骤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铁、锰和氨氮；步骤103：判断去除铁、锰和氨氮后的地下水是否满足预设的水质指标，若满足预设的水质指标，则将所述地下水储存在所述原位井中的蓄水区。本专利技术实施例所述的原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，含水层中的地下水在自然状态下流入位于地下的原位井，在所述原位井中，地下水中的铁、锰和氨氮被依次去除，最后将净化后达到预设水质指标的地下水储存在所述原位井中的蓄水区，蓄水区中的水可以直接抽出供居民使用。这样，无需将地下水抽出地表进行异位处理，能够有效减少占地面积、同时减少地表构筑物及保温措施等资金消耗，适合用水量较低的小城镇。本专利技术实施例中，当去除铁、锰和氨氮后的地下水不满足预设的水质指标时，需对所述地下水再次执行铁、锰和氨氮的去除步骤，保障小城镇当地居民生活饮用水的安全。本专利技术实施例中，预设的水质指标包括：水质中的总铁含量指标、总锰含量指标及氨氮、亚硝态氮、硝态氮含量指标。本专利技术实施例中，为了去除地下水中的铁、锰和氨氮，制定了如图2和图3所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，其特征在于，包括：含水层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铁、锰和氨氮；判断去除铁、锰和氨氮后的地下水是否满足预设的水质指标，若满足预设的水质指标，则将所述地下水储存在所述原位井中的蓄水区。

【技术特征摘要】
1.一种原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，其特征在于，包括：含水层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铁、锰和氨氮；判断去除铁、锰和氨氮后的地下水是否满足预设的水质指标，若满足预设的水质指标，则将所述地下水储存在所述原位井中的蓄水区。2.根据权利要求1所述的原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，其特征在于，在所述含水层中的地下水流入位于地下的原位井中之前，还包括：确定原位井的内壁半径及原位井的深度。3.根据权利要求1所述的原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，其特征在于，在所述含水层中的地下水流入位于地下的原位井中之前，还包括：确定原位井井壁中过滤器的填装深度。4.根据权利要求1所述的原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，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铁、锰和氨氮之前，还包括：将除铁滤料、除锰滤料、除氨氮滤料装入所述原位井中；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铁、锰和氨氮，包括：对流入所述原位井中的地下水进行曝气处理；对曝气处理后的地下水依次进行接触氧化除铁、接触自催化氧化联合微生物除锰、微生物硝化除氨氮。5.根据权利要求4所述的原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，其特征在于，所述对曝气处理后的地下水进行接触氧化除铁，包括：通过除铁滤料表面的铁质活性滤膜吸附曝气处理后的地下水中的亚铁离子，被吸附的亚铁离子在所述铁质活性滤膜的催化作用下被氧化去除。6.根据权利要求4所述的原位去除地下水中铁、锰和氨氮的方法，其特征在于，所述对曝气处理后的地下水进行接触自催化氧化联合微生物除锰，包
\t括：在预定的固体颗粒物上制备氧化锰涂层材料作为除锰滤料，通过所述除锰滤料吸附曝气处理后的地下水中的Mn2+，被吸附的Mn...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晟瑀，苏小四，张玉玲，吕聪，杨雪娇，黄莹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22