一种氧化-吸附协同净水设备制造技术

本发明专利技术提供一种氧化‑吸附协同净水设备，包括自吸式溶解氧捕获装置、粗滤装置和深度净化装置，所述自吸式溶解氧捕获装置包括依次连通的自吸泵、负压式空气吸入器和气水分离阀，所述气水分离阀、粗滤装置和深度净化装置依次连通，所述自吸泵将待处理的地下水泵入负压式空气吸入器，所述负压式空气吸入器用于增加地下水中的溶解氧含量，所述粗滤装置用于去除地下水中的亚铁离子和锰离子，所述深度净化装置用于吸附地下水中残留的铁、锰污染物。本发明专利技术提供的设备能够用于净化处理强还原性的高砷、高铁、高锰原生劣质地下水，保障饮水安全。

A kind of oxidation adsorption collaborative water purification equipment

The invention provides an oxidation \u2011 adsorption collaborative water purification device, which includes a self-priming dissolved oxygen capture device, a coarse filtration device and a deep purification device. The self-priming dissolved oxygen capture device includes a self-priming pump, a negative pressure air inhaler and a gas-water separation valve which are successively connected. The gas-water separation valve, the coarse filtration device and the deep purification device are successively connected, and the self-priming pump will treat the water to be treated The underground water is pumped into the negative pressure air inhaler, which is used to increase the dissolved oxygen content in the underground water, the coarse filtration device is used to remove the ferrous and manganese ions in the underground water, and the deep purification device is used to absorb the residual iron and manganese pollutants in the underground water. The equipment provided by the invention can be used for purifying and treating the high arsenic, high iron and high manganese primary inferior groundwater with strong reducibility, so as to ensure the safety of drinking water.

【技术实现步骤摘要】
一种氧化-吸附协同净水设备
本专利技术涉及水质净化
，尤其涉及一种氧化-吸附协同净水设备。
技术介绍
砷、铁、锰这三种元素广泛赋存于自然界各类岩石矿物中，并且这三者存在一定的共生关系。在特定的地质、地球化学、水文地质条件及人为因素的影响下，砷、铁、锰会从其赋存的矿物中释放进入到地下水中，形成高砷、高铁、高锰地下水。例如，当地下水中DOC含量较高时，导致铁锰氧化物矿物发生异化还原，铁锰氧化物矿物还原生成了溶解态的Fe2+和Mn2+，吸附在铁锰氧化物矿物表面的砷随即被释放出来，导致形成强还原性的高砷、高铁、高锰地下水。长期摄入高砷地下水易导致皮肤色素沉积，严重时可导致心脑血管疾病，甚至内脏器官癌变，如肺癌、肾癌、膀胱癌等。水中的铁和锰也会导致腹泻、记忆力减退等多种疾病。地下水作为主要的饮用水和工业用水水源，当含有高浓度砷、铁时，会大大降低其安全性，严重影响人们的身体健康及工农业生产。因此，针对高砷、高铁、高锰地下水开展修复与改良工作以保障供水安全及工农业生产显得尤为重要和迫切。目前，针对水中砷的去除常见有吸附法、氧化与沉淀法、膜分离法、阴阳离子交换法等，对于家庭净水而言，采用吸附法是最为有效和经济的方法。但是在强还原性的水质条件下，水中砷大多以迁移性很强的As(Ⅲ)的形式存在，降低了修复剂的除砷效率。因此，针对强还原性的高砷地下水，与其他氧化剂结合使用，能够更好的发挥吸附剂的净化效果。锰砂和溶解氧是广泛存在的天然的强氧化剂，两者协同作用能够去除地下水中铁、锰污染物，提高水的氧化还原电位，是较为理想的高铁、锰地下水处理材料。众多的吸附材料中，铁的氧化物对砷具有良好的吸附效果，如何制备比表面积大且性状均一的铁氧化物吸附剂是目前的研究热点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种氧化-吸附协同净水设备，该设备以溶解氧和锰砂为氧化剂提高水体的氧化还原电位，去除水中铁、锰等有害物质；以粉末状无定形氧化铁和粉末状活性炭为吸附剂，进一步吸附去除水中砷、铁、锰有害物质。该设备能够用于净化处理强还原性的高砷、高铁、高锰原生劣质地下水，保障饮水安全。本专利技术提供一种氧化-吸附协同净水设备，包括自吸式溶解氧捕获装置、粗滤装置和深度净化装置，所述自吸式溶解氧捕获装置包括依次连通的自吸泵、负压式空气吸入器和气水分离阀，所述气水分离阀、粗滤装置和深度净化装置依次连通，所述自吸泵将待处理的地下水泵入负压式空气吸入器，所述负压式空气吸入器的内部开设贯穿负压式空气吸入器的通孔，所述通孔包括通孔左部、通孔中部和通孔右部，所述通孔左部为右窄左宽的锥形结构，所述通孔右部为右宽左窄的锥形结构，所述通孔中部为圆柱形结构，所述通孔中部的直径等于通孔左部和通孔右部最窄处的直径，所述负压式空气吸入器的上端开设进气口，所述进气口与通孔中部连通，所述地下水从通孔右部流入通孔中部时，水流速度发生变化，所述通孔中部处产生负压，在压差的作用下，外界空气从进气口进入通孔中部，所述地下水中的溶解氧含量增加，所述气水分离阀用于排出地下水中多余的气体，所述粗滤装置用于去除地下水中的亚铁离子和锰离子，所述深度净化装置用于吸附地下水中残留的铁、锰污染物。进一步地，所述通孔左部连通第二水管，所述气水分离阀垂直安装在第二水管的最高处，所述气水分离阀采用浮球单向阀，所述浮球单向阀的顶端设置排气口，所述浮球单向阀的底端设置阀门入口和阀门出口，所述浮球单向阀的内部设置浮球，所述浮球受到水的浮力后上浮堵住排气口。进一步地，所述粗滤装置包括第一壳体，所述第一壳体的上端开设第一入口和第一出口，所述第一入口和阀门出口连通，所述第一壳体的内部填充粒径为1～3mm的天然锰砂。进一步地，所述粗滤装置还包括第二壳体，所述第二壳体的上端开设第二入口和第二出口，所述第二入口和第一出口连通，所述第二壳体的内部填充孔径为1～5μm的PP纤维。进一步地，所述深度净化装置包括第三壳体，所述第三壳体的上端开设第三入口和第三出口，所述第三入口和第二出口连通，所述第三壳体的内部填充柱状滤芯。进一步地，所述柱状滤芯的制备过程为：(1)将0.5～0.8mol/L的FeSO4·7H2O溶液放入反应瓶中，在搅拌状态下，将质量浓度为10～15％的氨水滴入硫酸亚铁溶液中，直至反应浆液pH值达到8～9并维持稳定，用滤纸过滤反应浆液得到沉淀物，将所得沉淀物用去离子水离心洗涤三次，将洗涤后得到的沉淀物放入乙醇中，用磁搅拌将其均匀分散，再离心收集，收集到的沉淀物在80℃下烘干2h，然后研磨筛选60～200目粉末状沉淀，即得到无定形铁氧化物吸附剂；(2)筛选60～200目粉末活性炭，按照质量比为2:1:1的比例将粉末活性炭、无定形铁氧化物吸附剂和粉末状聚乙烯粘结剂混合均匀，倒入圆柱塑料模具内，用夹具从圆柱两端加压至2～2.5Mpa压实，加压状态下放入烘箱180～200℃加热烧结1.5～2h，烧结完成后取出，冷却至室温，分切，即可得到柱状滤芯。进一步地，所述进气口处连接进气管，所述进气管上设置单向阀，所述进气管的顶端设置空气过滤芯，所述空气过滤芯吸附空气中的灰尘。本专利技术提供的氧化-吸附协同净水设备与常规净水设备相比，具有以下优点：(1)本专利技术提供的设备巧妙的利用水流流经通孔中部时产生的负压，将空气吸入水流中以达到增加水中溶解氧的目的，不需要额外供气设备；而传统净水设备多以额外气源加压曝气向水中增加溶解氧，本设备与之相比设计更为简单，运行功耗更低；(2)本专利技术提供的设备中的深度净化装置中铁氧化物吸附剂在制备过程中，经过了乙醇的再分散处理，得到无定形铁氧化物修复剂与传统铁氧化物具有比表面积更大，吸附容量更高的优势；(3)本专利技术提供的设备为针对高砷、高铁、高锰地下水的小型化家用净水设备，结构设计简单、紧凑，使用材料均为常见、廉价滤料，成本较低，适宜农村地区安装使用。附图说明图1是本专利技术一种氧化-吸附协同净水设备的结构示意图。图2是本专利技术一种氧化-吸附协同净水设备的负压式空气吸入器的结构示意图。图3是本专利技术一种氧化-吸附协同净水设备实际使用时出水铁、锰浓度变化图。图4是本专利技术一种氧化-吸附协同净水设备实际使用时出水砷浓度变化图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1和图2，本专利技术的实施例提供了一种氧化-吸附协同净水设备，包括自吸式溶解氧捕获装置、粗滤装置和深度净化装置。自吸式溶解氧捕获装置包括自吸泵1、负压式空气吸入器2和气水分离阀，自吸泵1的抽水端连通地下水进水口，自吸泵1与负压式空气吸入器2之间设置直径为8～12mm的第一水管3，第一水管3的一端连通自吸泵1的出水端，负压式空气吸入器2的内部开设贯穿负压式空气吸入器2的通孔21，通孔21包括通孔左部211、通孔中部212和通孔右部213，通孔左部为211右窄左宽的锥形结构，通孔右部213为右宽左窄的锥形结构，通孔中部212为直径为2～3mm的圆柱形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化-吸附协同净水设备，其特征在于，包括自吸式溶解氧捕获装置、粗滤装置和深度净化装置，所述自吸式溶解氧捕获装置包括依次连通的自吸泵、负压式空气吸入器和气水分离阀，所述气水分离阀、粗滤装置和深度净化装置依次连通，所述自吸泵将待处理的地下水泵入负压式空气吸入器，所述负压式空气吸入器的内部开设贯穿负压式空气吸入器的通孔，所述通孔包括通孔左部、通孔中部和通孔右部，所述通孔左部为右窄左宽的锥形结构，所述通孔右部为右宽左窄的锥形结构，所述通孔中部为圆柱形结构，所述通孔中部的直径等于通孔左部和通孔右部最窄处的直径，所述负压式空气吸入器的上端开设进气口，所述进气口与通孔中部连通，所述地下水从通孔右部流入通孔中部时，水流速度发生变化，所述通孔中部处产生负压，在压差的作用下，外界空气从进气口进入通孔中部，所述地下水中的溶解氧含量增加，所述气水分离阀用于排出地下水中多余的气体，所述粗滤装置用于去除地下水中的亚铁离子和锰离子，所述深度净化装置用于吸附地下水中残留的铁、锰污染物。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化-吸附协同净水设备，其特征在于，包括自吸式溶解氧捕获装置、粗滤装置和深度净化装置，所述自吸式溶解氧捕获装置包括依次连通的自吸泵、负压式空气吸入器和气水分离阀，所述气水分离阀、粗滤装置和深度净化装置依次连通，所述自吸泵将待处理的地下水泵入负压式空气吸入器，所述负压式空气吸入器的内部开设贯穿负压式空气吸入器的通孔，所述通孔包括通孔左部、通孔中部和通孔右部，所述通孔左部为右窄左宽的锥形结构，所述通孔右部为右宽左窄的锥形结构，所述通孔中部为圆柱形结构，所述通孔中部的直径等于通孔左部和通孔右部最窄处的直径，所述负压式空气吸入器的上端开设进气口，所述进气口与通孔中部连通，所述地下水从通孔右部流入通孔中部时，水流速度发生变化，所述通孔中部处产生负压，在压差的作用下，外界空气从进气口进入通孔中部，所述地下水中的溶解氧含量增加，所述气水分离阀用于排出地下水中多余的气体，所述粗滤装置用于去除地下水中的亚铁离子和锰离子，所述深度净化装置用于吸附地下水中残留的铁、锰污染物。


2.根据权利要求1所述的氧化-吸附协同净水设备，其特征在于，所述通孔左部连通第二水管，所述气水分离阀垂直安装在第二水管的最高处，所述气水分离阀采用浮球单向阀，所述浮球单向阀的顶端设置排气口，所述浮球单向阀的底端设置阀门入口和阀门出口，所述浮球单向阀的内部设置浮球，所述浮球受到水的浮力后上浮堵住排气口。


3.根据权利要求2所述的氧化-吸附协同净水设备，其特征在于，所述粗滤装置包括第一壳体，所述第一壳体的上端开设第一入口和第一出口，所述第一入口和阀门出口连通，所述第一壳体的内部填充粒径为1～3mm的天然锰砂。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏新星，谢先军，马腾，王斌，张玲，于茂君，熊颖郡，王志强，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42