一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理設備領域，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】
[0002] 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)?，F(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006)中 規(guī)定飲用水中總硬度含量應低于450mg/L(以CaCOj+ )。
[0003] 目前在飲用水處理領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時間長、反應進行 不徹底、鈣鎂離子殘留濃度高等問題，還會導致產(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 除硬度裝置進行開發(fā)，以實現(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】

[0004] 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、運行費用低、安全且 可回收部分碳酸鈣的新型地下水除硬度裝置。
[0005] 技術方案：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置于殼體內(nèi)的的進水單元、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。
[0006] 作為改進，所述進水單元包括進水管和混合裝置；所述進水管上設有除硬度藥劑 投加口；進水管的出水口設于混合裝置內(nèi)部，進水管的出水口上端設有倒置圓弧形擋水板。
[0007] 作為進一步改進，所述擋水板與混合裝置的底板間距為10_30cm;進水管出口水 流速度為〇. 8-1. 5m/s。
[0008] 作為另一種改進，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。
[0009] 作為進一步改進，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l-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)，其表面可進行粗糙化處理或增設突出 的片狀或尖狀凸起結(jié)構(gòu)。
[0010] 作為另一種改進，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，中部設有反沖洗進水管和進氣管。
[0011] 作為進一步改進，所述穿孔板的孔徑為3-l〇Cm2;所述短柄濾頭的孔隙為5-10mm。
[0012] 作為另一種改進，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的爍石層，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的細砂層，厚度為30-50cm。
[0013] 作為另一種改進，所述出水單元包括集水槽以及設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%。
[0014] 作為另一種改進，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。
[0015] 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 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，具有較好的推廣應用前景。
[0016] 具體而言，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有以下突出的優(yōu)勢：
[0017] (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置碳酸鈣回收單元，并通過參數(shù)優(yōu)化可實現(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。
[0018] (2)該裝置的進水單元根據(jù)除硬度反應過程的特性，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行，又降低了裝置的成本。
[0019] (3)該裝置設置了石英砂復合濾層。本發(fā)明根據(jù)裝置的上向流特點，充分、高效 的利用各濾層的截留、納污能力，從而達到了既有效保障運行效果，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。
[0020] (4)該裝置創(chuàng)新性地在上向流過濾中采用了氣水聯(lián)合反沖洗裝置，從而顯著提升 了反沖洗效率，降低了反沖洗過程中的廢水量，為工藝的正常運行創(chuàng)造了條件；而該種氣水 聯(lián)合反沖洗方式也可在其它上向流處理過程中應用，提高上向流過濾方式的適用性。
[0021] 本發(fā)明氣水聯(lián)合反沖洗單元中濾頭的設置不同于通常的濾頭縫隙尺寸，這是根據(jù) 除硬度過程中沉淀物特性而設置的，可以有效保障裝置的長期應用。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置做出進一步 說明。
[0024] 基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，見圖1，包括殼體6以及自下而上依 次設置于殼體6內(nèi)的的進水單元1、碳酸鈣富集回收單元2、氣水聯(lián)合反沖洗單元3、過濾單 元4和出水單元5 ;進水單元1包括進水管11和混合裝置12 ;進水管11上設有除硬度藥 劑投加口 13 ;進水管11的出水口設于混合裝置12內(nèi)部，進水管11的出水口上端設有倒 置圓弧形擋水板14 ;碳酸鈣回收單元2包括一組平行布置的聚集柱21，相鄰聚集柱21的 外表面間距3-15cm;單根聚集柱21直徑介于l-5cm;聚集柱21與殼體6采用密封法蘭連 接；聚集柱21的材質(zhì)包括金屬、陶質(zhì)、凹凸棒土和石質(zhì)，其表面可進行粗糙化處理或增設突 出的片狀或尖狀結(jié)構(gòu)；氣水聯(lián)合反沖洗單元3底部為穿孔板31，頂部為配置有短柄濾頭32 的配水板33,中部設有反沖洗進水管34和進氣管35 ;過濾單元4包括多層石英砂濾料，其 底部為直徑為10_30mm的爍石層41，中部為粒徑為0. 9-1. 35mm的粗砂層42,頂部為粒徑為 0. 5-0. 8_的細砂層43 ;出水單元5包括集水槽51以及設于集水槽51底部的出水管52 ; 出水單元5包括集水槽51以及設于集水槽51底部的出水管52 ;集水槽51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51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%。
[0025] 為驗證本地下水除硬度裝置的效能，在山東省鄒城市某水廠進行了相關的效能驗 證。試驗期間原水的水質(zhì)情況如表1所示。
[0026] 表1原水水質(zhì)參數(shù)檢測結(jié)果
【主權項】
1. 一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征在于：包括殼體（6)以及 自下而上依次設置于殼體（6)內(nèi)的的進水單元（1)、碳酸鈣富集回收單元（2)、氣水聯(lián)合反 沖洗單元（3)、過濾單元（4)和出水單元（5)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征在 于：所述進水單元⑴包括進水管（11)和混合裝置（12);所述進水管（11)上設有除硬度 藥劑投加口（13);進水管（11)的出水口設于混合裝置（12)內(nèi)部，進水管（11)的出水口上 端設有倒置圓弧形擋水板（14)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征在 于：所述擋水板（14)與混合裝置（12)底板間距為10-30cm;進水管（11)出口水流速度為 0. 8-1. 5m/s〇
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征在 于：所述碳酸鈣回收單元（2)包括一組平行布置的聚集柱（21);所述碳酸鈣回收單元（2) 的高度〇. 3-1. 5m。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征在 于：所述一組聚集柱（21)的數(shù)量為2根以上，按2層及以上布置，相鄰聚集柱（21)的外表 面間距3-15cm;單根聚集柱（21)直徑介于l-5cm;聚集柱（21)與殼體（6)采用密封法蘭連 接；所述聚集柱（21)的材質(zhì)包括金屬、陶質(zhì)、凹凸棒土和石質(zhì)，其表面可進行粗糙化處理或 增設突出的片狀或尖狀凸起結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征在 于：所述氣水聯(lián)合反沖洗單元（3)底部為穿孔板（31)，頂部為配置有短柄濾頭（32)的配水 板（33)，中部設有反沖洗進水管（34)和進氣管（35)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征在 于：所述穿孔板（31)的孔徑為3-lOcm2;所述短柄濾頭（32)的孔隙為5-10mm。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征 在于：所述過濾單元（4)包括多層石英砂濾料：其中，其底部為直徑為10-30mm的礫石層 (41)，厚度為5-20cm;其中部為粒徑為0. 9-1. 35mm的粗砂層（42)，厚度為80-150cm;頂部 為粒徑為0. 5-0. 8_的細砂層（43)，厚度為30-50cm。
9. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征在 于：所述出水單元（5)包括集水槽（51)以及設于集水槽（51)底部的出水管（52);集水槽 (51)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（51)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%。
10. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳酸鈣回收的一體化地下水除硬度裝置，其特征 在于：所述氣水聯(lián)合反沖洗單元（3)與碳酸鈣回收單元（2)的間距為20cm以上。
【專利摘要】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(6)以及自下而上依次設置于殼體(6)內(nèi)的進水單元(1)、碳酸鈣富集回收單元(2)、氣水聯(lián)合反沖洗單元(3)、過濾單元(4)和出水單元(5)。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、使用方便、運行靈活、適用范圍廣，可較好地保障地下水中總硬度的去除效果及整體出水水質(zhì)，同時可有效收集除硬度過程中析出的碳酸鈣，具有較好的推廣應用前景。
【IPC分類】C02F103-06, C02F9-04
【公開號】CN104710035
【申請?zhí)枴緾N201510078868
【發(fā)明人】劉成, 朱麗飛, 陳衛(wèi), 孫亞坤, 崔彪
【申請人】河海大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月13日