一種塔式跌水除水中暫時硬度設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及給水技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備，具體指一種塔式跌水除水中暫時硬度設(shè)備。
技術(shù)背景
[0002]地下水是我國居民重要和優(yōu)質(zhì)的飲用水水源。大中城市由于用水量大而普遍采用地表水水源地表水源主要包括河流、湖泊、水庫等，其特點是硬度低，但是懸浮雜質(zhì)多，有機物和細(xì)菌多，水處理相對復(fù)雜，并且易受到外界環(huán)境的影響和污染，而將地下水作為城市備用水源。相比于地表水，地下水具有懸浮雜質(zhì)少，有機物和細(xì)菌少，水處理相對容易，并且不易受到外界環(huán)境的影響和污染，在中小城市、鎮(zhèn)和農(nóng)村普遍采用地下水水源。
[0003]地下水普遍存在硬度和暫時硬度(水垢)高的問題。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。對暫時硬度較高的地下水供水系統(tǒng)，由于地下水中大量存在的HC03-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。偶爾飲用硬水，則會造成腸胃功能紊亂，即所謂的“水土不服”；用硬水洗衣，肥皂起沫少，造成浪費；用硬水煮飯做菜，不易煮熟;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。經(jīng)藥劑軟化處理后的水還有殘余硬度，仍然會形成結(jié)垢問題，此外產(chǎn)生大量的泥渣。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，產(chǎn)生。
[0006]現(xiàn)有的軟化技術(shù)處理成本高，急需一種經(jīng)濟去除地下水水垢工藝和設(shè)備。我國常見的地下水源總硬度滿足《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)濟地處理地下水水垢的技術(shù)，對于提高我國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)于地下水硬度處理研究，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。

【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)明的目的在于提供一種塔式跌水除水中暫時硬度設(shè)備，擺脫去除鈣鎂離子的傳統(tǒng)想法，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。
[0008]為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:
[0009]—種塔式跌水除水中暫時硬度設(shè)備，包括依次連通的加酸混合單元、跌水除碳單元和集水單元，其中:所述的跌水除碳單元包括由上到下依次疊設(shè)的多個跌水臺組成的塔式構(gòu)件，跌水臺的臺面面積由上到下依次增大，集水單元圍繞在跌水除碳單元的底部;所述的加酸混合單元將酸與待處理水混合得到含有二氧化碳?xì)怏w的水，含有二氧化碳?xì)怏w的水以重力為動能沿跌水除碳單元的跌水臺流動逸出水中的二氧化碳?xì)怏w，逸出二氧化碳?xì)怏w的水由集水單元進行收集。
[0010]進一步的，所述的跌水除碳單元還包括頂部出水模塊，所述的多個跌水臺由上到下依次同軸疊設(shè)在頂部出水模塊下方，來自加酸混合單元的含有二氧化碳?xì)怏w的水由頂部出水模塊排出并依次沿多個跌水臺流動逸出水中的二氧化碳?xì)怏w。
[0011]還有，所述的跌水臺的邊緣設(shè)置擋水帶，跌水臺的外壁上均勻設(shè)置多個擴水塊。
[0012]具體的，所述的擋水帶為邊緣設(shè)置鋸齒狀的第二出水堰的四邊形板體，所述的擴水塊的形狀為三角形。
[0013]可選的，所述的多個跌水臺為四級跌水臺，一級跌水臺、二級跌水臺、三級跌水臺和四級跌水臺同軸疊設(shè)在頂部出水模塊的下方，一級跌水臺的臺面面積、二級跌水臺的臺面面積、三級跌水臺的臺面面積和四級跌水臺的臺面面積分別為頂部出水模塊橫截面面積的九倍、二十五倍、四十九倍和八十一倍。
[0014]可選的，所述的多個跌水臺為五級跌水臺，一級跌水臺、二級跌水臺、三級跌水臺、四級跌水臺和五級跌水臺同軸疊設(shè)在頂部出水模塊的下方，一級跌水臺的臺面面積、二級跌水臺的臺面面積、三級跌水臺的臺面面積、四級跌水臺的臺面面積和五級跌水臺的臺面面積分別為頂部出水模塊橫截面面積的二十五倍、八十一倍、一百二十一倍、一百二十一倍和一百六十九倍。
[0015]具體的，所述的頂部出水模塊為帶有出水緩沖槽的四方體狀構(gòu)件，出水緩沖槽的下方與加酸混合單元連通，在出水緩沖槽的四周邊緣上均勻設(shè)置鋸齒狀的第一出水堰。
[0016]更具體的，所述的加酸混合單元包括進水閥、加酸檢修井、加酸閥、第一靜態(tài)混合器和進水管，進水管的一端上設(shè)置進水閥、加酸閥和第一靜態(tài)混合器，在對應(yīng)進水閥和加酸閥的地下挖設(shè)加酸檢修井，進水管的另一端穿過跌水除碳單元為跌水除碳單元提供含有二氧化碳?xì)怏w的水。
[0017]再具體的，集水單元包括集水槽、傾斜板、出水管、加堿閥、加堿檢修井、第二靜態(tài)混合器、出水檢修井和出水閥，集水槽圍設(shè)在跌水除碳單元的底部，在集水槽底部設(shè)置傾斜板，出水管與集水槽連通將處理后的水流定向的沿出水管流出；在出水管的后端依次設(shè)置了加堿閥、第二靜態(tài)混合器和出水閥，在對應(yīng)加堿閥的地下挖設(shè)加堿檢修井，在對應(yīng)出水閥的地下挖設(shè)出水檢修井。
[0018]本發(fā)明的塔式跌水除水中暫時硬度得構(gòu)筑物具有以下優(yōu)點:
[0019]1、本發(fā)明的塔式跌水除水中暫時硬度設(shè)備利用暫時硬度高的水中HC03—含量高的特性，使水中HC03—先與藥劑(鹽酸)中的H+發(fā)生如下反應(yīng):HC03—+H+ = H20+C02丨，水中產(chǎn)生大量溶解的co2，降低暫時硬度;再通過跌水除碳單元一層一層的跌水臺使水流與空氣充分接觸，將水中的C02散逸到空氣中，水流僅需通過重力勢能完成整個的除碳過程，不僅經(jīng)濟實用，且處理效果好；
[0020]2、具體的，本發(fā)明的跌水除碳單元中的塔體由若干方形模塊拼接搭建而成，便于安裝拆解、調(diào)節(jié)設(shè)備規(guī)模，將方形模塊按金字塔式一級一級搭建而成，其中方形模塊上部有圓形突起，可以使其與上一級模塊插接安裝;而在模塊四周有三角形突起或相應(yīng)的凹槽，可與同級模塊插接安裝，外部的三角形突起有導(dǎo)流作用，并可在邊緣處的模塊上插接鋸齒形擋水帶，使水流均勻流過塔體，安裝拆解方便，可根據(jù)流量的大小調(diào)節(jié)塔體的規(guī)模；
[0021]3、塔式多級跌水，極大減少了C02擴散到空氣中所用時間，為了使大量溶解于水中的C02在短時間內(nèi)快速擴散到空氣中去，水流自上而下經(jīng)塔式多級跌水，降低水深，使處理水與空氣充分接觸；同時跌水使水流流速提高，變成湍流狀態(tài)，降低了同溫度下0)2在水中溶解度。最終提高了 C02擴散到空氣中的效率；
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