地下水除氟及再生系統(tǒng)和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了種地下水除氟及再生系統(tǒng)，包括由其內(nèi)設(shè)置有潛水泵的原水池、一個或多個并聯(lián)設(shè)置的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置，再生裝置、清水箱和供水裝置，所述的PH調(diào)節(jié)裝置旁接在所述的進(jìn)水支路上，所述的再生裝置包括加堿機構(gòu)以及中和加酸機構(gòu)，所述的加堿機構(gòu)包括連接至清水箱的再生水泵，連通所述的再生水泵出水和再生支路的再生管路，以及旁接在所述的再生管路上的加堿部件。同時還公開其使用方法，本發(fā)明的特別適合地下水水質(zhì)處理，因為地下水通常就是泥沙量大，氟含量超標(biāo)，硬度和溶解性總固體通常都已經(jīng)達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，本項目采用吸附法去除地下水中氟含量，主要設(shè)備為除氟裝置和精密過濾器，相比反滲透，便于操作和管理，也不存在后期耗材的消耗，使用成本和維護(hù)成本低。
【專利說明】地下水除氟及再生系統(tǒng)和使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種地下水除氟及再生系統(tǒng)和使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氟中毒是世界范圍內(nèi)普遍存在的地方病，而飲用水是其重要的攝入途徑。中國是世界上氟污染最嚴(yán)重的國家之一，除上海市外，全國各省均有分布，涉及人口近億人。針對地下水的水質(zhì)特點，研發(fā)除氟方法是目前飲用水處理行業(yè)關(guān)注的熱點之一。
[0003]目前國內(nèi)外形成的主要除氟技術(shù)主要包括混凝沉降法、活性氧化鋁吸附法、電滲析法、反滲透法、離子交換法、吸附法、骨炭吸附、沸石除氟法等，但在實際應(yīng)用過程中各種技術(shù)均存在一定的問題，使其推廣應(yīng)用存在一定的困難。針對除氟材料的研發(fā)也是強化除氟研究的另一個領(lǐng)域，其中包括:現(xiàn)有吸附劑基礎(chǔ)上的改性、復(fù)合；新型除氟材料的研發(fā)；納米吸附材料的研發(fā)等。
[0004]尤其是在農(nóng)村，如何能有效對地下水進(jìn)行除氟以達(dá)到安全飲用標(biāo)準(zhǔn)，同時兼顧再生成本及控制性成為急需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種地下水除氟及再生系統(tǒng)和使用方法。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種地下水除氟及再生系統(tǒng)，包括由其內(nèi)設(shè)置有潛水泵的原水池、一個或多個并聯(lián)設(shè)置的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置，再生裝置、清水箱和供水裝置，所述的除氟過濾器包括罐體，設(shè)置在罐體內(nèi)的濾料，設(shè)置在罐體頂部的上管，設(shè)置在罐體底部的下管，所述的上管并接有其上設(shè)置有進(jìn)水閥的進(jìn)水支路和其上設(shè)置有上排閥的上排水支路，所述的下管并接有其上設(shè)置有再生閥的再生支路、其上設(shè)置有下排閥的下排水支路，其上設(shè)置有反洗閥的反洗支路和其上設(shè)置有產(chǎn)水閥的產(chǎn)水支路，所述的反洗支路和進(jìn)水支路共同經(jīng)主進(jìn)水管與原水池連通，所述的產(chǎn)水支路經(jīng)產(chǎn)水管連通至清水箱，所述的PH調(diào)節(jié)裝置旁接在所述的進(jìn)水支路上，所述的再生裝置包括加堿機構(gòu)以及中和加酸機構(gòu)，所述的加堿機構(gòu)包括連接至清水箱的再生水泵，連通所述的再生水泵出水和再生支路的再生管路，以及旁接在所述的再生管路上的加堿部件，所述的中和加酸機構(gòu)包括中和水箱、中和水泵和加酸部件，所述的中和水箱頂部經(jīng)排放管路與上排水支路和下排水支路連通，所述的中和水箱底部設(shè)置有排放管，所述的中和水泵進(jìn)水經(jīng)中和進(jìn)水管和水箱底部連通，所述的中和水泵的出水經(jīng)中和出水管接入中和水箱頂部，所述的加堿部件旁接在所述的中和出水管上。
[0008]所述的PH調(diào)節(jié)裝置包括容納有酸液或者堿液且配置有計量泵的PH調(diào)節(jié)罐，串接在所述的進(jìn)水支路上的混水器，以及連接所述的混水器和PH調(diào)節(jié)罐的調(diào)節(jié)管，以及設(shè)置在混水器后部的第一 PH計。
[0009]所述的加堿部件包括串接在所述的再生管路上的加堿射流器，以及通過加堿管路接入所述的加堿射流器的堿儲罐。
[0010]所述的加酸部件包括串接在中和出水管上的加酸射流器，經(jīng)加酸管路接入所述的加酸射流器的酸儲罐，串接在所述的中和進(jìn)水管上的第二 PH計。
[0011]所述的供水裝置包括依次與管路連通的供水泵和精密過濾器，所述的精密過濾器的出水連接至用戶。
[0012]在所述的產(chǎn)水管上旁接有殺菌機構(gòu)，所述的殺菌機構(gòu)包括容納有消毒液且配置有計量泵的消毒罐，以及旁接入所述的產(chǎn)水管的殺菌管。
[0013]一種使用所述的地下水除氟及再生系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟，
[0014]I)除氟過濾步驟，進(jìn)水閥和產(chǎn)水閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和下排閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入其內(nèi)填充有活性氧化鋁的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置啟動，并將進(jìn)水PH控制在6-7，過濾水經(jīng)產(chǎn)水支路進(jìn)入產(chǎn)水管并緩存入清水箱，供水泵將清水泵出并經(jīng)精密過濾器過濾后輸送至用戶，
[0015]2)設(shè)備運行一段時間，需要定期沖洗，一般設(shè)定每天沖洗一次。沖洗步驟是先反洗后正洗。沖洗步驟，當(dāng)進(jìn)水污物堵塞濾料內(nèi)，進(jìn)出口壓差增大時，進(jìn)行反洗步驟，將反洗閥和上排閥打開，下排閥、進(jìn)水閥、再生閥和產(chǎn)水閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置停止工作，反洗水經(jīng)上排水支路和排放管路進(jìn)入中和水箱并經(jīng)排放管排放，反洗完畢進(jìn)行正洗步驟，將進(jìn)水閥和下排閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和產(chǎn)水閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置停止工作，正洗水經(jīng)下排水支路和排放管路進(jìn)入中和水箱并經(jīng)排放管排放；
[0016]3)再生步驟:正常運行時氟離子被吸附在濾料表面，生成難溶物質(zhì)，運行一段時間后，活性氧化鋁失去除氟能力，用0.75% -1 %的NaOH溶液再生，再生水泵啟動，將清水經(jīng)加堿射流器加堿后經(jīng)再生管路、再生支路進(jìn)入除氟過濾器，此時，再生閥和上排閥打開，下排閥、反洗閥、進(jìn)水閥和反洗閥關(guān)閉，再生排水井上排水支路、排放管路進(jìn)入中和水箱，中和水泵啟動，以射流加入的方式循環(huán)向中和水箱內(nèi)加酸直至PH值達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，排放閥打開將中和后的水排放。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明的特別適合地下水水質(zhì)處理，因為地下水通常就是泥沙量大，氟含量超標(biāo)，硬度和溶解性總固體通常都已經(jīng)達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，本項目采用吸附法去除地下水中氟含量，主要設(shè)備為除氟裝置和精密過濾器，相比反滲透，便于操作和管理，也不存在后期耗材的消耗，使用成本和維護(hù)成本低，同時控制除氟時的PH值，保證除氟效果，在加堿再生時，采用射流加入式，減少計量泵使用，保證加堿藥量精確，同時對再生水進(jìn)行中和處理后排放，降低對環(huán)境的污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1所示為本發(fā)明的地下水除氟及再生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖1所示，以天津市靜?？h某村為例，本發(fā)明的地下水除氟及再生系統(tǒng)包括由其內(nèi)設(shè)置有潛水泵的原水池1、兩個并聯(lián)設(shè)置的除氟過濾器2，PH調(diào)節(jié)裝置3，再生裝置、清水箱4和供水裝置，所述的除氟過濾器包括罐體20，設(shè)置在罐體內(nèi)的濾料，設(shè)置在罐體頂部并與罐腔貫通的上管21，設(shè)置在罐體底部并與罐腔貫通的下管22，所述的上管21并接有其上設(shè)置有進(jìn)水閥的進(jìn)水支路23和其上設(shè)置有上排閥的上排水支路24，所述的下管并接有其上設(shè)置有再生閥的再生支路25、其上設(shè)置有下排閥的下排水支路26，其上設(shè)置有反洗閥的反洗支路27、其上設(shè)置有產(chǎn)水閥的產(chǎn)水支路28，所述的反洗支路和進(jìn)水支路共同經(jīng)主進(jìn)水管12與原水池的潛水泵11連通，所述的產(chǎn)水支路經(jīng)產(chǎn)水管13連通至清水箱4，所述的PH調(diào)節(jié)裝置旁接在所述的進(jìn)水支路23上，所述的再生裝置包括加堿機構(gòu)、中和加酸機構(gòu)，所述的加堿機構(gòu)包括連接至清水箱的再生水泵51，連通所述的再生水泵出水和再生支路的再生管路52，以及旁接在所述的再生管路上的加堿部件，所述的中和加酸機構(gòu)包括中和水箱61、中和水泵62和加酸部件，所述的中和水箱頂部經(jīng)排放管路14與上排水支路和下排水支路連通，所述的中和水箱底部設(shè)置有其上設(shè)置有排放閥的排放管15，所述的中和水泵62進(jìn)水經(jīng)中和進(jìn)水管63和水箱底部連通，所述的中和水泵的出水經(jīng)中和出水管64接入中和水箱頂部，所述的加堿部件旁接在所述的中和出水管64上。所述的供水裝置包括依次與管路連通的供水泵7和精密過濾器8，所述的精密過濾器的出水連接至用戶。除氟過濾后采用精過濾進(jìn)行深化過濾，內(nèi)部設(shè)計為布袋，結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定可靠，只需要定期將布袋取出清洗即可，不需要定期更換耗材，降低使用成本，尤其適用于農(nóng)村使用。
[0022]本發(fā)明主要針對地下水處理，采用吸附法降低地下水中氟含量，相比反滲透，便于操作和管理，也不存在后期耗材的消耗，特別適合地下水水質(zhì)處理，因為地下水通常就是泥沙量大，氟含量超標(biāo)，硬度和溶解性總固體通常都已經(jīng)達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
[0023]具體來說，所述的PH調(diào)節(jié)裝置包括容納有酸液或者堿液且配置有計量泵的PH調(diào)節(jié)罐31，串接在所述的進(jìn)水支路上的混水器32，以及連接所述的混水器和PH調(diào)節(jié)罐的調(diào)節(jié)管33，以及設(shè)置在混水器后部的第一 PH計34。
[0024]所述的加堿部件包括連通再生水泵進(jìn)水管和出水管且比進(jìn)水管細(xì)的回流管，串接在所述的回流管上的加堿射流器53，以及通過其上設(shè)置有流量計的加堿管路接入所述的加堿射流器的堿儲罐54，采用射流引射的方式加入堿液，減少計量泵的使用，通過流量計調(diào)節(jié)加藥量，既保證堿液的充分混合，也避免了計量泵本身造成的誤差，通過再生效果，當(dāng)然，所述的加堿射流器也可直接串接在所述的再生管路上。
[0025]所述的加酸部件包括串接在中和出水管上的加酸射流器65，經(jīng)其上設(shè)置有中和閥和流量計的加酸管路接入所述的加酸射流器的酸儲罐66，串接在所述的中和進(jìn)水管上的第二 PH計67。當(dāng)?shù)诙?PH計或者中和水箱內(nèi)的PH檢測探頭檢測到PH值達(dá)到設(shè)定的閾值，中和閥開啟，酸經(jīng)過加酸管以射流的方式打到中和水箱，通過流量計調(diào)節(jié)加藥量，既保證酸液的充分混合，也避免了計量泵本身造成的誤差，直到PH值合格后中和水箱的排放閥打開，合格的水排放到市政管網(wǎng)。
[0026]為不定時對管路進(jìn)行消毒，在所述的產(chǎn)水管上旁接有殺菌機構(gòu)，所述的殺菌機構(gòu)包括容納有消毒液且配置有計量泵的消毒罐，以及旁接入所述的產(chǎn)水管的殺菌管。消毒裝置采用次氯酸鈉消毒，直接投加到管道上，便于維護(hù)和操作，只需定期加藥液即可。
[0027]使用上述地下水除氟及再生系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟，
[0028]I)除氟過濾步驟，進(jìn)水閥和產(chǎn)水閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和下排閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入其內(nèi)填充有活性氧化鋁的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置啟動，并將進(jìn)水PH控制在6-7，過濾水經(jīng)產(chǎn)水支路進(jìn)入產(chǎn)水管并緩存入清水箱，供水泵將清水泵出并經(jīng)精密過濾器過濾后輸送至用戶，采用活性氧化鋁為濾料，吸附水中氟離子，活性氧化鋁是有白色顆粒狀多孔吸附劑，有較大的表面積。但由于活性氧化鋁是兩性物質(zhì)，等電點約在9.5，當(dāng)水的PH值小于9.5時可吸附陰離子，大于9.5時可去除陽離子，因此要想去除氟離子，必須在小于9.5的條件下進(jìn)行，將PH值控制在6-7，優(yōu)選在6.5左右處理效果最佳，所以在原水進(jìn)除氟裝置的管道上加酸，調(diào)節(jié)PH值為6.5左右以提高除氟效果。氟離子被吸附在濾料表面，生成難溶物質(zhì)，運行一段時間后，活性氧化鋁失去除氟能力，用I %的NaOH溶液再生，再生后可繼續(xù)使用。
[0029]2)當(dāng)進(jìn)水污物堵塞濾料內(nèi)，進(jìn)出口壓差增大時，需要進(jìn)行反洗，即反洗閥和上排閥打開，下排閥、進(jìn)水閥、再生閥和產(chǎn)水閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置停止工作，反洗水經(jīng)上排水支路和排放管路進(jìn)入中和水箱并經(jīng)排放管排放。反洗完畢后進(jìn)行正洗步驟，即進(jìn)水閥和下排閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和產(chǎn)水閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置停止工作，正洗水經(jīng)下排水支路和排放管路進(jìn)入中和水箱并經(jīng)排放管排放。
[0030]3)正常運行時氟離子被吸附在濾料表面，生成難溶物質(zhì)，運行一段時間后，活性氧化鋁失去除氟能力，需要用0.75% -1 %的NaOH溶液再生，反應(yīng)方程式為:
[0031](AL2O3)nXF^OF ^ (AL2O3)nXOH^r
[0032]再生時排水的PH值偏堿性，不能直接排入市政管網(wǎng)，針對排水做了一套中和裝置以對排水PH調(diào)節(jié)處理。具體來說，再生水泵啟動，將清水經(jīng)加堿射流器加堿后經(jīng)再生管路、再生支路進(jìn)入除氟過濾器，此時，再生閥和上排閥打開，下排閥、反洗閥、進(jìn)水閥和反洗閥關(guān)閉，再生排水井上排水支路、排放管路進(jìn)入中和水箱，中和水泵啟動，以射流加入的方式循環(huán)向中和水箱內(nèi)加酸直至PH值達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，排放閥打開將中和后的水排放。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地下水除氟及再生系統(tǒng)，其特征在于，包括由其內(nèi)設(shè)置有潛水泵的原水池、一個或多個并聯(lián)設(shè)置的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置，再生裝置、清水箱和供水裝置，所述的除氟過濾器包括罐體，設(shè)置在罐體內(nèi)的濾料，設(shè)置在罐體頂部的上管，設(shè)置在罐體底部的下管，所述的上管并接有其上設(shè)置有進(jìn)水閥的進(jìn)水支路和其上設(shè)置有上排閥的上排水支路，所述的下管并接有其上設(shè)置有再生閥的再生支路、其上設(shè)置有下排閥的下排水支路，其上設(shè)置有反洗閥的反洗支路和其上設(shè)置有產(chǎn)水閥的產(chǎn)水支路，所述的反洗支路和進(jìn)水支路共同經(jīng)主進(jìn)水管與原水池連通，所述的產(chǎn)水支路經(jīng)產(chǎn)水管連通至清水箱，所述的PH調(diào)節(jié)裝置旁接在所述的進(jìn)水支路上，所述的再生裝置包括加堿機構(gòu)以及中和加酸機構(gòu)，所述的加堿機構(gòu)包括連接至清水箱的再生水泵，連通所述的再生水泵出水和再生支路的再生管路，以及旁接在所述的再生管路上的加堿部件，所述的中和加酸機構(gòu)包括中和水箱、中和水泵和加酸部件，所述的中和水箱頂部經(jīng)排放管路與上排水支路和下排水支路連通，所述的中和水箱底部設(shè)置有排放管，所述的中和水泵進(jìn)水經(jīng)中和進(jìn)水管和水箱底部連通，所述的中和水泵的出水經(jīng)中和出水管接入中和水箱頂部，所述的加堿部件旁接在所述的中和出水管上。
2.如權(quán)利要求1所述的地下水除氟及再生系統(tǒng)，其特征在于，所述的PH調(diào)節(jié)裝置包括容納有酸液或者堿液且配置有計量泵的PH調(diào)節(jié)罐，串接在所述的進(jìn)水支路上的混水器，以及連接所述的混水器和PH調(diào)節(jié)罐的調(diào)節(jié)管，以及設(shè)置在混水器后部的第一 PH計。
3.如權(quán)利要求1所述的凈地下水除氟及再生系統(tǒng)，其特征在于，所述的加堿部件包括串接在所述的再生管路上的加堿射流器，以及通過加堿管路接入所述的加堿射流器的堿儲罐。
4.如權(quán)利要求1所述的地下水除氟及再生系統(tǒng)，其特征在于，所述的加酸部件包括串接在中和出水管上的加酸射流器，經(jīng)加酸管路接入所述的加酸射流器的酸儲罐，串接在所述的中和進(jìn)水管上的第 二 PH計。
5.如權(quán)利要求1所述的地下水除氟及再生系統(tǒng)，其特征在于，所述的供水裝置包括依次與管路連通的供水泵和精密過濾器，所述的精密過濾器的出水連接至用戶。
6.如權(quán)利要求1所述的地下水除氟及再生系統(tǒng)，其特征在于，在所述的產(chǎn)水管上旁接有殺菌機構(gòu)，所述的殺菌機構(gòu)包括容納有消毒液且配置有計量泵的消毒罐，以及旁接入所述的產(chǎn)水管的殺菌管。
7.一種使用如權(quán)利要求1-6任一項所述的地下水除氟及再生系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟， 1)除氟過濾步驟，進(jìn)水閥和產(chǎn)水閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和下排閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入其內(nèi)填充有活性氧化鋁的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置啟動，并將進(jìn)水PH控制在6-7，過濾水經(jīng)產(chǎn)水支路進(jìn)入產(chǎn)水管并緩存入清水箱，供水泵將清水泵出并經(jīng)精密過濾器過濾后輸送至用戶， 2)設(shè)備運行一段時間，需要定期沖洗，一般設(shè)定每天沖洗一次。沖洗步驟是先反洗后正洗。沖洗步驟，當(dāng)進(jìn)水污物堵塞濾料內(nèi)，進(jìn)出口壓差增大時，進(jìn)行反洗步驟，將反洗閥和上排閥打開，下排閥、進(jìn)水閥、再生閥和產(chǎn)水閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置停止工作，反洗水經(jīng)上排水支路和排放管路進(jìn)入中和水箱并經(jīng)排放管排放，反洗完畢進(jìn)行正洗步驟，將進(jìn)水閥和下排閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和產(chǎn)水閥關(guān)閉，潛水泵工作將水經(jīng)進(jìn)水閥進(jìn)入除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置停止工作，正洗水經(jīng)下排水支路和排放管路進(jìn)入中和水箱并經(jīng)排放管排放； . 3)再生步驟:正常運行時氟離子被吸附在濾料表面，生成難溶物質(zhì)，運行一段時間后，活性氧化鋁失去除氟能力，用0.75% -1%的NaOH溶液再生，再生水泵啟動，將清水經(jīng)加堿射流器加堿后經(jīng)再生管路、再生支路進(jìn)入除氟過濾器，此時，再生閥和上排閥打開，下排閥、反洗閥、進(jìn)水閥和反洗閥關(guān)閉，再生排水井上排水支路、排放管路進(jìn)入中和水箱，中和水泵啟動，以射流加入的方式循環(huán)向中和水箱內(nèi)加酸直至PH值達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，排放閥打開將中和后的水排放。
【文檔編號】C02F9/04GK104176859SQ201410475085
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】王婷, 徐守疆, 馮明 申請人:天津邦盛凈化設(shè)備有限公司