一種新型組合式地下水除氟裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型組合式地下水除氟裝置，包括自下而上依次設置的進水單元、除氟反應單元、斜管或斜板分離區(qū)、初步過濾單元、終端過濾單元、反沖洗裝置、電磁排廢閥；所述終端過濾單元包括中心進水管以及自下而上依次設置的不銹鋼濾網(wǎng)和密閉的石英砂濾層；所述中心進水管底部設于初步過濾單元頂部,且貫穿不銹鋼濾網(wǎng)和石英砂濾層中部，其下部位于不銹鋼濾網(wǎng)與初步過濾單元之間部分為孔徑0-0μm的不銹鋼濾布；石英砂濾層底部設有集水區(qū)，不銹鋼濾網(wǎng)頂部和集水區(qū)側壁上設有互相連通的出水管。該新型除氟裝置具有結構緊湊、更換方便、占地面積小、使用靈活、處理成本低、出水水質(zhì)高等優(yōu)點，具有較好的推廣應用前景。
【專利說明】一種新型組合式地下水除氟裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理領域，特別涉及一種新型組合式地下水除氟裝置。
【背景技術】
[0002]中國的地下水氟污染問題突出，高氟水分布面積超過160萬平方公里，涉及用水人口近億人。通過飲用水途徑攝入過量的氟后而導致的氟中毒，是世界范圍內(nèi)普遍存在的嚴重問題。
[0003]現(xiàn)有地下水除氟技術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、骨炭吸附以及沸石除氟法等，但在實際應用過程中各種技術均存在一定的問題，使其推廣應用存在一定的困難。
[0004]羥基磷灰石為近期被用于地下水除氟的一種效果良好的新材料，由于材料本身沒有毒害作用受到廣泛關注。羥基磷灰石的形式包括粉狀料和球形顆粒狀濾料，并在一些實際工程中得到應用。然而，如何充分利用羥基磷灰石的吸附容量成為制約其推廣應用的瓶頸之一。CN201210102971公開了一種地下水除氟裝置及方法，即將粉狀羥基磷灰石、混凝劑混合使用通過兩者形成的絮體構建澄清單元，實現(xiàn)了粉狀羥基磷灰石的回收利用，同時顯著減少了混凝劑的使用量，降低了出水中鋁離子超標的幾率。然而，該方法中澄清單元上升流速較小，一般需要 控制在3m/h以內(nèi)，從而導致處理裝置的占地面積較大，增加了處理成本。在此基礎上發(fā)展出的專利CN201210364313.6將超濾膜引入到系統(tǒng)中，從而為工藝優(yōu)化提供了較好的基礎條件，且可較好的控制鋁離子的含量。但同樣存在超濾膜成本較高，造成裝置造價及運行成本較高，在農(nóng)村地區(qū)應用具有一定的限制。近期陸續(xù)出現(xiàn)了以羥基磷灰石為基本處理材料的除氟方法及裝置，可以取得較好的除氟效果，但在實際應用中也存在一定的問題。針對目前的除氟技術所處的研究階段，需要研發(fā)一種新型的除氟裝置，在確保除氟效果的同時既可以顯著降低裝置占地面積，又可有效降低其運行維護費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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、運行費用低的新型組合式地下水除氟裝置。
[0006]技術方案:本發(fā)明提供了一種新型組合式地下水除氟裝置，包括自下而上依次設置的進水單元、除氟反應單元、斜管或斜板分離區(qū)、初步過濾單元、終端過濾單元、反沖洗裝置、電磁排廢閥；所述進水單元為錐形進水斗，其頂部和底部分別設有弧形的導流板；所述除氟反應單元采用澄清反應體系；所述終端過濾單元包括中心進水管以及自下而上依次設置的不銹鋼濾網(wǎng)和密閉的石英砂濾層；所述中心進水管底部設于初步過濾單元頂部，且貫穿不銹鋼濾網(wǎng)和石英砂濾層中部，其下部位于不銹鋼濾網(wǎng)與初步過濾單元之間部分為孔徑30-70 μ my m的不銹鋼濾布；石英砂濾層底部設有集水區(qū)，不銹鋼濾網(wǎng)頂部和集水區(qū)側壁上設有互相連通的出水管；所述反沖洗裝置設于不銹鋼濾網(wǎng)與初步過濾單元之間；電磁排廢閥設于不銹鋼濾網(wǎng)與初步過濾單元之間。[0007]作為改進,所述進水單元的錐形進水斗的高度為0.5-1.0m。
[0008]作為另一種改進，所述除氟反應單元中澄清反應體系的絮體濃度為3-10g/L，且絮體平均高度在1.0m以上；水流上升流速控制在3-5m/h。
[0009]作為另一種改進,所述斜管或斜板分離區(qū)為兩層斜管或斜板組成,所述斜管或斜板的長度為500-800mm ;其中一組斜管的傾角為40-50°，另一組斜管的傾角與其相反。
[0010]作為另一種改進,所述初步過濾單元為孔徑為30-70 μ m的316L不銹鋼濾布,且沿裝置中心每隔20-40°設置支撐條，支撐條寬度介于20-50mm，且支撐條表面敷設橡膠墊。
[0011]作為另一種改進，所述終端過濾單元的不銹鋼濾網(wǎng)為孔徑為2-5μπι的316L不銹鋼濾布，且與初步過濾單元間距50-200mm。
[0012]作為另一種改進，所述終端過濾單元的石英砂濾層中填充粒徑為0.9-1.35mm的均質(zhì)石英砂，石英砂濾層厚度為1.0-2.0m。[0013]作為另一種改進，所述終端過濾單元的集水區(qū)為長柄濾頭或短柄濾頭，所述集水區(qū)的高度為OO-lOOOmm，其與不銹鋼濾網(wǎng)間距200-400mm。
[0014]作為另一種改進，所述初步過濾單元與斜管或斜板分離區(qū)之間采用可拆卸式密閉連接方式，且與終端過濾單元的不銹鋼濾網(wǎng)、中心進水管形成封閉系統(tǒng)。
[0015]作為另一種改進，反沖洗裝置采用活動式設置，包括反沖洗進水管、設于反沖洗進水管上的水泵、與反沖洗進水管連接的反沖洗配水管；反沖洗配水管上設置側向水嘴，水嘴與濾布間隔距離為2-5cm，傾角為40-70°。
[0016]作為另一種改進，所述初步過濾單元的316L不銹鋼濾布上側面、終端過濾單元的不銹鋼濾網(wǎng)下側面相對位置分別設置密封固定條，寬度為2-5cm。終端過濾單元和初步過濾單元中的不銹鋼濾布的反洗采用高壓水側面沖洗的方式，其中沖洗單元采用活動式設置，在運行過程中定時轉(zhuǎn)動來完成對濾布的沖洗。
[0017]有益效果:本發(fā)明提供的地下水除氟裝置結構緊湊、占地面積小、使用方便、運行靈活、適用范圍廣，可較好地保障除氟效果及整體出水水質(zhì)，具有較好的推廣應用前景。
[0018]具體而言，本發(fā)明通過將進水管設置于裝置內(nèi)部，并設置了改變流向的導流板，從而可以確保所投加的除氟藥劑與地下水在單元內(nèi)充分混合并開始除氟反應過程，延長了除氟反應的時間，確保除氟過程的順利進行。由于進水單元內(nèi)設置了導流板，其可確保除氟藥劑與地下水的混合效果，從而可以省略靜態(tài)混合器，降低設備造價。
[0019]本發(fā)明將除氟反應單元與進水單元的連接方式進行了改進，即采用錐形進水斗，從而可以確保投加藥劑能全部進入除氟單元，并避免了裝置死角的出現(xiàn)，確保所投加的除氟藥劑效能的充分發(fā)揮。
[0020]本發(fā)明在除氟反應單元上方設置一初步過濾單元，將大部分具有除氟效能的成分截留在除氟反應單元，從而有利于除氟效能的強化。
[0021]本發(fā)明通過在除氟反應單元之上設置二次過濾單元即終端過濾單元，并減少了濾布的孔隙直徑，從而可以確保過濾出水水質(zhì)基本滿足現(xiàn)行生活飲用水衛(wèi)生標準對懸浮物或顆粒物的要求。
[0022]本發(fā)明通過將初步過濾單元的濾布與終端過濾的濾布組合成一密閉系統(tǒng)，并與中心進水管相連接，從而可以利用裝置內(nèi)水位的勢能進一步促進不銹鋼濾布的過濾過程。
[0023]本發(fā)明通過設置固定的濾布過濾單元，而將反沖洗單元設置為可旋轉(zhuǎn)形式，從而可以通過其轉(zhuǎn)動等方式分別對部分濾布進行清洗，并實現(xiàn)濾布過濾的連續(xù)運行。
[0024]本發(fā)明將反沖洗單元設置為側向沖洗方式，可以在確保反洗效果的同時，增加單個水嘴的沖洗面積，從而降低反沖洗過程的水耗。
[0025]本發(fā)明通過將石英砂濾池出水管與利用不銹鋼濾布出水管連接到一起，由于石英砂濾池出水具有一定的勢能，在下落過程中會形成水射器的抽吸作用，從進一步為濾布的有效過濾創(chuàng)造條件，并降低了能量損耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明新型組合時地下水除氟裝置的結構示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明新型組合時地下水除氟裝置的局部放大圖。
[0028]圖3為支撐條對不銹鋼濾布的支撐示意圖，其中，粗實線為支撐條。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發(fā)明新型一體化地下水除氟裝置做出進一步說明。
[0030]新型組合式地下水除氟裝置，見圖1，包括自下而上依次設置的進水單元1、除氟反應單元2、 斜管或斜板分離區(qū)3、初步過濾單元4、終端過濾單元5、反沖洗裝置6、電磁排廢閥7。
[0031]進水單元I為錐形進水斗，其頂部和底部分別設有弧形的導流板11 ;進水單元I的錐形進水斗的高度為0.5-1.0m。
[0032]除氟反應單元2采用澄清反應體系；除氟反應單元2中澄清反應體系的絮體濃度為3-10g/L，且絮體平均高度在1.0m以上；水流上升流速控制在3-5m/h。
[0033]斜管或斜板分離區(qū)3為兩層斜管或斜板組成,斜管或斜板的長度為500_800mm ;其中一組斜管的傾角為40-50°，另一組斜管的傾角與其相反；
[0034]初步過濾單元4為孔徑為30_70μπι的316L不銹鋼濾布，且沿裝置中心每隔20-40°設置支撐條,支撐條寬度介于20-50mm,且支撐條表面敷設橡膠墊。
[0035]初步過濾單元4的316L不銹鋼濾布和終端過濾單元5的不銹鋼濾網(wǎng)的反洗采用高壓水側面沖洗的方式，其中沖洗單元設置于裝置的固定位置，通過將不銹鋼濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動至該固定位置來進行反洗。
[0036]初步過濾單元4與斜管或斜板分離區(qū)3之間采用可拆卸式密閉連接方式，且與終端過濾單元5的不銹鋼濾網(wǎng)51、中心進水管53形成封閉系統(tǒng)。
[0037]終端過濾單元5包括中心進水管53以及自下而上依次設置的不銹鋼濾網(wǎng)51和密閉的石英砂濾層52 ;中心進水管53底部設于初步過濾單元4頂部，且貫穿不銹鋼濾網(wǎng)51和石英砂濾層52中部，其下部位于不銹鋼濾網(wǎng)51與初步過濾單元4之間部分為孔徑30-70 μ m的不銹鋼濾布；石英砂濾層52底部設有集水區(qū)54，不銹鋼濾網(wǎng)51頂部和集水區(qū)54側壁上設有互相連通的出水管；；反沖洗裝置6設于不銹鋼濾網(wǎng)51與初步過濾單元4之間，且可以中心進水管為圓心進行轉(zhuǎn)動。包括反沖洗進水管61、設于反沖洗進水管61上的水泵62、與反沖洗進水管61連接的反沖洗配水管63。中心進水管53水流采用頂部溢流方式將水均勻分配至濾層表面。；電磁排廢閥7設于不銹鋼濾網(wǎng)51與初步過濾單元4之間。反沖洗裝置6采用活動式設置，[0038]終端過濾單元5的不銹鋼濾網(wǎng)51為孔徑為2-5 μ m的316L不銹鋼濾布，且與初步過濾單元4間距50-200mm ;終端過濾單元5的石英砂濾層52中填充粒徑為0.9-1.35mm的均質(zhì)石英砂，石英砂濾層52厚度為1.0-2.0m ;終端過濾單元5的集水區(qū)54為長柄濾頭或短柄濾頭，集水區(qū)54的高度為300-1000mm，其與不銹鋼濾網(wǎng)51間距200-400mm。
[0039]該裝置在使用時，主要包括以下步驟:
[0040](I)將除氟藥劑和待處理水通入進水單元I中，在進水單元I中混合后進入除氟反應單元2，在除氟反應單元2內(nèi)混凝后，經(jīng)斜管或斜板分離區(qū)3將絮體分離后，再經(jīng)初步過濾單元4初步過濾，待處理水經(jīng)終端過濾單元5的不銹鋼濾網(wǎng)51過濾后從不銹鋼濾網(wǎng)51頂部的出水管流出；隨著處理過程的進行，不銹鋼濾網(wǎng)51上會殘留雜質(zhì)并造成不銹鋼濾網(wǎng)51部分堵塞，使待處理水經(jīng)中心進水管53進入石英砂濾層52內(nèi)，經(jīng)石英砂濾層52過濾后由集水區(qū)54進入出水管；石英砂濾層52出水與不銹鋼濾網(wǎng)51出水經(jīng)同一出水管引入清水池或清水箱。
[0041](2)設置在中心進水管53上的反沖洗裝置6為高壓水泵，其進水口設置于中心進水管53內(nèi)側、出口連接反清洗水嘴，由側面沖刷不銹鋼濾網(wǎng)51側面將不銹鋼濾網(wǎng)上截留的物質(zhì)沖刷下來，從而使不銹鋼濾網(wǎng)51能夠繼續(xù)過濾；沖刷下來的截留物質(zhì)通過設置在裝置側面的電磁排廢閥7定期排放。
[0042]為驗證本除氟裝置的效能，在河南省沈丘縣某鎮(zhèn)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。
[0043]表1原水水質(zhì)參數(shù)檢測結果
【權利要求】
1.一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:包括自下而上依次設置的進水單元(1)、除氟反應單元(2)、斜管或斜板分離區(qū)(3)、初步過濾單元(4)、終端過濾單元(5)、反沖洗裝置(6)、電磁排廢閥(7);所述進水單元(1)為錐形進水斗，其頂部和底部分別設有弧形的導流板(11);所述終端過濾單元(5)包括中心進水管(53)以及自下而上依次設置的不銹鋼濾網(wǎng)(51)和密閉的石英砂濾層(52);所述中心進水管(53)底部設于初步過濾單元(4)頂部，且貫穿不銹鋼濾網(wǎng)(51)和石英砂濾層(52)中部，其下部位于不銹鋼濾網(wǎng)(51)與初步過濾單元(4)之間部分為孔徑30-70 μ m的不銹鋼濾布；石英砂濾層(52)底部設有集水區(qū)(54)，不銹鋼濾網(wǎng)(51)頂部和集水區(qū)(54)側壁上設有互相連通的出水管；所述反沖洗裝置(6)設于不銹鋼濾網(wǎng)(51)與初步過濾單元(4)之間；電磁排廢閥(7)設于不銹鋼濾網(wǎng)(51)與初步過濾單元(4)之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:所述進水單元(1)的錐形進水斗的高度為0.5-1.0m。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:所述除氟反應單元(2)中，水流上升流速控制在3-5m/h。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:所述斜管或斜板分離區(qū)(3)為兩層斜管或斜板組成，所述斜管或斜板的長度為500-800mm ;其中一組斜管的傾角為40-50°，另一組斜管的傾角與其相反。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:所述初步過濾單元(4)為孔徑為30-70 μ m的316L不銹鋼濾布。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:所述終端過濾單元(5)的不銹鋼濾網(wǎng)(51)為孔徑為1_5μπι的316L不銹鋼濾布，且與初步過濾單元(4)間距50-200臟。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:所述終端過濾單元(5)的石英砂濾層(52)中填充粒徑為0.9-1.35mm的均質(zhì)石英砂，石英砂濾層(52)厚度為1.0-2.0m;集水區(qū)(54)為長柄濾頭或短柄濾頭，所述集水區(qū)(54)的高度為300-1000mm，其與不銹鋼濾網(wǎng)(51)間距200_400mm。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:所述初步過濾單元(4)與斜管或斜板分離區(qū)(3)之間采用可拆卸式密閉連接方式，且與終端過濾單元(5)的不銹鋼濾網(wǎng)(51)、中心進水管(53)形成封閉系統(tǒng)。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:反沖洗裝置(6)采用活動式設置，包括反沖洗進水管(61)、設于反沖洗進水管(61)上的水泵(62)、與反沖洗進水管(61)連接的反沖洗配水管(63)。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種新型組合式地下水除氟裝置，其特征在于:所述初步過濾單元(4)的316L不銹鋼濾布上側面、終端過濾單元(5)的不銹鋼濾網(wǎng)(51)下側面相對位置分別設置密封固定條，寬度為2-5cm。
【文檔編號】C02F9/04GK103951109SQ201410181804
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】劉成, 陳衛(wèi), 胡偉, 崔彪, 汪晨倩, 王杰 申請人:河海大學