本实用新型涉及一种地下水处理设备，具体的说是涉及一种地下水硝酸盐和硬度去除设备。
背景技术：
在地下水污染成分中，硝酸盐(通常以硝酸态氮，NO3-N，表述水中硝酸盐污染程度)是主要无机污染物之一。饮用水中硝酸盐的污染会以直接或间接的方式危害人类健康，比如，当人体摄取过量硝酸盐后，在微生物作用下可被还原成亚硝酸盐，引起高铁血红蛋白症和大脑缺氧，影响大脑发育，尤其是对胎儿和婴幼儿的影响严重。因此解决地下水中硝酸盐超标的问题势在必行。
水处理领域的实用型硝酸态氮去除技术主要包括物理化学处理和生物反硝化(或称为“脱氮”)。物理化学处理法有离子交换法，反渗透法和电渗析法等。其中，离子交换法可以有效去除水中的硝酸盐，但是该工艺由于操作复杂和处理规模限制等原因不能应用于大型处理设施；应用纳米膜(NF膜)去除水中硝酸盐的研究和现场实验报告受到水处理行业的关注，但是目前的技术和膜设备还不足以用于实际工程；电渗析法(EDR)存在运行费用高，工艺损水率高和处理规模限制等问题也难以在市政规模水处理工程中应用。传统的生物反硝化技术被广泛应用于污水三级处理，如果操作管理得当能够有效地去除硝酸态氮，但是在处理工艺中由于有机物添加导致的处理工艺复杂，处理水质不稳定和运行费用增加等问题影响该工艺在净水处理工程的应用。
技术实现要素：
鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供了一种地下水硝酸盐和硬度去除设备，其结构简单、操作方便，可以去除地下水中的硝酸盐的同时降低地下水的硬度。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案：
一种地下水硝酸盐和硬度去除设备，所述设备包括控制器、用于控制和投加脱氮电子供体的脱氮电子供体控制装置、用于稳定水质和均匀配水的水质稳定和均匀配水装置、用于控制地下水中溶解氧浓度和对地下水进行生物学脱氮作用的兼氧异营养脱氮装置、对地下水进行生物学脱氮作用的厌氧自营养脱氮 装置、对地下水进行生物电化学脱氮作用的生物电化学三维阴极装置、用于降低地下水硬度的硬度去除装置以及用于对地下水进行水质改善的强氧化装置；所述控制器用于获取所述设备相关信息并对各装置进行控制，所述脱氮电子供体控制装置与所述水质稳定和均匀配水装置通过管路连接，所述水质稳定和均匀配水装置一端通过管路连接有未处理的地下水；
进一步地，所述厌氧自营养脱氮装置包含有厌氧生物膜，所述厌氧生物膜附着于所述生物电化学三维阴极装置的阴极表面；
进一步地，所述兼氧异营养脱氮装置内置有兼氧生物膜，所述兼氧生物膜附着在亲水性生物填料上；
进一步地，所述水质稳定和均匀配水装置与所述厌氧自营养脱氮装置间连接有内循环装置，所述内循环装置包括循环泵、流量计和电磁阀，所述循环泵、所述流量计和所述电磁阀与所述控制器电连接；
进一步地，所述硬度去除装置的底部设置有集泥装置和排泥装置；
进一步地，所述硬度去除装置为电化学三维阴极装置；
进一步地，所述控制器为PLC控制器。
通过采用上述技术方案，本实用新型提供的地下水硝酸盐和硬度去除设备，通过设置兼氧异营养脱氮装置和厌氧自营养脱氮装置可以去除地下水中含有的硝酸盐，并降低地下水的硬度，通过设置有生物电化学三维阴极装置，并将厌氧自营养脱氮装置的厌氧生物膜置于生物电化学三维阴极装置，加速了厌氧脱氮，并通过PLC控制器可以实现设备的自动化控制。
附图说明
图1是本实用新型地下水硝酸盐和硬度去除设备示意图。
图中：1、未处理的地下水，2、脱氮电子供体控制装置，3、水质稳定和均匀配水装置，4、兼氧异营养脱氮装置，5、内循环装置，6、厌氧自营养脱氮装置，7、供电装置，8、生物电化学三维阴极装置，9、硬度去除装置，10、强氧化装置，11、处理水收集装置，12、脱氮和去除硬度的地下水。
具体实施方式
如图1所示的一种地下水硝酸盐和硬度去除设备，所述设备包括控制器、用于控制和投加脱氮电子供体的脱氮电子供体控制装置2、用于稳定水质和均匀配水的水质稳定和均匀配水装置3、用于控制地下水中溶解氧浓度和对地下水进行生物学脱氮作用的兼氧异营养脱氮装置4、对地下水进行生物学脱氮作用的厌 氧自营养脱氮装置6、对地下水进行生物电化学脱氮作用的生物电化学三维阴极装置8、用于降低地下水硬度的硬度去除装置9以及用于对地下水进行水质改善的强氧化装置10；所述控制器用于获取所述设备相关信息并对各装置进行控制，所述脱氮电子供体控制装置2与所述水质稳定和均匀配水装置3通过管路连接，所述水质稳定和均匀配水装置3一端通过管路连接有未处理的地下水。
具体地，未处理的地下水1通过管路进入水质稳定和均匀配水装置3，在进水管路上安装有流量计，流量计与控制器连接，优选地，控制器采用抗干扰性好的PLC控制器，流量计用于监测流入水质稳定和均匀配水装置3中的水流量，并将监测的数据传输给控制器。水质稳定和均匀配水装置3一端通过管路连接有脱氮电子供体控制装置2，脱氮电子供体控制装置2内装有脱氮电子供体试剂，控制器根据流入水质稳定和均匀配水装置3中的水量控制脱氮电子供体控制装置2向水质稳定和均匀配水装置3中投入的脱氮电子供体试剂的量。水质稳定和均匀配水装置3包含有水力搅拌装置和均匀配水装置，保证将脱氮电子供体试剂与未处理的地下水充分混合并均匀投配到后续的脱氮反应装置。
水质稳定和均匀配水装置3的出水端通过均匀布水器与所述兼氧异营养脱氮装置4进水端连接，混有脱氮电子供体试剂的地下水通过均匀布水器进入兼氧异营养脱氮装置4，兼氧异营养脱氮装置4中置有有利于微生物生存的亲水性生物填料，填料上的兼氧生物膜内含有兼氧异营养细菌，兼氧异营养细菌在兼氧生物膜上吸收地下水中的溶解氧并在脱氮电子供体作用下和部分硝酸盐反应以消除部分硝酸盐，并使得地下水具有一定的碱性，地下水中的部分钙镁离子在碱性环境下形成碳酸盐并析出。
兼氧异营养脱氮装置4的出水端通过均匀布水器与厌氧自营养脱氮装置6的进水端连接，经过兼氧异营养脱氮装置4处理后的地下水通过布水器进入厌氧自营养脱氮装置6。厌氧自营养脱氮装置6内置有厌氧生物膜，在厌氧生物膜上有厌氧脱氮细菌，厌氧脱氮细菌对厌氧自营养脱氮装置6中的水中的剩余硝酸盐进行反硝化处理。经过反硝化处理的水进入生物电化学三维阴极装置8中，生物电化学三维阴极装置8可以置于厌氧自营养脱氮装置6外部，生物电化学三维阴极装置8的阴极采用粒状多孔导电材料或者比表面积大的导电性树状材料例如不锈钢、钛或碳素材料等导电性亲水材料，在生物电化学三维阴极装置8的阴极电解水产生活性游离态氢作为电子供体提供给阴极表面上生物膜中的厌氧菌以将水中硝酸盐转换成氮气，同时使水电解成碱性，析出地下水中剩余的 钙镁离子。作为本实用新型的一种优选，生物电化学三维阴极装置8置于厌氧自营养脱氮装置6内，生物电化学三维阴极装置8的阴极采用粒状多孔导电材料或者比表面积大的导电性树状材料例如不锈钢、钛或碳素材料等导电性亲水材料，在生物电化学三维阴极装置8的阴极电解水产生活性游离态氢作为电子供体提供给厌氧自营养脱氮装置6的厌氧生物膜中的厌氧菌以将水中硝酸盐转换成氮气，同时使水电解成碱性，析出地下水中剩余的钙镁离子，这样既可以促进厌氧自营养脱氮装置6内的反硝化处理，同时可以减小装置的体积。厌氧自营养脱氮装置6与水质稳定和均匀配水装置3间连接有内循环装置5，内循环装置5包括循环泵、流量计和电磁阀。循环泵、流量计和电磁阀与控制器电连接，控制器根据流量计的数据控制循环泵和电磁阀，将厌氧自营养脱氮装置6内的部分处理过的地下水内循环到水质稳定和均匀配水装置3中，以调节水质稳定和均匀配水装置3中地下水的pH值和溶氧量。
经过生物电化学三维阴极装置8处理的水进入硬度去除装置9，硬度去除装置9为电化学三维阴极装置，在硬度去除装置9中通过电化学三维阴极处理可以将水中的大部分钙镁离子转换成不溶于水的碳酸盐析出以降低水的硬度。硬度去除装置9的底部设置有集泥装置和排泥装置，排泥装置与控制器连接，控制器每天定时开启和关闭排泥装置以清除集泥装置中收集的在硬度去除装置内生成的污泥。
该设备还包括用于为厌氧自营养脱氮装置6、生物电化学三维阴极装置8、硬度去除装置9和强氧化装置10提供电源的供电装置7，供电装置7也由控制器控制。
强氧化装置10为电化学三维阳极装置，在强氧化装置10中通过电化学作用产生强氧化反应，强氧化反应对地下水中扩散到阳极附近的还原性污染物进行高效的氧化分解。处理后的地下水进入处理水收集装置11，成为硝酸盐和硬度指标达到饮用标准的地下水12。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。