[發(fā)明專利]一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510078868.8
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104710035B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉成;朱麗飛;陳衛(wèi);孫亞坤;崔彪
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F103/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈振濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種可回收碳酸鈣的一體化地下水除硬度裝置。

背景技術(shù)

水中硬度過高或過低都會影響我們?nèi)梭w健康，同時還會給日常生活帶來不便。例如，用硬水洗滌時會和肥皂反應(yīng)生產(chǎn)不溶性沉淀，除了影響洗滌效果外還會使衣物纖維發(fā)硬變脆易損壞，用硬水洗澡洗頭時會澀發(fā)。現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中規(guī)定飲用水中總硬度含量應(yīng)低于450mg/L(以CaCO₃計)。

目前在飲用水處理領(lǐng)域比較成熟的硬度去除方法為利用沉淀法來去除水中的鈣鎂離子，而通常所用的氫氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉等藥劑所需沉淀反應(yīng)時間長、反應(yīng)進(jìn)行不徹底、鈣鎂離子殘留濃度高等問題，還會導(dǎo)致產(chǎn)品水的pH顯著升高。針對上述問題出現(xiàn)了一些新的地下水除硬度藥劑(201310336486.1)及裝置(201310336448.6)的開發(fā)，雖然實(shí)現(xiàn)了總硬度的高效去除，但存在后續(xù)廢棄物處置困難的問題。因此需要針對新型地下水除硬度裝置進(jìn)行開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)在較小除硬度藥劑投加量條件下最大限度的去除水中致硬度離子，并有效回收利用處理過程中的碳酸鈣等沉淀物。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種占地面積小、成本低、運(yùn)行費(fèi)用低、安全且可回收部分碳酸鈣的新型地下水除硬度裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，包括殼體以及自下而上依次設(shè)置于殼體內(nèi)的的進(jìn)水單元、碳酸鈣富集回收單元、氣水聯(lián)合反沖洗單元、過濾單元和出水單元。

作為改進(jìn)，所述進(jìn)水單元包括進(jìn)水管和混合裝置；所述進(jìn)水管上設(shè)有除硬度藥劑投加口；進(jìn)水管的出水口設(shè)于混合裝置內(nèi)部，進(jìn)水管的出水口上端設(shè)有倒置圓弧形擋水板。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述擋水板與混合裝置的底板間距為10-30cm；進(jìn)水管出口水流速度為0.8-1.5m/s。

作為另一種改進(jìn)，所述碳酸鈣回收單元包括一組平行布置的聚集柱；所述碳酸鈣回收單元的高度0.3-1.5m。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述一組聚集柱的數(shù)量為2根以上，按2層及以上布置，相鄰聚集柱的外表面間距3-15cm；單根聚集柱直徑介于1-5cm；聚集柱與殼體采用密封法蘭連接；所述聚集柱的材質(zhì)包括金屬、陶質(zhì)、凹凸棒土和石質(zhì)，其表面可進(jìn)行粗糙化處理或增設(shè)突出的片狀或尖狀凸起結(jié)構(gòu)。

作為另一種改進(jìn)，所述氣水聯(lián)合反沖洗單元底部為穿孔板，頂部為配置有短柄濾頭的配水板，中部設(shè)有反沖洗進(jìn)水管和進(jìn)氣管。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述穿孔板的孔徑為3-10cm²；所述短柄濾頭的孔隙為5-10mm。

作為另一種改進(jìn)，所述過濾單元包括多層石英砂濾料：其中，其底部為直徑為10-30mm的礫石層，厚度為5-20cm；其中部為粒徑為0.9-1.35mm的粗砂層，厚度為80-150cm；頂部為粒徑為0.5-0.8mm的細(xì)砂層，厚度為30-50cm。

作為另一種改進(jìn)，所述出水單元包括集水槽以及設(shè)于集水槽底部的出水管；集水槽為一組三角堰型集水槽，其數(shù)量為1條及以上，相鄰集水槽間距介于50-150cm；與出水管(52)相鄰的集水槽坡向出水管(52)方向，坡度1％-5％。

作為另一種改進(jìn)，所述氣水聯(lián)合反沖洗單元與碳酸鈣回收單元的間距為20cm以上。

有益效果：本發(fā)明提供的地下水除硬度裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、使用方便、運(yùn)行靈活、適用范圍廣，可在較好地保障地下水中硬度離子的去除效果及整體出水水質(zhì)的同時，有效回收利用碳酸鈣等沉淀物，具有較好的推廣應(yīng)用前景。

具體而言，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下突出的優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所提供的裝置可部分回收碳酸鈣等沉積物。本發(fā)明基于除硬度過程中所形成沉淀物的特性，創(chuàng)新性的在裝置前端設(shè)置碳酸鈣回收單元，并通過參數(shù)優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)處理過程中所形成沉淀物的部分收集，以利于后續(xù)使用。此外，由于沉淀物在回收單元被部分收集利用，致使進(jìn)入后續(xù)過濾單元的沉淀物數(shù)量明顯減少，從而提高了過濾單元的處理效果及整體出水水質(zhì)，并可降低過濾單元反沖頻率，增加產(chǎn)水率。

(2)該裝置的進(jìn)水單元根據(jù)除硬度反應(yīng)過程的特性，取消了靜態(tài)混合器，而采用成本更低的水力混合方式，從而既保證了裝置的正常運(yùn)行，又降低了裝置的成本。

(3)該裝置設(shè)置了石英砂復(fù)合濾層。本發(fā)明根據(jù)裝置的上向流特點(diǎn)，充分、高效的利用各濾層的截留、納污能力，從而達(dá)到了既有效保障運(yùn)行效果，又顯著延長了反沖洗周期，從而降低反沖洗頻率及耗水率的目的。