CN102249455B

CN102249455B - 具有除砷功能的农村饮用水净化系统

Info

Publication number: CN102249455B
Application number: CN2011101312948A
Authority: CN
Inventors: 金煌炜; 陈亦农
Original assignee: HANGZHOU YONGTENG MEMBRANE TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: HANGZHOU YONGTENG MEMBRANE TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2031-05-20
Also published as: CN102249455A

Abstract

本发明涉及水净化技术领域，其目的在于提供一种具有除砷功能的农村饮用水净化系统，它可有效去除饮用水中的砷，同时还可去除铬等其它重金属污染物，净化水效果好。本发明包括依次连接的原水池、砂滤罐、活性炭罐、羟基氧化铁罐和净化水储罐，原水池和砂滤罐的连接管道上设有给水泵，砂滤罐和活性炭罐之间设有超滤器，超滤器内装有超滤膜，超滤器的进水口通过管道与砂滤罐的出水口连接，超滤器的出水口通过管道与活性炭罐的进水口连接。

Description

具有除砷功能的农村饮用水净化系统

技术领域

本发明涉及水净化技术领域，特别涉及一种具有除砷功能的农村饮用水净化系统。

背景技术

砷及砷化合物是公认的人类已确定的致癌物。由于人类取水灌溉、采矿、特别是打井取水饮用等活动，以及受各地区的生态环境和气候影响，地球表层中砷化合物以砷酸盐及亚砷酸盐等形式大量溶入地表水中，加上冶金、化工、化学制药、制革、纺织、木材加工、玻璃、油漆颜料和陶瓷等工业废水对天然水体的污染，带来了严重的水砷污染问题。砷污染给农村地区带来了尤为严重的饮水危机。

目前常见的除砷方法有：

混凝法是目前在工业生产和处理生活饮用水中运用得最广泛的除砷方法，并且可以很好的使工业污水达到排放标准，使生活饮用水达到饮用标准。混凝法方法需要大量的混凝剂，产生大量的含砷废渣无法利用，且处理困难，长期堆积则容易造成二次污染，因此该方法的应用受到一定的限制。

离子交换法也是一种有效的脱砷方法，其运用于除砷的研究也越来越广泛。由于离子交换法投资高，操作较复杂，原水中含其它盐量较高时，需对原水进行预处理，需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患，细菌易在床层中繁殖。

反渗透膜过滤法在对生活饮用水进行除砷的实验中也取得了良好的效果，是一种有效的除砷方法，但该法还只停留在实验阶段，实际中还未得到应用。并且反渗透需要提供高压，能耗高，且水的回收率低。

公开号CN101468855A的发明公开了一种饮用水净化系统，包括初级过滤罐、深度净化罐和炭吸附罐，所述初级过滤罐、深度净化罐和炭吸附罐依次相连，其连接管道上设有泵，所述深度净化罐内设有上下两个横向的隔板将罐内空间分割为中部、上部和下部，所述上下隔板均为孔板，其中上个板为小孔孔板，下隔板为大孔孔板，所述罐体内空间的中部是流化床室，下部是混合室，上部是稳流室，所述流化床处理室设有若干的紫外光灯，内装有光催化剂颗粒，所述光催化剂颗粒的表面布有光催化剂，所述罐体还设有进臭氧管。该饮用水净化系统虽能净化水，但无法有效去除水中的砷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种具有除砷功能的农村饮用水净化系统，它可有效去除饮用水中的砷，同时还可去除铬等其它重金属污染物，净化水效果好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有除砷功能的农村饮用水净化系统，所述的农村饮用水净化系统包括依次连接的原水池、砂滤罐、活性炭罐、羟基氧化铁罐和净化水储罐，原水池和砂滤罐的连接管道上设有给水泵，砂滤罐和活性炭罐之间设有超滤器，超滤器内装有超滤膜，超滤器的进水口通过管道与砂滤罐的出水口连接，超滤器的出水口通过管道与活性炭罐的进水口连接。

吸附法是一种简单易行的水处理技术，一般适合于处理量大、浓度较低的水处理体系。该方法是以具有高比表面积、不溶性的固体材料作吸附剂，通过物理吸附作用、化学吸附作用或离子交换作用等机制将水中的砷污染物固定在自身的表面上，从而达到除砷的目的。羟基氧化铁是一种新型的高效吸附剂，它可以强力吸附砷，同时可吸附其它重金属污染物。本发明在除去重金属砷的同时，除去了其它常见污染物，保留对人体有益的矿物质，提供卫生的饮用水。本发明适应的原水为农村地区地表水，包括水库水和河湖水，本发明系统产水量为每小时1~10吨。

作为优选，所述的砂滤罐内的砂采用粒径1~2mm的石英砂。砂滤作为超滤的前级处理，保证出水浊度在5NTU以下。

作为优选，所述的超滤膜的微孔孔径为0.01~0.02μm。用超滤膜去除水中的悬浮物、胶体、泥沙、大肠菌群、细菌的污染物。

作为优选，所述的活性炭罐内的活性炭采用粒径为2~4mm的颗粒活性炭，所述颗粒活性炭的碘吸附值大于900mg/g。活性炭主要除去水中小分子溶解性有机物。

作为优选，所述的羟基氧化铁罐包括主罐体，主罐体的顶端设有出水口，主罐体的底端设有进水口，主罐体顶端的出水口通过管道与净化水储罐连接，主罐体底端的进水口通过管道与活性炭罐的出水口连接，主罐体内的底部设有多孔结构的布水板，主罐体内的顶部设有集水膜，集水膜和布水板之间设有滤料床，滤料床底部接触布水板，滤料床内填充有羟基氧化铁，羟基氧化铁填充的总高径比≥3。

布水板与主罐体相配，且布水板与主罐体固连，布水板为孔板。羟基氧化铁填充的总高径比指羟基氧化铁填充的总高度与滤料床的直径即主罐体内径的比值。水在罐内的过流速度为5~40m/h。

作为优选，所述的布水板与进水口之间具有高度为30~200mm的缓冲区。缓冲区的高度即布水板与主罐体内的底端面的距离。

作为优选，所述的集水膜孔径为0.2~1.0μm，集水膜横向卷成螺旋状填充主罐体的横截面，集水膜的纵向高度为200~400mm。作为优选，所述的集水膜有两层，两层集水膜之间通过尼龙隔网隔开。这样充分保证过水面积，避免水流短路。尼龙隔网的作用类似骨架，将两层集水膜撑开，集水膜为PP平板膜。

作为优选，所述的滤料床由至少三层滤料层上下依次排布组合而成，上下相邻的两滤料层之间具有30~100mm的间隙。这样羟基氧化铁避免粉末压实，确保流态化运行，水和羟基氧化铁粉末可以充分扰动和接触，在保证吸附效果的同时可加快过流速度，并且各滤料层便于更换。

作为优选，滤料床内填充的羟基氧化铁采用粒径为2~8μm且比表面积在200m²/g以上的粉末状羟基氧化铁，羟基氧化铁的晶型为α-FeOOH。这样的羟基氧化铁吸附效果最佳。

本发明的有益效果是：可有效去除饮用水中的砷，同时还可去除铬等其它重金属污染物，净化水效果好；在除去砷的同时，除去了其它常见污染物，保留对人体有益的矿物质，提供卫生的饮用水；工艺简单易行。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明羟基氧化铁罐的一种结构示意图；

图3是图2的一种A-A视图。

图中：1、原水池，2、给水泵，3、砂滤罐，4、超滤器，5、活性炭罐，6、羟基氧化铁罐，61、主罐体，62、出水口，63、进水口，64、布水板，65、集水膜，66、尼龙隔网，67、滤料床，68、滤料层，69、缓冲区，7、净化水储罐。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

如附图1所示的一种具有除砷功能的农村饮用水净化系统，包括依次通过管道连接的原水池1、给水泵2、砂滤罐3、超滤器4、活性炭罐5、羟基氧化铁罐6和净化水储罐7，砂滤罐内的砂采用粒径1~2mm的石英砂，超滤器内装有超滤膜，超滤膜的微孔孔径为0.01~0.02μm，活性炭罐内的活性炭采用粒径为2~4mm的颗粒活性炭，颗粒活性炭的碘吸附值大于900mg/g。所述的羟基氧化铁罐包括主罐体61，主罐体的顶端具有出水口62，主罐体的底端具有进水口63，主罐体顶端的出水口通过管道与净化水储罐连接，主罐体底端的进水口通过管道与活性炭罐的出水口连接，主罐体内的底部装有多孔结构的布水板64，布水板与主罐体的进水口之间具有高度为30mm的缓冲区69，主罐体内的顶部装有集水膜65，集水膜为孔径0.2μm的PP平板膜，集水膜有两层，两层集水膜之间通过尼龙隔网66隔开并撑开成收集水的空间（附图3），集水膜横向卷成螺旋状填充主罐体的横截面，集水膜的纵向高度为400mm，集水膜和布水板之间为滤料床67，滤料床的直径与主罐体相配，料床底部接触布水板，滤料床内填充有羟基氧化铁，羟基氧化铁填充的总高径比为3，滤料床由三层滤料层68上下依次排布组合而成，上下相邻的两滤料层之间具有30mm的间隙，滤料床内填充的羟基氧化铁采用粒径为2~8μm且比表面积在200m²/g以上的粉末状羟基氧化铁，羟基氧化铁的晶型为α-FeOOH。

实施例2：

如附图1所示的一种具有除砷功能的农村饮用水净化系统，包括依次通过管道连接的原水池1、给水泵2、砂滤罐3、超滤器4、活性炭罐5、羟基氧化铁罐6和净化水储罐7，砂滤罐内的砂采用粒径1~2mm的石英砂，超滤器内装有超滤膜，超滤膜的微孔孔径为0.01~0.02μm，活性炭罐内的活性炭采用粒径为2~4mm的颗粒活性炭，颗粒活性炭的碘吸附值大于900mg/g。所述的羟基氧化铁罐包括主罐体61（附图2），主罐体的顶端具有出水口62，主罐体的底端具有进水口63，主罐体顶端的出水口通过管道与净化水储罐连接，主罐体底端的进水口通过管道与活性炭罐的出水口连接，主罐体内的底部装有多孔结构的布水板64，布水板与主罐体的进水口之间具有高度为200mm的缓冲区69即布水板与主罐体内的底端面的距离，主罐体内的顶部装有集水膜65，集水膜为孔径1.0μm的PP平板膜，集水膜有两层，两层集水膜之间通过尼龙隔网66隔开并撑开成收集水的空间（附图3），集水膜横向卷成螺旋状填充主罐体的横截面，集水膜的纵向高度为200mm，集水膜和布水板之间为滤料床67，滤料床的直径与主罐体相配，料床底部接触布水板，滤料床内填充有羟基氧化铁，羟基氧化铁填充的总高径比5，滤料床由四层滤料层68上下依次排布组合而成，上下相邻的两滤料层之间具有100mm的间隙，滤；滤料床内填充的羟基氧化铁采用粒径为2~8μm且比表面积在200m²/g以上的粉末状羟基氧化铁，羟基氧化铁的晶型为α-FeOOH。

实施效果

以某农村湖水为原水，采用本发明的系统净化，净水流量1.5t/h。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的农村饮用水净化系统包括依次连接的原水池（1）、砂滤罐（3）、活性炭罐（5）、羟基氧化铁罐（6）和净化水储罐（7），原水池和砂滤罐的连接管道上设有给水泵（2），砂滤罐和活性炭罐之间设有超滤器（4），超滤器内装有超滤膜，超滤器的进水口通过管道与砂滤罐的出水口连接，超滤器的出水口通过管道与活性炭罐的进水口连接。

2.根据权利要求1所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的砂滤罐内的砂采用粒径1~2mm的石英砂。

3.根据权利要求1所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的超滤膜的微孔孔径为0.01~0.02μm。

4.根据权利要求1所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的活性炭罐内的活性炭采用粒径为2~4mm的颗粒活性炭，所述颗粒活性炭的碘吸附值大于900mg/g。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的羟基氧化铁罐包括主罐体（61），主罐体的顶端设有出水口（62），主罐体的底端设有进水口（63），主罐体顶端的出水口通过管道与净化水储罐连接，主罐体底端的进水口通过管道与活性炭罐的出水口连接，主罐体内的底部设有多孔结构的布水板（64），主罐体内的顶部设有集水膜（65），集水膜和布水板之间设有滤料床（67），滤料床底部接触布水板，滤料床内填充有羟基氧化铁，羟基氧化铁填充的总高径比≥3。

6.根据权利要求5所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的布水板与进水口之间具有高度为30~200mm的缓冲区（69）。

7.根据权利要求5所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的集水膜孔径为0.2~1.0μm，集水膜横向卷成螺旋状填充主罐体的横截面，集水膜的纵向高度为200~400mm。

8.根据权利要求7所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的集水膜有两层，两层集水膜之间通过尼龙隔网（66）隔开。

9.根据权利要求5所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：所述的滤料床由至少三层滤料层（68）上下依次排布组合而成，上下相邻的两滤料层之间具有30~100mm的间隙。

10.根据权利要求5所述的具有除砷功能的农村饮用水净化系统，其特征在于：滤料床内填充的羟基氧化铁采用粒径为2~8μm且比表面积在200m²/g以上的粉末状羟基氧化铁，羟基氧化铁的晶型为α-FeOOH。