CN100447353C - 山区饮用水供给装置及方法 - Google Patents

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Abstract

涉及饮用水安全领域的一种山区饮用水供给装置及方法，是针对山区村落缺乏标准饮用水的问题而设计的。设计要点的装置是虹吸式表层取水是按水位的不同设置水管，膜法水处理设备反洗箱连接超滤膜组件、杀菌计量泵、补水阀、净水阀、反洗阀、反洗泵、进水阀、无油空气管，根据饮用水的超标而启用；二氧化氯消毒器是根据制水量投入不同的计量，双层水表箱则解决了水表防冻的技术问题。方法是原水由虹吸式表层取水，经膜法水处理、二氧化氯消毒、化纤混凝土清水池，双层水表箱按计量送入农户。本发明尤其适应于水源处于较高的位置，住户相对集中，原饮用水达不到标准的区域使用，填补村落无自来水的空白。

Description

山区饮用水供给装置及方法
技术领域
本发明涉及山区农民饮用水安全领域，是适合于山区农民饮用水的一种供给装置及供给方法。
背景技术
目前，我国广大的平原、乡村基本上解决了村村通公路、村村通自来水的问题。但在偏远山区的农民、村民还是从天然水的汇集处取得饮用水，这种水因流经的途径不一，水中含有的有害成份或不同程度的污染现象难以掌握。因此，在水源分布较为集中，山区农民聚居较为密集的地区设置本发明的供给装置，以及供给方法是必要的。公开号CN1422814A，名称“饮用水净化工艺及净化设备”披露了向原水加入混凝剂和复合药剂、助凝剂、滤料层的工艺步骤，使江、河、湖水进行净化，达到饮用水标准。该件发明专利所涉及设备投入较多，适应平原、丘陵地区的原水净化，不太适应山区饮用水的供给。
发明内容
本发明针对上述存在的问题，目的是向本领域提供一种山区饮用水供给装置及方法，使其解决山区饮用水标准得不到保障的技术问题。本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的。
一种山区饮用水供给装置，该装置包括虹吸式表层取水部分、膜法水处理设备、二氧化氯消毒器、化纤混凝土清水池、双层水表箱，其特征是虹吸式表层取水部分1是分A、B、C进水段长度不同的三根水管插入原水中，分别取高、中、低水位的表层水，每根管子的端部设置滤网1.1，由镇墩1.2固定水管，在水管的至高处开设注水口1.3或抽气口1.4，并连接水泵或真空泵1.5，A、B、C三根水管经三通管连接引水管1.6、闸阀1.7、进水管1.8；进水管的原水经膜法水处理装置2、二氧化氯消毒器6、化纤混凝土清水池3连接双层水表箱4至用水农户5。三通管连接主管，主管连接引水管1.6。不同深度设置A、B、C三根管子，目的是水位从高到低，分别启用，在每根管子的端部连接滤网，使虹吸所取得水处于水库表层，杂质少、含氧量高，以最简单的方法真正从源头上提高水质。
一种山区饮用水供给方法，该方法是以水库或山塘的水作原水，经取水、过滤和消毒，将合格水供给农户，其特征在于由A、B、C之一的水管采用虹吸表层取水，所吸得原水经膜法水处理设备、二氧化氯消毒器6获得合格水，合格水进入化纤混凝土清水池3，经双层水表箱4送至用水农户5。
所述的膜法水处理设备是针对山区水体相对比较清洁，但水中也有各种杂草、悬浮物、鱼虾等小生物，雨后有泥沙浑浊多日，同时存在铁、锰、锌、氨氮、总氮、细菌超标等问题，所以必须进行净化处理，简易的过滤设备能滤去无机杂质，却不能滤去有机杂质。本设备采用国际上先进的超滤膜处理技术，膜是一种超分子级分离过滤作用的介质，当溶液或混合气体与膜接触时，在适当压力或电场作用下，或温差作用下，某些物质可以透过膜，而另一些物质则被有选择性的拦截。从而使溶液中不同组份，或混合气体的不同组分被分离，将截留有机及无机污染物，而对人体必需的一些离子又有较大的透过率。
首先，超滤膜为多孔性不对称结构，筛分孔径从0.005～0.1微米，实现从无机物到有机物，从细菌、病毒、胶体、可溶性有机物的广泛分离，确保水质，且处理效果不受原水水质、运行条件等因素的影响。
其次，膜分离过程为物理过程，不加入化学剂，属于“绿色”技术。
再则，膜分离设备，采用集成化装配，便于运输、拆卸、安装，运行环境整洁，占地面积为一般水厂的1/5，工程造价是常规小水厂一般装置的1/2。
另则，膜分离过程系统简单、操作容易，便于维修且有利于生产、管理自动化。
膜处理设备所需的工作压力，利用山区水源与用户的地形高差来实现，节约能源90％以上。
所述的膜法水处理设备2的补水阀3.2连接反洗水箱3.1和超滤膜组件3.9的出水管，把净水引入反洗水箱备用；反洗水泵3.5连接反洗水箱3.1、反洗阀3.4，杀菌剂计量泵3.10连接杀菌剂装置3.11和反洗水泵出口；污水阀3.7连接超滤膜组件和污水收集箱；水泵3.14连接进水管3.18、进水阀3.15；净水阀3.3和净水出水管3.6相连、下排阀3.13连接超滤膜组件进水管；净水阀接于超滤膜组件出水管，正洗阀3.12连接水泵和超滤膜组件3.9；进气阀3.16连接无油空气管3.17和超滤膜组件进水管；膜设备处于过滤程序时，原水经水管、水泵、进水阀、被压入超滤膜组件，处理后的净水经净水阀流入化纤混凝土清水池；当流量变小、净水浊度增加时启动反洗程序。反洗所连接的管子将压缩空气压入，进水阀3.15、净水阀3.3关闭。反洗阀3.4开启，反洗泵3.5将反洗水箱3.1清水压入超滤膜组件3.9，此组件所连接的杀菌剂计量泵3.10和空气压缩机启动，将杀菌剂和压缩空气同时压入超滤膜组件3.9进行杀菌和气水清洗，冲洗后的污水经污水排放阀3.7排入污水收集箱3.8。
所述的二氧化氯消毒器，采用一种杀菌效果较好而无副作用的二氧化氯消毒剂。该消毒器采用以盐酸、氯酸钠为原料，产生二氧化氯气体，化学方程式：NaClO3+2HCl＝NaCl+ClO2+1/2Cl2+H2O，设备中有温控装置，保证充分反应。
本消毒器包括药箱吸气口6.1、药箱加药口6.2、药箱液位管6.3、氯酸钠控制阀6.4、盐酸总阀6.5、盐酸投加阀6.6、氯酸钠投加阀6.7、加温箱液位管6.8、反应器液位管6.9、加温水箱6.10、曝气盒6.11、加温控制器6.12、加温保护器6.13、加温器6.14、水射器6.15、安全阀6.16、水射器控制器6.17、反应器抽气阀6.18、加药抽气阀6.19、注水口6.20。氯酸钠水溶液和盐酸在计量调节系统(盐酸投加阀、氯酸钠投加阀)电控系统作用下被定量输送到反应罐内，用加温器6.14控制温度，经过曝气盒负压曝气反应生成二氧化氯和氯气的气液混合物，制成一定浓度的二氧化氯混合消毒液，利用水射器投加到待处理的水中，完成二氧化氯和氯气的协同消毒、氧化作用。
通过反应产生的广谱消毒剂——二氧化氯，具有以下优点：
水中溶解度大且余氯稳定，有强氧化性，将去色、除臭，含氧化铁、锰等物质，效果较稳定，不受PH值影响。本设备制备二氧化氯工艺简单、操作方便，克服液氯及其它消毒剂的缺点。占地面积小，操作简单。
所述的化纤混凝土清水池，此清水池与普通钢筋混凝土水池比较，将克服普遍存在的渗漏现象。原有用材主要由混凝土的抗裂性较差引起，水池由于受拉和受弯作用产生表面张力，出现裂缝，形成渗漏通道。在混凝土浇筑过程中发生泌水作用会引起沉缩、硬化，水泥浆水化造成的化学收缩，受到骨料的限制形成界面裂缝。混凝土中的砂石、水泥组成弹性骨系，受外力作用形成弹性变形，形成水泥胶体中凝胶、孔隙的界面的初始裂缝，所以普通钢筋混凝土易形成塑性裂缝和温度裂缝，产生渗漏通道，水池渗水现象很普遍。
化纤混凝土清水池就是在混凝土拌制时加入新型材料——高性能异型塑钢纤维(HPP纤维)，克服了普通钢筋混凝土存在的缺点。
HPP纤维抗拉强度＞400MPa、模量＞6000MPa、比重0.91、抗渗性能增加60％，抗酸碱性能极高、安全无毒、吸水性＜0.1％。具有以下优点：
(1)、施用方便，随水拌入即可。
(2)、抑制混凝土塑性收缩，沉降引起的裂缝。
(3)、抑制混凝土干裂和温度引起的裂缝。
(4)、提高混凝土的抗冻、抗渗漏能力，延长使用寿命。
具有操作简单、造价较低、易于推广，尤其适用于清水池，因为水池渗漏修复很难。
所述的双层水表箱，目前市场上的水表箱都是单层，保温性能差，山区冬季气温低，普遍出现水表“冻坏”的现象，本表箱采用“热水瓶”原理为双层式，即在水表箱外面再“套”一只外表箱，两箱分别密封，两箱间的空气即为“隔冷材料”。
双层防冻水表箱包括外箱盖、外箱体、内箱体、闸阀、干式水表、内箱盖、支墩，其特征是外箱体4.3内设置内箱体4.5，外箱体与内箱体之间由支墩4.9搁置，外箱体、支墩连接并承托内箱体、内箱盖4.8、外箱盖4.1，自来水管穿入外箱体、内箱体，在内箱体中连接闸阀4.6、干式水表4.7。
所述的内箱体与内箱盖之间设置密封垫4.4，在外箱体与外箱盖4.1之间设置密封填料槽4.2，填料槽中填充填料实现密封，防止雨水渗入箱内。
本发明是因地制宜虹吸原水，设备投资较少，解决了山区农民的安全饮水问题。其装置布局合理，方法易于付诸实施，是将创新技术进行优化组合的结果。
附图说明
图1是本发明流程示意图。
图2是虹吸式表层取水装置示意图。
图3是膜法水处理设备工作原理示意图。
图4是双层防冻水表箱结构示意图。
图5是二氧化氯消毒器正面示意图；
图6是二氧化氯消毒器背面示意图。
具体实施方式
图1中的1至6序号所连线为水管连接，图2中水位在A管上部则启用A管取水。先将A管中的空气排走，其方法一是启动水泵1.5注水，水灌满引水管1.6之后，水泵停止运行，打开闸阀1.7利用虹吸原理水库水将自动进入引水管。方法二在抽气口1.4，用真空泵抽气使整条虹吸管充满水，打开闸阀，引水管就自动引水。经膜法水处理设备2所处理的合格水，由二氧化氯消毒器6加药杀菌。经双层防冻水表箱4，按用户所需计量入户。
本实施方式尤其适应于水源处于较高的位置，住户相对集中，原饮用水达不到标准区域使用，填补村落无自来水的空白。

Claims (6)

1、一种山区饮用水供给装置，该装置包括虹吸式表层取水部分、膜法水处理设备、二氧化氯消毒器、化纤混凝土清水池、双层水表箱，其特征是虹吸式表层取水部分(1)是分A、B、C进水段长度不同的三根水管插入原水中分别取高、中、低水位的表层水，每根管子的端部设置滤网(1.1)，由镇墩(1.2)联接固定水管，在水管的至高处开设注水口(1.3)或抽气口(1.4)，并连接水泵或真空泵(1.5)，A、B、C三根水管经三通管连接引水管(1.6)、闸阀(1.7)、进水管(1.8)；进水管的原水经膜法水处理装置(2)、化纤混凝土清水池(3)连接双层水表箱(4)至用水农户(5)；或原水经膜法水处理装置、二氧化氯消毒器(6)、化纤混凝土清水池连接双层水表箱至用水农户；三通管连接主管，主管连接引水管。
2、一种山区饮用水供给方法，该方法是以水库或山塘的水作原水，经取水、过滤和消毒，将合格水供给用水农户，其特征在于由A、B、C之一的水管采用虹吸表层取水，所吸得原水经膜法水处理设备、二氧化氯消毒器获得合格水，合格水进入化纤混凝土清水池(3)，经双层水表箱(4)送至用水农户(5)。
3、根据权利要求1所述的山区饮用水供给装置，其特征是膜法水处理设备(2)的补水阀(3.2)连接反洗水箱(3.1)和超滤膜组件(3.9)的出水管，把净水引入反洗水箱备用；反洗水泵(3.5)连接反洗水箱(3.1)、反洗阀(3.4)，杀菌剂计量泵(3.10)连接杀菌剂装置(3.11)和反洗水泵出口；污水阀(3.7)连接超滤膜组件和污水收集箱；水泵(3.14)连接进水管(3.18)、进水阀(3.15)；净水阀接于超滤膜组件出水管，正洗阀(3.12)连接水泵和超滤膜组件(3.9)；进气阀(3.16)连接无油空气管(3.17)和超滤膜组件进水管；膜设备处于过滤程序时，原水经水管、水泵、进水阀、被压入超滤膜组件，处理后的净水经净水阀流入化纤混凝土清水池；当流量变小、净水浊度增加时启动反洗程序。
4、根据权利要求1所述的山区饮用水供给装置，其特征是所述的二氧化氯消毒器，包括药箱吸气口(6.1)、药箱加药口(6.2)、药箱液位管(6.3)、氯酸钠控制阀(6.4)、盐酸总阀(6.5)、盐酸投加阀(6.6)、氯酸钠投加阀(6.7)、加温箱液位管(6.8)、反应器液位管(6.9)、加温水箱(6.10)、曝气盒(6.11)、加温控制器(6.12)、加温保护器(6.13)、加温器(6.14)、水射器(6.15)、安全阀(6.16)、水射器控制器(6.17)、反应器抽气阀(6.18)、加药抽气阀(6.19)、注水口(6.20)。
5、根据权利要求1所述的山区饮用水供给装置，其特征是双层防冻水表箱包括外箱盖、外箱体、内箱体、闸阀、干式水表、内箱盖、支墩，其特征是外箱体(4.3)内设置内箱体(4.5)，外箱体与内箱体之间由支墩(4.9)搁置，外箱体、支墩连接并承托内箱体、内箱盖(4.8)、外箱盖(4.1)，自来水管穿入外箱体、内箱体，在内箱体中连接闸阀(4.6)、干式水表(4.7)。
6、根据权利要求5所述的山区饮用水供给装置，其特征是所述的内箱体(4.5)与内箱盖(4.8)之间设置密封垫(4.4)，在外箱体(4.3)与外箱盖(4.1)之间设置密封填料槽(4.2)，填料槽中填充填料。
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