介質(zhì)(3-4)為中空的六邊形柱狀結(jié)構(gòu)，其高度為反應(yīng)柱(3)高度的4/5; 所述鐵錳濃度感應(yīng)器(3-6)與排水管(5)對(duì)稱(chēng)排列，所述觸媒飽和傳感器(3-7)位于反應(yīng)柱 (3)中部并深入觸媒催化介質(zhì)（3-4)內(nèi)部，所述水壓差測(cè)控器(3-8)位于反應(yīng)柱(3)頂部，距 離反應(yīng)柱（3)上檐口10cm~20cm;鐵錳濃度感應(yīng)器(3-6)、觸媒飽和傳感器(3-7)、水壓差測(cè) 控器(3-8)與控制系統(tǒng)(8)導(dǎo)線連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化催化柱去除礦井水中高濃度鐵錳裝置，其特征在于， 所述曝氣裝置(4)，包括進(jìn)氣干管(4-1 )，進(jìn)氣支管(4-2)，曝氣環(huán)(4-3)，氣栗(4-4)，曝氣頭 (4-5);其中所述進(jìn)氣干管(4-1)從反應(yīng)柱(3)頂部中心位置伸入觸媒柱(3-5)的底部;所述 進(jìn)氣支管(4-2)和曝氣環(huán)(4-3)位于觸媒催化介質(zhì)(3-4)下部，進(jìn)氣支管(4-2)上端中部與進(jìn) 氣干管(4-1)垂直連通，進(jìn)氣支管(4-2)沿上部中心向兩側(cè)分成兩個(gè)向下彎曲的直角彎管， 兩直角彎管的距離與曝氣環(huán)(4-3)的直徑相同，進(jìn)氣支管(4-2)兩個(gè)直角彎管底部與曝氣環(huán) (4-3)垂直連通;所述曝氣環(huán)(4-3)水平布置于觸媒柱(3-5)的底部，曝氣環(huán)(4-3)為環(huán)形中 空管，曝氣環(huán)(4-3)的直徑為觸媒柱(3-5)直徑的3/4;所述曝氣頭(4-5)位于曝氣環(huán)(4-3)上 部，并與曝氣環(huán)(4-3)貫通，曝氣頭(4-5)的數(shù)量為5-10個(gè)，多個(gè)曝氣頭(4-5)沿著曝氣環(huán)(4-3)-字排列，多個(gè)曝氣頭(4-5)相互等距排列，相鄰二個(gè)曝氣頭(4-5)間距為20mm-100mm，曝 氣頭(4-5)為多孔吹氣鋁合金結(jié)構(gòu)，其管徑為70mm-150mm;曝氣環(huán)(4-3)中心軸線與反應(yīng)柱 (3)中心軸線相吻合，曝氣環(huán)(4-3)上端距觸媒催化介質(zhì)（3-4)下部的距離為10cm-2〇Cm;所 述氣栗(4-4)位于支架(7)的下部，氣栗(4-4)與整個(gè)裝置的基座固定連接，氣栗(4-4)與控 制系統(tǒng)(8)導(dǎo)線連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧化催化柱去除礦井水中高濃度鐵錳裝置，其特征在于， 所述觸媒催化介質(zhì)(3-4)由高分子材料壓模成型，觸媒催化介質(zhì)(3-4)的組成成分和制造過(guò) 程如下： 一、觸媒催化介質(zhì)(3-4 )的組成成分： 按重量份數(shù)計(jì)，間三氟代甲苯胺1~7份，酸式焦磷酸鈉2~8份，氫化萜烯樹(shù)脂2~8份， 釩云母8~27份，復(fù)合鐵鈦粉10~21份，鈦碳化硅1~24份，丙烯酸羥乙酯40~81份，聚乳酸-三亞甲基碳酸酯2~17份，二聚乙烯酮5~19份，三乙醇胺硫酸酯10~54份，酰胺戊二酸胺2 ~15份，鄰苯二甲酸二鉀6~17份； 二、 觸媒催化介質(zhì)(3-4)的制造過(guò)程，包含以下步驟： 步驟1:將電導(dǎo)率為0.0111~0.051ΙΜν的超凈水340~940份，通過(guò)粒子加速器處理4~ 15分鐘，注入到陰離子交換柱處理15~29分鐘，利用強(qiáng)堿弱酸鹽洗脫并加入到反應(yīng)釜中，開(kāi) 動(dòng)反應(yīng)釜攪拌電機(jī)，以80~160轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行攪拌，依次加入間三氟代甲苯胺，酸式焦 磷酸鈉，氫化萜烯樹(shù)脂，開(kāi)啟高壓蒸汽開(kāi)關(guān)，向熱交換器中通入高溫高壓蒸汽，使得反應(yīng)釜 溫度上升至61~82度，保溫處理1~2.5小時(shí)； 步驟2:另取釩云母，復(fù)合鐵鈦粉，鈦碳化硅，將三者超細(xì)粉碎至480~660目，用丙烯酸 羥乙酯與三者制成混合液，將多孔載體浸入溶液中，對(duì)其進(jìn)行吸附處理30~60分鐘;將處理 液加入到反應(yīng)釜中，提升反應(yīng)釜中的攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其控制在128~158轉(zhuǎn)/分鐘，再次 啟動(dòng)高壓蒸汽開(kāi)關(guān)，向熱交換器中通入高溫高壓蒸汽，使得反應(yīng)釜溫度上升至111~129度； 加入聚乳酸-三亞甲基碳酸酯，攪拌至完全溶解，加入二聚乙烯酮，攪拌至完全溶解;關(guān)閉反 應(yīng)釜進(jìn)料倉(cāng)門(mén)，啟動(dòng)真空栗使反應(yīng)釜的真空度達(dá)到-0.021~-0.061MPa，通入氦氣使得反應(yīng) 釜壓力增加至0 · 0051~0 · 0112MPa，保溫反應(yīng)38~68分鐘； 步驟3:將反應(yīng)釜泄壓至OMPa，同時(shí)將反應(yīng)釜的攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)速降至81~111轉(zhuǎn)/分，向 熱交換器中通入冷卻水，使得反應(yīng)釜溫度降至71~81度，加入三乙醇胺硫酸酯，保持恒定溫 度，進(jìn)行酯化反應(yīng)1~3小時(shí)，最終使其反應(yīng)釜溶液的酯化平衡值為4.312~9.542;依次加入 酰胺戊二酸胺，鄰苯二甲酸二鉀，將反應(yīng)釜攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降至51~81轉(zhuǎn)/分，再次保溫 61~121分鐘；出料，入壓模機(jī)即可制得觸媒催化介質(zhì)（3-4); 所述粒子加速器設(shè)定工作參數(shù)為： 能量范圍為0.457~5.512MeV，束流設(shè)定為245~489mA，束功率為245~456KW，束流水 平能量為0.717~2.485MeV，束流豎直能量為0.545~3.120MeV，引出束流均勻度為75~ 91%； 所述強(qiáng)堿弱酸鹽為硫酸銨，其濃度為36~51%質(zhì)量百分比濃度，其按照重量份數(shù)值為45 ~98份； 所述多孔載體為堇青石蜂窩多孔陶瓷載體，其孔密度為245~465孔/cm2。5. -種礦井水中高濃度鐵錳的處理方法，其特征在于，包括以下內(nèi)容： 步驟1:打開(kāi)進(jìn)水裝置(2 )的水栗，將鐵錳礦井水從緩沖池（1)輸送到觸媒柱(3-5 )底部 進(jìn)入，使出水量控制在20m3/h~55m3/h;鐵錳礦井水與觸媒催化介質(zhì)(3-4)充分接觸反應(yīng)，以 實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步催化、氧化，最終完全轉(zhuǎn)化、沉降，并形成鐵錳沉淀物，從反應(yīng)柱(3)底部的排泥 管（6)排除；為此，控制系統(tǒng)（8)進(jìn)一步控制流過(guò)高分子觸媒柱（3-5)的流速為0.2m/min~ 1.2m/min； 步驟2:隨著溶液的上升，經(jīng)過(guò)觸媒柱(3-5)處理的上清液進(jìn)入到曝氣室，位于曝氣室上 部的鐵錳濃度感應(yīng)器(3-6)對(duì)曝氣室溶液中的鐵錳濃度情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并反饋給控制 系統(tǒng)（8)，當(dāng)鐵錳濃度低于3mg/L~5mg/U寸，鐵錳濃度感應(yīng)器（3-6)向控制系統(tǒng)（8)發(fā)出信 號(hào)，控制系統(tǒng)(8)通過(guò)導(dǎo)線促使氣栗(4-4)減少氣體流量，當(dāng)鐵錳濃度高于450mg/L~500mg/ L時(shí)，鐵錳濃度感應(yīng)器(3-6)向控制系統(tǒng)(8)發(fā)出信號(hào)，控制系統(tǒng)(8)通過(guò)導(dǎo)線促使氣栗(4-4) 增加氣體流量對(duì)曝氣室的供給，進(jìn)一步除去鐵錳離子； 步驟3:經(jīng)過(guò)再次處理的上清水通過(guò)鐘形罩(3-1)上檐口溢流到穩(wěn)流濾網(wǎng)（3-2)，經(jīng)過(guò)穩(wěn) 流濾網(wǎng)（3-2)的減速和分散后，進(jìn)入反水回升環(huán)道(3-3)，最終清水沿著反水回升環(huán)道(3-3) 上升，清水流過(guò)穩(wěn)流濾網(wǎng)（3-2)后，從排水管(5)排出，絮凝物在反水回升環(huán)道(3-3)內(nèi)部被 穩(wěn)流濾網(wǎng)（3-2)上升阻止進(jìn)而沉淀，二次沉淀的污泥從排泥管(6)排出； 步驟4:位于反應(yīng)柱(3)的中部，并插在觸媒柱(3-5)中觸媒飽和傳感器(3-7)，對(duì)觸媒柱(3-5)鐵錳飽和吸附狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)定觸媒飽和傳感器(3-7)當(dāng)觸媒柱(3-5)對(duì)鐵錳 作用的失效率達(dá)到90%~95%，則觸媒飽和傳感器(3-7)向控制系統(tǒng)(8)發(fā)出信號(hào)，此時(shí)控制 系統(tǒng)(8)控制進(jìn)水裝置(2)中的水栗、氣栗(4-4)停止工作，2min~9min后，控制系統(tǒng)(8)發(fā)出 信號(hào)，關(guān)閉排水管(5)閥門(mén)，關(guān)閉排泥管(6)并報(bào)警，通知更換觸媒柱(3-5)，或?qū)τ|媒柱(3-5)反沖洗，反沖進(jìn)水量控制在2m3/h~10m3/h;同時(shí)設(shè)定觸媒飽和傳感器(3-7)當(dāng)監(jiān)測(cè)到觸媒 柱(3-5)對(duì)鐵錳作用的失效率為5%~10%時(shí)，觸媒飽和傳感器(3-7)向控制系統(tǒng)（8)發(fā)出信 號(hào)，控制系統(tǒng)(8)控制打開(kāi)排水管(5)閥門(mén)，打開(kāi)排泥管(6)并解除報(bào)警，裝置再次進(jìn)入處理 廢水狀態(tài)； 步驟5:位于反應(yīng)柱(3)頂部的水壓差測(cè)控器(3-8)，對(duì)反應(yīng)柱(3)水位運(yùn)行安全實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)，設(shè)定水壓差測(cè)控器（3-8)當(dāng)運(yùn)行水位位于反應(yīng)柱（3)上檐3cm~15cm時(shí)，水壓差測(cè)控器 (3-8)向控制系統(tǒng)(8)發(fā)出信號(hào)，控制系統(tǒng)(8)控制整個(gè)系統(tǒng)停止工作，并發(fā)出音頻報(bào)警。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氧化催化柱去除礦井水中高濃度鐵錳裝置及其處理方法，該裝置由緩沖池，進(jìn)水裝置，反應(yīng)柱，曝氣裝置，排水管，排泥管，支架，控制系統(tǒng)組成；支架的底部設(shè)有緩沖池，支架的上方設(shè)置反應(yīng)柱，所述緩沖池底部和反應(yīng)柱底部中心通過(guò)進(jìn)水裝置相連，反應(yīng)柱上部中心與曝氣裝置相連，反應(yīng)柱側(cè)壁上部設(shè)有排水管，反應(yīng)柱底部還設(shè)有排泥管，支架上設(shè)有控制系統(tǒng)，進(jìn)水裝置中的水泵與控制系統(tǒng)導(dǎo)線連接。高濃度鐵錳礦井水和空氣在反應(yīng)柱內(nèi)混合后與反應(yīng)柱內(nèi)觸媒材料充分反應(yīng)，反應(yīng)后生成的清水從排水管排出，沉淀的污泥從排泥管排出。本發(fā)明通過(guò)曝氣和觸媒材料的充分接觸，可實(shí)現(xiàn)對(duì)高濃度鐵錳礦井水的深度處理，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)合理，占地空間下，適合各類(lèi)礦區(qū)生活高濃度鐵錳礦井水的處理。
【IPC分類(lèi)】C02F103/10, C02F1/74, B01J31/38
【公開(kāi)號(hào)】CN105439276
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510987825
【發(fā)明人】劉喜坤, 張雙圣, 于向輝, 劉勇, 陳紅娟, 孫曉虎
【申請(qǐng)人】徐州市城區(qū)水資源管理處
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日