一種協(xié)同去除地表水中濁質(zhì)和暫時硬度的方法及其構(gòu)筑物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種協(xié)同去除地表原水中濁質(zhì)和暫時硬度的構(gòu)筑物。
技術(shù)背景
[0002]我國幅員遼闊，地貌多種多樣，流經(jīng)不同地貌處地表水的水質(zhì)是不同的?？λ固氐孛彩侵笇扇苄詭r石(碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、齒鹽巖等)以化學(xué)溶蝕作用為主，流水沖蝕、重力崩坍等作用為輔的地質(zhì)作用所形成的特殊地貌。中國喀斯特地貌分布廣、面積大，占總國土面積的約13%，其中以廣西、貴州和云南東部所占面積最大，貴州省超過70%的土地是喀斯特地貌。
[0003]喀斯特地區(qū)地表水同我國其他地區(qū)地表水一樣存在大量不溶解的懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)和微生物。同時，流經(jīng)喀斯特地區(qū)地表水的硬度是較高的，其硬度形成機(jī)理是難溶的碳酸鹽巖在水和二氧化碳作用下，生成可溶性的碳酸氫根離子和游離的金屬離子(主要是鈣離子和鎂離子)由巖石迀移到水中，水流本身有著沖刷溶蝕作用，它們往往把成塊的巖石加工成微粒，加速了巖石的溶蝕作用，從而增加了水的硬度。由于碳酸鹽巖和河流在喀斯特地區(qū)大量存在，使得巖石的溶蝕現(xiàn)象廣泛發(fā)生，這也是喀斯特地區(qū)河流硬度含量高的主要原因。水垢是在燒開水過程中由暫時硬度形成的，即碳酸鹽硬度，是總硬度的一部分，相當(dāng)于與水中重碳酸鹽和少量碳酸鹽結(jié)合的鈣、鎂所形成的硬度，當(dāng)水煮沸時，鈣、鎂的重碳酸鹽分解生成沉淀從而降低水的硬度，可以用煮沸的方法來去除部分硬度。如果硬水中鈣和鎂主要以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在，即為永久硬度。
[0004]水垢多導(dǎo)致飲用開水感官性差，對居民生活和身體健康存在潛在影響。盡管我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定水的總硬度不得超過450mg/L，但對暫時硬度沒有限制規(guī)定。喀斯特地區(qū)地表水中大量存在的HC03—和C032—離子，燒開后在水中出現(xiàn)大量沉淀和漂浮物，導(dǎo)致濁度升高，部分水濁度超過5NTU，這與我國飲用水關(guān)于濁度和不得有可見物規(guī)定矛盾。我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》是在參考WHO和西方發(fā)達(dá)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)而制定的，其制定依據(jù)是飲用生水，而與我國居民常以燒開水飲用差異較大，前者主要飲用溶解的鈣、鎂離子，我國居民飲用的是部分離子轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，長期飲用高碳酸鈣水對正常人影響不明。沒有經(jīng)常引用硬水的人一旦長期飲用硬水，則會出現(xiàn)不適癥狀，造成腹瀉和腸胃功能紊亂，即所謂的“水土不服”；用硬水洗衣，肥皂起沫少，造成浪費(fèi)；用硬水烹調(diào)魚肉、蔬菜，會因不易煮熟而降低食物的營養(yǎng)價值;用硬水洗頭，會使頭發(fā)黏結(jié)、發(fā)脆等。
[0005]目前處理高硬度水的技術(shù)主要有藥劑軟化法、離子交換法和膜軟化法。藥劑軟化法適用于用水量小的情況，當(dāng)用水量大時運(yùn)行成本偏高，由于加入了化學(xué)物質(zhì)使水的的應(yīng)用受到了很大限制。離子交換軟化法工藝設(shè)備復(fù)雜，需要消耗大量的酸或鹽做再生劑，成本相對較高。膜軟化法運(yùn)行過程中動力消耗較大，制水成本較高。離子交換法和膜軟化法都需要較為繁瑣的預(yù)處理過程，以減輕主體工藝中樹脂或膜材料受到的污染，離子交換使得水中鈉離子等增加。
[0006]現(xiàn)有的軟化技術(shù)處理成本高，急需一種經(jīng)濟(jì)去除喀斯特地區(qū)地表水水垢工藝。我國常見的地表水源總硬度滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，但水垢引起的群眾不滿意投訴多見，現(xiàn)有的處理技術(shù)，在水廠需建設(shè)復(fù)雜和龐大的處理系統(tǒng)，處理成本高。而且從現(xiàn)有研究成果表明溶解鈣鎂離子對人體無顯著影響，尋求經(jīng)濟(jì)地處理喀斯特地區(qū)地表水水垢的技術(shù)，對于提高該地區(qū)飲用開水感官和消除飲用碳酸鈣潛在問題非常重要，到目前為止國內(nèi)外關(guān)于飲用水硬度處理研究，主要集中于總硬度降低工藝中，而對水垢即暫時硬度研究不多見，無成熟工藝和設(shè)備。因此本發(fā)明著力于尋求出一種簡單易行，并且成本相當(dāng)?shù)土奶幚矸椒▉砣コ龝簳r硬度，同時能夠協(xié)同去除水中濁質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對目前飲用水暫時硬度大，易結(jié)垢的問題，本發(fā)明的目的在于，設(shè)計一套可以去除水的暫時硬度裝置，從去除水中HC03—和C032—的角度出發(fā)，來降低水中的暫時硬度，減少水垢的產(chǎn)生。同時，本發(fā)明能協(xié)同去除水中的濁質(zhì)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:
[0009]一種協(xié)同去除地表水中濁質(zhì)和暫時硬度的方法，將待處理地表水依次經(jīng)絮凝和沉淀后將待處理地表水中的部分濁質(zhì)去除，之后將去除部分濁質(zhì)的地表水與酸混合使地表水中的HC03—與酸反應(yīng)產(chǎn)生C02氣體，最后再將含有C02氣體的地表水曝氣吹脫去除地表水中的C02氣體和未除去的池質(zhì)。
[0010]具體的，所述的曝氣吹脫的氣水比為6:1，曝氣吹脫時間為10?20min。
[0011]實(shí)現(xiàn)所述協(xié)同去除地表水中濁質(zhì)和暫時硬度的方法的構(gòu)筑物，包括依次連通的絮凝反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)、加酸反應(yīng)區(qū)和曝氣吹脫區(qū)；
[0012]待處理地表水依次經(jīng)過絮凝反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)后將待處理地表水中的部分濁質(zhì)去除，之后將去除部分濁質(zhì)的地表水在加酸反應(yīng)區(qū)內(nèi)與酸混合使地表水中的HC03—與酸反應(yīng)產(chǎn)生C02氣體，最后再將含有C02氣體的地表水在曝氣吹脫區(qū)曝氣吹脫去除地表水中的C02氣體和未除去的池質(zhì)。
[0013]具體的，所述的絮凝反應(yīng)區(qū)包括以網(wǎng)格形式設(shè)置的多個絮凝池，絮凝池的底部與排泥管連通，相鄰的絮凝池以第一出水口連通且相鄰的絮凝池上的第一出水口的設(shè)置高度不同，沿水流方向絮凝池的橫截面積依次增大，與沉淀區(qū)相鄰的絮凝池底部設(shè)置第一穿孔花墻連通絮凝區(qū)和沉淀區(qū)。
[0014]更具體的，所述的沉淀區(qū)包括沉淀池，沉淀池內(nèi)由上到下依次設(shè)置指型槽和斜管，水沿斜管從下向上流動，實(shí)現(xiàn)泥水分離，指型槽的作用為收集處理后的清水;沉淀池底部與排泥管連通，沉淀池頂部與加酸反應(yīng)區(qū)連通。
[0015]優(yōu)選的，所述的斜管長度為lm，斜管的傾斜角為60°。
[0016]具體的，所述的加酸反應(yīng)區(qū)包括加酸反應(yīng)池，加酸反應(yīng)池的水面下設(shè)置加酸管，在加酸管下方的池體內(nèi)壁上水平交替設(shè)置多個隔板，在隔板下方的池體壁上設(shè)置第二穿孔花墻，第二穿孔花墻連通加酸反應(yīng)池與曝氣吹脫區(qū)。
[0017]優(yōu)選的，所述的相鄰隔板的間距為0.5m。
[0018]具體的，所述的曝氣吹脫區(qū)包括曝氣吹脫池，在曝氣吹脫池靠近加酸反應(yīng)區(qū)的池頂設(shè)置集渣槽，曝氣吹脫池的池底設(shè)置曝氣裝置，曝氣后的水流由遠(yuǎn)離集渣槽的方向流出。
[0019]更具體的，所述的曝氣裝置包括曝氣主管，以垂直于主管的方向設(shè)置多個曝氣支管，曝氣支管上設(shè)置多個曝氣盤。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:
[0021 ] (1)充分針對暫時硬度高的水HC03—和C032—含量的特性，原理簡單
[0022]本發(fā)明的一種協(xié)同去除地表原水中濁質(zhì)和暫時硬度的構(gòu)筑物，水中HC03—與藥劑(鹽酸)中的H+發(fā)生如下反應(yīng):HC03—+Η+ = Η20+ω^，水中產(chǎn)生大量溶解的⑶2，在水上向流動過程中，曝氣孔對水中的C02進(jìn)行曝氣吹脫從而使C02擴(kuò)散到空氣中，同時加入的C1—離子對人體健康無害。
[0023](2)本發(fā)明的一種協(xié)同去除地表原水中濁質(zhì)和暫時硬度的構(gòu)筑物，其中斜管沉淀池的水力停留時間比目前水廠所應(yīng)用的斜管沉淀池的水力停留時間短，這樣就使得處負(fù)荷由斜管沉淀池和曝氣吹脫池一起承擔(dān)，斜管沉淀池主要去除大顆粒濁質(zhì)，曝氣吹脫池主要去除細(xì)小顆粒濁質(zhì)。
[0024](3)加酸反應(yīng)池中，加酸管設(shè)置在水面0.5m以下加酸管，加酸管開孔方向為斜向下45°呈對稱分布，這樣能夠避免鹽酸揮發(fā)污染環(huán)境。加酸反應(yīng)池設(shè)有隔板，加酸后的水在隔板之間往復(fù)流動使鹽酸與水充分混合，使反應(yīng)HC03—+H+ = H20+C02丨更加充分。
[0025](4)曝氣池的首要作用是去除加酸反應(yīng)后產(chǎn)生的大量的二氧化碳，此外曝氣孔產(chǎn)生的微小氣泡還能黏附水中的密度較水小的濁質(zhì)，使?jié)豳|(zhì)黏附在氣泡上上升至水面由刮渣機(jī)刮至集渣槽，提高出水水質(zhì)。
[0026](5)本發(fā)明的構(gòu)筑物占地面積小，管理方便，基建費(fèi)用小;所采用的鹽酸屬于常見藥劑，易購買、易配置、投加量少、運(yùn)行費(fèi)用低。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的構(gòu)筑物的縱向剖視圖，圖中箭頭為水流方向；
[0028]圖2為本發(fā)明的構(gòu)筑物的上層俯視圖和下層俯視圖的結(jié)合圖，圖中箭頭為水流方向，圖中A為上層俯視圖，圖中B為下層俯視圖；
[0029]圖3為本發(fā)明的構(gòu)筑物的加酸反應(yīng)池的剖面圖；
[0030]圖中的標(biāo)號分別表示:1_絮凝反應(yīng)區(qū)、11-絮凝池、12-排泥管、13-第一出水口、14-第一穿孔花墻、15-集泥孔、2-沉淀區(qū)、21-指型槽、22-出水堰、23-斜管、24-斜管支架、25-第二出水口、3-加酸反應(yīng)區(qū)、31-加酸管、32-隔板、33-第二穿孔花墻、4-曝氣吹脫區(qū)、41-集渣槽、42-刮渣機(jī)、43-曝氣主管、44-第三出水口、45-曝氣支管、46-曝氣盤、5-進(jìn)水管、6-集水槽、7-出水管、8-檢修井；
[0031]以下結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做具體說明。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明所述的地表水中的濁質(zhì)指的是地表水中的懸浮物和膠體。
[0033]本發(fā)明使用的絮凝劑可以為現(xiàn)有技術(shù)中用于水處理使用的絮凝劑，例如絮凝劑可以為聚合氯化鋁(PAC)，助凝劑可以為聚丙烯酰胺(PAM)。
[0034]本發(fā)明所述的曝氣吹脫的氣水比指的是曝氣的氣體體積與待處理水體積的比值。
[0035]本發(fā)明的一種協(xié)同去除地表水中濁質(zhì)和暫時硬度的方法，將待處理地表水依次經(jīng)過絮凝和沉淀后將待處理地表水中的部分濁質(zhì)去除，之后將去除部分濁質(zhì)的地表水與酸混合使地表水中的HC03—與酸反應(yīng)產(chǎn)生C02氣體，最后再將含有C02氣體的地表水曝氣吹脫去除地表水中的C02氣體和未除去的池質(zhì)。
[0036]結(jié)合圖1-3，實(shí)現(xiàn)協(xié)同去除地表水中濁質(zhì)和暫時硬度的方法的構(gòu)筑物包括依次連通的絮凝反應(yīng)區(qū)1、沉淀區(qū)2、加酸反應(yīng)區(qū)3、曝氣吹脫區(qū)4、進(jìn)水管5、集水槽6、出水管7和檢修井8;待處理地表水由進(jìn)水管5依次經(jīng)過絮凝反應(yīng)區(qū)1和沉淀區(qū)2后將待處理地表水中的部分濁質(zhì)去除，之后將去除部分濁質(zhì)的地表水在加酸反應(yīng)區(qū)3內(nèi)與酸混合使地表水中的HC03—與酸反應(yīng)產(chǎn)生C02氣體，最后再將含有C02氣體的地表水在曝氣吹脫區(qū)4曝氣吹脫去除地表水中的C0