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)設置有潛水泵的原水池、一個或多個并聯(lián)設置的除氟過濾器，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水支路上，所述的再生裝置包括加堿機構以及中和加酸機構，所述的加堿機構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處理，因為地下水通常就是泥沙量大，氟含量超標，硬度和溶解性總固體通常都已經(jīng)達到生活飲用水標準，本項目采用吸附法去除地下水中氟含量，主要設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

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理【技術領域】，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】
[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。針對地下水的水質特點，研發(fā)除氟方法是目前飲用水處理行業(yè)關注的熱點之一。
[0003]目前國內(nèi)外形成的主要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、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。針對除氟材料的研發(fā)也是強化除氟研究的另一個領域，其中包括:現(xiàn)有吸附劑基礎上的改性、復合；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行除氟以達到安全飲用標準，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)有技術中存在的技術缺陷，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方案是:
[0007]—種地下水除氟及再生系統(tǒng)，包括由其內(nèi)設置有潛水泵的原水池、一個或多個并聯(lián)設置的除氟過濾器，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，設置在罐體內(nèi)的濾料，設置在罐體頂部的上管，設置在罐體底部的下管，所述的上管并接有其上設置有進水閥的進水支路和其上設置有上排閥的上排水支路，所述的下管并接有其上設置有再生閥的再生支路、其上設置有下排閥的下排水支路，其上設置有反洗閥的反洗支路和其上設置有產(chǎn)水閥的產(chǎn)水支路，所述的反洗支路和進水支路共同經(jīng)主進水管與原水池連通，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水支路上，所述的再生裝置包括加堿機構以及中和加酸機構，所述的加堿機構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置有排放管，所述的中和水泵進水經(jīng)中和進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，所述的殺菌機構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，進水閥和產(chǎn)水閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和下排閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入其內(nèi)填充有活性氧化鋁的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置啟動，并將進水PH控制在6-7，過濾水經(jīng)產(chǎn)水支路進入產(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)設備運行一段時間，需要定期沖洗，一般設定每天沖洗一次。沖洗步驟是先反洗后正洗。沖洗步驟，當進水污物堵塞濾料內(nèi)，進出口壓差增大時，進行反洗步驟，將反洗閥和上排閥打開，下排閥、進水閥、再生閥和產(chǎn)水閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入除氟過濾器，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入中和水箱并經(jīng)排放管排放，反洗完畢進行正洗步驟，將進水閥和下排閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和產(chǎn)水閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入除氟過濾器，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，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、再生支路進入除氟過濾器，此時，再生閥和上排閥打開，下排閥、反洗閥、進水閥和反洗閥關閉，再生排水井上排水支路、排放管路進入中和水箱，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值達到排放標準，排放閥打開將中和后的水排放。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，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處理，因為地下水通常就是泥沙量大，氟含量超標，硬度和溶解性總固體通常都已經(jīng)達到生活飲用水標準，本項目采用吸附法去除地下水中氟含量，主要設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)的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。應當理解，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，以天津市靜海縣某村為例，本發(fā)明的地下水除氟及再生系統(tǒng)包括由其內(nèi)設置有潛水泵的原水池1、兩個并聯(lián)設置的除氟過濾器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，設置在罐體內(nèi)的濾料，設置在罐體頂部并與罐腔貫通的上管21，設置在罐體底部并與罐腔貫通的下管22，所述的上管21并接有其上設置有進水閥的進水支路23和其上設置有上排閥的上排水支路24，所述的下管并接有其上設置有再生閥的再生支路25、其上設置有下排閥的下排水支路26，其上設置有反洗閥的反洗支路27、其上設置有產(chǎn)水閥的產(chǎn)水支路28，所述的反洗支路和進水支路共同經(jīng)主進水管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水支路23上，所述的再生裝置包括加堿機構、中和加酸機構，所述的加堿機構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置有其上設置有排放閥的排放管15，所述的中和水泵62進水經(jīng)中和進水管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行深化過濾，內(nèi)部設計為布袋，結構簡單穩(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處理，因為地下水通常就是泥沙量大，氟含量超標，硬度和溶解性總固體通常都已經(jīng)達到生活飲用水標準。
[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水管和出水管且比進水管細的回流管，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水管上的第二 PH計67。當?shù)诙?PH計或者中和水箱內(nèi)的PH檢測探頭檢測到PH值達到設定的閾值，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]為不定時對管路進行消毒，在所述的產(chǎn)水管上旁接有殺菌機構，所述的殺菌機構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，進水閥和產(chǎn)水閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和下排閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入其內(nèi)填充有活性氧化鋁的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置啟動，并將進水PH控制在6-7，過濾水經(jīng)產(chǎn)水支路進入產(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，等電點約在9.5，當水的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，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)當進水污物堵塞濾料內(nèi)，進出口壓差增大時，需要進行反洗，即反洗閥和上排閥打開，下排閥、進水閥、再生閥和產(chǎn)水閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入除氟過濾器，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入中和水箱并經(jīng)排放管排放。反洗完畢后進行正洗步驟，即進水閥和下排閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和產(chǎn)水閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入除氟過濾器，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，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、再生支路進入除氟過濾器，此時，再生閥和上排閥打開，下排閥、反洗閥、進水閥和反洗閥關閉，再生排水井上排水支路、排放管路進入中和水箱，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值達到排放標準，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，應當指出的是，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
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)設置有潛水泵的原水池、一個或多個并聯(lián)設置的除氟過濾器，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，設置在罐體內(nèi)的濾料，設置在罐體頂部的上管，設置在罐體底部的下管，所述的上管并接有其上設置有進水閥的進水支路和其上設置有上排閥的上排水支路，所述的下管并接有其上設置有再生閥的再生支路、其上設置有下排閥的下排水支路，其上設置有反洗閥的反洗支路和其上設置有產(chǎn)水閥的產(chǎn)水支路，所述的反洗支路和進水支路共同經(jīng)主進水管與原水池連通，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水支路上，所述的再生裝置包括加堿機構以及中和加酸機構，所述的加堿機構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置有排放管，所述的中和水泵進水經(jīng)中和進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，以及設置在混水器后部的第一 PH計。
3.如權利要求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水管上的第 二 PH計。
5.如權利要求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，所述的殺菌機構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，進水閥和產(chǎn)水閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和下排閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入其內(nèi)填充有活性氧化鋁的除氟過濾器，PH調(diào)節(jié)裝置啟動，并將進水PH控制在6-7，過濾水經(jīng)產(chǎn)水支路進入產(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)設備運行一段時間，需要定期沖洗，一般設定每天沖洗一次。沖洗步驟是先反洗后正洗。沖洗步驟，當進水污物堵塞濾料內(nèi)，進出口壓差增大時，進行反洗步驟，將反洗閥和上排閥打開，下排閥、進水閥、再生閥和產(chǎn)水閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入除氟過濾器，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入中和水箱并經(jīng)排放管排放，反洗完畢進行正洗步驟，將進水閥和下排閥打開，上排閥、反洗閥、再生閥和產(chǎn)水閥關閉，潛水泵工作將水經(jīng)進水閥進入除氟過濾器，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，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、再生支路進入除氟過濾器，此時，再生閥和上排閥打開，下排閥、反洗閥、進水閥和反洗閥關閉，再生排水井上排水支路、排放管路進入中和水箱，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值達到排放標準，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:天津邦盛凈化設備有限公司