[發明專利]水軟化裝置及方法

無效

• 申請號: 201110278147.3
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102358647A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 李凱;梁恒;葉挺進;李圭白;韓正雙;丁安;高偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學水資源國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明屬于水處理領域；具體涉及水軟化裝置及方法。

背景技術

生活飲用水對硬度指標有一定的要求，硬度過高會影日常生活使用，并對人體健康造成一定的不良影響；許多原水特別是地下水都存在硬度過高或較高的問題。

水處理中常用的軟化方法包括藥劑軟化法、離子交換樹脂軟化法和膜過濾法等。藥劑軟化法是根溶度積原理，向原水中投加一定量藥劑，使其與水中鈣、鎂離子反應生成沉淀，再經混凝、沉淀、過濾等工序將生成的沉淀從水中分離，從而獲得軟化水。離子交換樹脂軟化法是利用離子交換樹脂上的可交換離子置換水中的鈣、鎂離子從而獲得軟化水，當離子交換樹脂上的可交換離子耗盡時就需要進行再生。膜過濾法是應用能夠截留鈣、鎂等離子的納濾膜過濾，從而獲得軟化水。上述各種方法在實際生產中都有應用，但也存在一些缺點：藥劑軟化法通常與混凝、沉淀、過濾等工藝結合來去除生成的沉淀，工藝流程較長，占地面積大；離子交換樹脂軟化法需要定期對樹脂進行再生，消耗大量再生劑，且產生的再生廢水對環境造成污染；納濾膜操作壓力較高(通常在0.5～1.0MPa)，能耗較高。

發明內容

本發明要解決現有水軟化方法存在的能耗高、裝置占地面積大的技術問題，提供了水軟化裝置及方法。

水軟化裝置包括進水管、加藥裝置、管道混合器、超濾膜、曝氣裝置、殼體、排污管、鼓風機、抽吸泵和反沖洗泵；其特征在于所述進水管上設置有加藥裝置，殼體內設置有超濾膜和曝氣裝置，進水管的出水口與殼體的進水口通過管道混合器連通且殼體上的進水口位于曝氣裝置的上方，殼體下端的出口與排污管的進口連通，超濾膜位于曝氣裝置的上方，曝氣裝置的進氣口與鼓風機的出氣口連通，超濾膜的出水口分別與抽吸泵的進水口和反沖洗泵出水口連通。

水軟化方法是按下述步驟進行的：將軟化劑通過加藥裝置加入到待軟化的原水中，通入管道混合器中以600～1000s^-1的速度梯度反應10s～120s，然后經超濾膜4過濾，即完成了水的軟化。

軟化劑與硬度物質快速混合反應生成的細小顆粒即可被超濾膜完全截留，無需絮凝反應生成可沉淀顆粒，不需要絮凝沉淀設施，且超濾膜分離裝置單位占地面積產水量是普通砂濾池的2～4倍，可顯著減少占地面積。

超濾膜出水不受水質水量波動的影響，運行穩定，出水水質好。

超濾膜分離裝置運行壓力低(一般小于0.1MPa)，能耗低，易于自動化控制。

本發明裝置與方法獲得的軟化水濁度低于0.1NTU，總硬度不超過80mg/L(以CaCO₃計)，煮沸后無沉淀生成。

附圖說明

圖1是水軟化裝置的示意圖，13表示產水閥，11表示反沖洗閥，12表示曝氣閥。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：結合圖1進行說明，所述水軟化裝置包括進水管1、加藥裝置2、管道混合器3、超濾膜4、曝氣裝置5、殼體6、排污管7、鼓風機8、抽吸泵9和反沖洗泵10；所述進水管1上設置有加藥裝置2，殼體6內設置有超濾膜4和曝氣裝置5，進水管1的出水口與殼體6的進水口通過管道混合器3連通且殼體6上的進水口位于曝氣裝置5的上方，殼體6下端的出口與排污管7的進口連通，超濾膜4位于曝氣裝置5的上方，曝氣裝置5的進氣口與鼓風機8的出氣口連通，超濾膜4的出水口分別與抽吸泵9的進水口和反沖洗泵10出水口連通。

本實施方式裝置可顯著減少占地面積。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：超濾膜4的膜孔徑為0.01μm～0.1μm。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是：超濾膜4為浸沒式中空纖維膜或者外壓式中空纖維膜。其它與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是：曝氣裝置5產生氣泡的尺寸為2～6mm。其它與具體實施方式一至三之一相同。

本實施方式曝氣裝置5可采用穿孔管等氣泡型曝氣裝置。

具體實施方式五：水軟化方法是按下述步驟進行的：將軟化劑通過加藥裝置2加入到硬度較高的原水中，通入管道混合器3中以600～1000s^-1的速度梯度反應10～120s，然后經超濾膜4過濾，即完成了水的軟化。

本實施方法出水的濁度低于0.1NTU，總硬度不超過80mg/L(以CaCO₃計)，煮沸后無沉淀生成。