CN101973656B - 村镇生活饮用水除氟工艺与装置 - Google Patents
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Abstract
一种村镇生活饮用水除氟工艺与装置，其装置包括：进水提升机构、反冲进水机构和反冲洗进气机构，还有第一级反应器(3)和第二级反应器(4)，所述第一级反应器(3)和进水提升机构的进水管相连，第二级反应器(4)和第一级反应器(3)通过管道相连。其优点是：采用两级处理单元，水力条件好，无短流产生，其中第一级主要为絮凝反应和接触吸附作用，第二级主要起接触吸附和截留作用，絮凝和吸附效果良好，节约用药量；第一级反应器还兼具粗滤功能，对原水的浊度变化适应能力强，处理效果稳定；设施简单，两级处理器共用一套反冲洗设施，设施简单，运行管理方便；处理设施占地少，可实现含氟饮用水处理厂的工厂化。
Description
技术领域
本发明涉及资源环境技术领域，具体的说是一种村镇生活饮用水除氟工艺与装置。
背景技术
氟是自然界广泛存在的元素，长期摄入氟化物含量过高的饮水，将引起以牙齿和骨骼为主的慢性病，前者称为氟斑牙，后者称为氟骨病，是严重危害人类健康的地方病，我国目前约有4200万人受到饮用水型氟超量摄入的严重威胁。我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定，氟化物的含量不得超过1.0mg/L，当原水氟化物含量超过标准时，就应设法进行处理。
饮用水除氟工艺包括吸附过滤法、膜法、离子交换法、混凝沉淀法等，选择除氟方法应根据水质、规模、设备和材料来源经技术经济比较后确定，目前常用的方法有活性氧化铝吸附法、电渗析法和混凝沉淀法。当处理水量较大时，宜选用活性氧化铝法；当除氟的同时要求去除氯离子和硫酸根离子时，宜选用电渗析法；混凝沉淀法适合于含氟量偏低的除氟处理。我国地下水源中氟的浓度大多低于4.0mg/L，采用混凝沉淀法运行费用较低。根据《镇(乡)村给水工程技术规程》(CJJ123-2008)、《饮用水除氟设计规程》(CECS46：93)，混凝沉淀法采用的主要工艺流程为：“含氟原水-(投加絮凝剂)混合-絮凝-沉淀-过滤-出水”或“含氟原水-(投加絮凝剂)混合-絮凝-沉淀-出水”，该工艺中，前者流程较长，增加建设成本和运行管理难度，占地面积大；后者因缺少过滤单元，当原水水质较差时，对处理出水水质的保障性较差。
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，国家对村镇饮用水水质改善也日益重视，村镇饮用水处理的投入力度不断加大。本技术针对村镇生活饮用水处理，开发一种处理效果好、运行稳定、管理简易、占地小的除氟工艺。
发明内容
本发明的目的是研制一种处理效果好、运行稳定、管理简易、占地小的村镇生活饮用水除氟工艺与装置。
一种村镇生活饮用水除氟装置，包括：进水提升机构、反冲洗进水机构和反冲洗进气机构，还有第一级反应器3和第二级反应器4，所述第一级反应器3和进水提升机构的进水管相连，第二级反应器4和第一级反应器3通过管道相连。
所述第一级反应器3和第二级反应器4通过管道和反冲洗进水机构相连。
所述第一级反应器3和第二级反应器4通过管道和反冲洗进气机构相连。
所述进水提升机构为含氟水进水管1和水泵2相连。所述含氟水进水管1和水泵2之间还连有加药装置。
所述反冲洗进水机构为反冲洗水泵6。
所述反冲洗进气机构为空压机7。
所述第一级反应器3、第二级反应器4顶部还分别设置有反冲洗排水管8，反冲洗排水管8上设有阀门。
所述第一级反应器3、第二级反应器4底部设置有承托层9，承托层9为2-16mm级配砾石或长柄滤头滤板，高度为200～700mm；所述承托层9上设置有滤料层10，第一级反应器滤料层10为2～5mm均粒惰性滤料，高度为1000mm～1800mm；第二级反应器滤料层10为0.5～1.2mm惰性滤料或均粒惰性滤料，高度为1000mm～1800mm。
一种村镇生活饮用水除氟工艺，其步骤如下：
(1)原水经泵提升，从底部进入第一级反应器，水流为上向流；除氟药剂可在泵前或泵后、第一级反应器前投加；该反应器内主要发生接触絮凝反应，促进絮凝体的形成，同时起到一定的接触吸附作用，对高氟高浊水还可起到粗滤作用；
(2)第一级反应器出水从上部进入第二级反应器，该反应器内水流为下向流，主要起延长絮体与水的接触，以及过滤作用，保障出水水质；
(3)处理一段时间后，随着反应器内水头损失的增加，需对反应器进行气水反冲洗；冲洗时两个反应器使用一套冲洗设备，开启反冲洗进水和反冲洗进气设备，则柱状反应器中的承托层和滤料层可冲洗干净，冲洗的水可以通过反冲洗排水管排出。
本发明村镇生活饮用水除氟工艺与装置的优点是：采用两级处理单元，水力条件好，无短流产生，其中第一级主要为絮凝反应和接触吸附作用，第二级主要起接触吸附和截留作用，絮凝和吸附效果良好，节约用药量；第一级反应器还兼具粗滤功能，对原水的浊度变化适应能力强，处理效果稳定；设施简单，两级处理器共用一套反冲洗设施，设施简单，运行管理方便；处理设施占地少，可实现含氟饮用水处理厂的工厂化。
附图说明
图1为村镇生活饮用水除氟工艺与装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
根据图1所示，一种村镇生活饮用水除氟装置，包括：进水提升机构、反冲洗进水机构和反冲洗进气机构，还有第一级反应器3和第二级反应器4，所述第一级反应器3和进水提升机构的进水管相连，第二级反应器4和第一级反应器3通过管道相连。
所述第一级反应器3和第二级反应器4通过管道和反冲洗进水机构相连。
所述第一级反应器3和第二级反应器4通过管道和反冲洗进气机构相连。
所述进水提升机构为含氟水进水管1和水泵2相连。所述含氟水进水管1和水泵2之间还连有加药装置。
所述反冲洗进水机构为反冲洗水泵6。
所述反冲洗进气机构为空压机7。
所述第一级反应器3、第二级反应器4顶部还分别设置有反冲洗排水管8，反冲洗排水管8上设有阀门。
所述第一级反应器3、第二级反应器4底部设置有承托层9，承托层9为2-16mm级配砾石，高度为600mm；所述承托层9上设置有滤料层10，第一级反应器滤料层10为2.0～2.5mm石英砂，高度为1500mm；第二级反应器滤料层10为1.0～1.2mm石英砂，高度为1500mm。
一种村镇生活饮用水除氟工艺，其步骤如下：
(1)原水投加药剂后，经泵混合、提升，从底部进入第一级反应器，水流为上向流；该反应器内主要发生接触絮凝反应，促进絮凝体的形成，同时起到一定的粗滤作用；
(2)第一级反应器出水从上部进入第二级反应器，该反应器内水流为下向流，主要起过滤作用，保障出水水质；
(3)处理一段时间后，随着反应器内水头损失的增加，需对反应器进行气水反冲洗；冲洗时两个反应器使用一套冲洗设备，开启反冲洗进水和反冲洗进气设备，则反应器中的承托层和滤料层可冲洗干净，被冲洗的水可以通过反冲洗排水管排出。
对于用水量2000人当量的村庄，含氟生活饮用水处理规模为200m3/d，含氟原水氟化物浓度2.5mg/L。两级反应器均采用Φ800圆柱状结构，反应器内承托层均为2-16mm级配砾石，第一级反应器滤料层为2.0～2.5mm石英砂，h＝1500mm；第二级反应器滤料层为1.0～1.2mm石英砂，h＝1500mm。
实施例二
根据图1所示，一种村镇生活饮用水除氟工艺与装置，包括：进水提升机构、反冲洗进水机构和反冲洗进气机构，还有第一级反应器3和第二级反应器4，所述第一级反应器3和进水提升机构的进水管相连，第二级反应器4和第一级反应器3通过管道相连。
所述第一级反应器3和第二级反应器4通过管道和反冲洗进水机构相连。
所述第一级反应器3和第二级反应器4通过管道和反冲洗进气机构相连。
所述进水提升机构为含氟水进水管1和水泵2相连。所述含氟水进水管1和水泵2之间还连有加药装置。
所述反冲洗进水机构为反冲洗水泵6。
所述反冲洗进气机构为空压机7。
所述第一级反应器3、第二级反应器4顶部还分别设置有反冲洗排水管8，反冲洗排水管8上设有阀门。
所述第一级反应器3、第二级反应器4底部设置有承托层9，承托层9为2-16mm级配砾石，高度为500mm；所述承托层9上设置有滤料层10，第一级反应器滤料层10为3mm陶粒，高度为1200mm；第二级反应器滤料层10为0.8～1.0mm石英砂，高度为1200mm。
一种村镇生活饮用水除氟工艺，其步骤如下：
(1)原水投加药剂后，经泵混合、提升，从底部进入第一级反应器，水流为上向流；该反应器内主要发生接触絮凝反应，促进絮凝体的形成，同时起到一定的粗滤作用；
(2)第一级反应器出水从上部进入第二级反应器，该反应器内水流为下向流，主要起过滤作用，保障出水水质；
(3)处理一段时间后，随着反应器内水头损失的增加，需对反应器进行气水反冲洗；冲洗时两个反应器使用一套冲洗设备，开启反冲洗进水和反冲洗进气设备，则反应器中的承托层和滤料层可冲洗干净，被冲洗的水可以通过反冲洗排水管排出。
对于用水量2000人当量的村镇，含氟生活饮用水处理规模为200m3/d，含氟原水氟化物浓度1.9mg/L。两级反应器均分别采用两座Φ900圆柱状结构，反应器内承托层均为2-16mm级配砾石，第一级反应器滤料层为3mm陶粒，h＝1200mm；第二级反应器滤料层为0.8～1.0mm石英砂，h＝1200mm。
本实用新型不限于上述实施例，可以根据含氟原水氟化物浓度、两级反应器的直径大小、承托层和滤料层的粒度大小和高度不同组合成多个实施例，且均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种村镇生活饮用水除氟装置，包括：进水提升机构、反冲洗进水机构和反冲洗进气机构，其特征在于：还有第一级反应器(3)和第二级反应器(4)，所述第一级反应器(3)和进水提升机构的进水管相连，第二级反应器(4)和第一级反应器(3)通过管道、渠道直接相连；所述进水提升机构为含氟水进水管(1)和水泵(2)相连，所述含氟水进水管(1)和水泵(2)之间还连有加药装置，所述的第一级反应器(3)、第二级反应器(4)底部设置有承托层(9)，承托层(9)为2～16mm级配砾石或长柄滤头滤板，高度为200～700mm；所述承托层(9)上设置有滤料层(10)，第一级反应器滤料层为2～5mm均粒惰性滤料，高度为1000mm～1800mm；第二级反应器滤料层为0.5～1.2mm惰性滤料或均粒惰性滤料，高度为1000mm～1800mm。
2.根据权利要求1所述的村镇生活饮用水除氟装置，其特征在于：所述第一级反应器(3)和第二级反应器(4)通过管道和反冲洗进水机构相连。
3.根据权利要求1所述的村镇生活饮用水除氟装置，其特征在于：所述第一级反应器(3)和第二级反应器(4)通过管道和反冲洗进气机构相连。
4.一种应用权利要求1所述的村镇生活饮用水除氟装置的除氟工艺，其特征在于：其步骤如下：
(1)原水经泵提升，从底部进入第一级反应器，水流为上向流；除氟药剂在泵前投加入，该反应器内主要发生接触絮凝反应，促进絮凝体的形成，同时起到的接触吸附作用，对高氟高浊水还起到粗滤作用；
(2)第一级反应器出水从上部进入第二级反应器，该反应器内水流为下向流，主要起絮体接触吸附和过滤作用，保障出水水质；
(3)处理一段时间后，随着反应器内水头损失的增加，需对反应器进行气水反冲洗；冲洗时两个反应器使用一套冲洗设备，开启反冲洗进水和反冲洗进气设备，则柱状反应器中的承托层和滤料层冲洗干净，被冲洗的水通过反冲洗排水管排出。
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