CN103626316A

CN103626316A - 一种用于受重金属污染饮用水源的应急处理装置

Info

Publication number: CN103626316A
Application number: CN201310624772.8A
Authority: CN
Inventors: 陈益清; 林志坤; 英海泉; 李文龙; 武延坤
Original assignee: Shenzhen Polytechnic
Current assignee: Shenzhen Polytechnic
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: CN103626316B

Abstract

本发明公开了一种用于受重金属污染饮用水源的应急处理装置。该应急处理装置包括：砂滤池、活性炭柱、KDF滤柱以及超滤膜组件，所述砂滤池的出水管连接至所述活性炭柱的进水管，所述活性炭柱的出水管连接所述KDF滤柱的进水口，所述KDF滤柱的出水口连接所述超滤膜组件的进水管；其中，原水自所述砂滤池的进水管进入，并依此经过所述砂滤池、所述活性炭柱、所述KDF滤柱以及所述超滤膜组件进行处理，最终从所述超滤膜组件的出水管排出。通过上述实施方式，不需要投入化学药剂进而不会额外引入新的有害物质，且能够节约用水，能够有效提高对重金属的处理效率。

Description

一种用于受重金属污染饮用水源的应急处理装置

技术领域

本发明涉及一种用于受重金属污染饮用水源的应急处理装置。

背景技术

现用于处理重金属污染饮用水源的主要方法可以分为物理法、化学法、生物法，上述方法中，化学沉淀、活性炭吸附、稀释等方法常用于应急处理。具体而言：

（1）化学沉淀方法在用于降低受污染水体中的重金属离子浓度时，常用于预处理，其通常需要非常高的化学药剂投加量，才能将重金属离子浓度降低到标准值以下，再者投加药剂，需要考虑是否产生新的有害物质；

（2）活性炭吸附法常用于处理饮用水源的重金属污染问题，而且效果显著，缺点是活性炭吸附不具有选择性，因此极易吸附其他污染物质，而迅速达到吸附饱和，进而不易对重金属进行充分处理；

（3）稀释法对于降低水源中污染物浓度具有明显的效果，但是需要清洁水的水量比较大，成本昂贵。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种用于受重金属污染饮用水源的应急处理装置，能够有效提高对重金属的处理效率，且不需要投入化学药剂进而不会额外引入新的有害物质，并且能够节约用水。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于受重金属污染饮用水源的应急处理装置，包括：砂滤池、活性炭柱、KDF滤柱以及超滤膜组件，所述砂滤池的出水管连接至所述活性炭柱的进水管，所述活性炭柱的出水管连接所述KDF滤柱的进水口，所述KDF滤柱的出水口连接所述超滤膜组件的进水管；其中，原水自所述砂滤池的进水管进入，并依次经过所述砂滤池、所述活性炭柱、所述KDF滤柱以及所述超滤膜组件进行处理，最终从所述超滤膜组件的出水管排出。

其中，所述应急处理装置包括絮凝剂加药装置、管道混合器以及原水泵；所述絮凝剂加药装置的出药口、所述原水泵的出水口均连接至所述管道混合器的进口，所述管道混合器的出口连接至所述砂滤池的进水管。

其中，所述应急处理装置包括超滤抽吸泵、清水池以及反洗泵；所述超滤抽吸泵的抽水口连接至所述KDF滤柱的出水口、所述超滤膜组件的出水管连接至所述清水池，所述反洗泵的抽水口连接至所述清水池；所述应急处理装置还包括反冲洗管道，所述反冲洗管道包括进水管、第一出水管、第二出水管、第三出水管及第四出水管，其中，所述反冲洗管道的进水管连接至所述反洗泵的出水口，所述第一出水管连接至所述砂滤池的出水管，所述第二出水管连接至所述活性炭柱的出水管，所述第三出水管连接至所述KDF滤柱的出水口，所述第四出水管连接至所述超滤膜组件的出水管。

其中，所述KDF滤柱包括两端开口的柱体、内设于所述柱体的KDF填料，以及密闭所述柱体两端的滤柱盖；其中，所述KDF滤柱的进水口设置于其中一个所述滤柱盖上，所述KDF滤柱的出水口设置于另一个所述滤柱盖上，并且，每个所述滤柱盖内均设置有砂芯。

其中，所述KDF滤柱的柱体半径为0.15m，柱体高度为0.3m，所述砂芯厚度为10mm。

其中，所述滤柱盖与所述柱体之间通过螺接方式连接；其中，所述KDF滤柱为一个或多个，多个时，各个所述KDF滤柱之间通过串联的方式连接。

其中，所述超滤膜组件采用中空纤维柱式超滤膜。

其中，所述砂滤池包括顶端开口的柱体，所述砂滤池的柱体顶端螺接、铰接或扣接有砂滤池盖；其中，所述砂滤池的柱体底部自下而上依次铺设有鹅卵石、石英砂；并且，所述砂滤池的柱体外侧设置有与所述砂滤池的柱体顶部连通的溢流管，所述溢流管顶部开口位置高于柱体内部所述石英砂所处的高度。

其中，所述活性炭柱包括顶端开口的柱体，所述活性炭柱的柱体顶端螺接、铰接或扣接有端盖；其中，所述活性炭柱的柱体底部自下而上依次铺设有鹅卵石、石英砂和活性炭；并且，所述活性炭柱的柱体外侧设置有与所述活性炭柱的柱体顶部连通的溢流管，所述溢流管顶部开口位置高于柱体内部所述活性炭柱所处的高度。

其中，所述砂滤池、所述活性炭柱、所述KDF滤柱以及所述超滤膜组件之间分别通过可拆卸方式进行连接。

本发明的应急处理装置：设置有砂滤池、活性炭柱、KDF滤柱以及超滤膜组件，砂滤池对原水进行初步过滤，滤后水再经活性炭柱进一步去除有机物，然后由KDF滤柱对重金属进行去除，最后经超滤膜组件对细菌等微生物进行过滤，通过上述结构设置，可对受污染原水进行多次过滤处理，处理效果好，尤其是通过采用KDF滤柱对重金属进行过滤，能够有效提高对重金属的处理效率，且不需要投入化学药剂进而不会额外引入新的有害物质，能够节约用水，降低成本。

附图说明

图1是本发明应急处理装置第一实施方式的装置流程图。

图2是KDF滤柱的主视透视图。

图3是图1所示应急处理装置中砂滤池的主视透视图。

图4是图1所示应急处理装置中活性炭柱的主视透视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

参阅图1，本发明第一实施方式的应急处理装置，包括：砂滤池2、活性炭柱3、KDF滤柱4以及超滤膜组件5。

其中，砂滤池2的出水管14连接至活性炭柱3的进水管，活性炭柱3的出水管23连接至KDF滤柱4的进水口25，KDF滤柱4的出水口30连接至超滤膜组件5的进水管。工作时，原水自砂滤池2的进水管12进入，并依此经过砂滤池2、活性炭柱3、KDF滤柱4以及超滤膜组件5进行处理，最终从超滤膜组件5的出水管排出。

具体的，参阅图2，KDF滤柱4包括两端开口的柱体100、内设于柱体100的KDF填料27，以及密闭柱体两端的滤柱盖28，其中，滤柱盖28与柱体100之间可以通过螺接方式连接，如该柱体100两端设置为外接螺纹，滤柱盖28设置为内接螺纹，上述相同或相似结构的设置能够方便柱体100与滤柱盖28之间的安装、拆卸，进而能够方便对柱体100内KDF填料27进行更换。进一步地，KDF滤柱4的进水口25设置于其中一个滤柱盖28上，KDF滤柱4的出水口30设置于另一个滤柱盖28上，并且，每个滤柱盖28内均设置有防止过滤时KDF填料27流失的砂芯26。

通常，KDF滤柱4内部设计进水与KDF滤柱4的接触时间在40秒左右，使得进水能够与KDF滤柱4充分接触，进而提高对重金属的处理效率。举例而言，KDF滤柱4的柱体100半径为0.15m、高度为0.3m，砂芯26厚度为10mm。当然，KDF滤柱4可设置为一个或者多个，设置为多个时，各个KDF滤柱4之间通过串联的方式连接，能够进一步延长含重金属原水在KDF滤柱4之间的流通路径进而增加含重金属原水与KDF滤柱4的接触时间，进而提高对重金属的处理效率。

本发明实施方式的应急处理装置：设置有砂滤池2、活性炭柱3、KDF滤柱4以及超滤膜组件5，砂滤池2对原水进行初步过滤，滤后水再经活性炭柱3进一步过滤，然后由KDF滤柱4对重金属进行去除，最后经超滤膜组件5对细菌等微生物进行过滤，通过上述结构设置，可对原水进行多次过滤处理，过滤效果好，尤其是通过采用KDF滤柱4对重金属进行过滤，能够有效提高对重金属的处理效率，且不需要投入化学药剂进而不会额外引入新的有害物质，能够节约用水，降低成本。

继续参阅图1，在具体应用实施方式中，应急处理装置包括絮凝剂加药装置7、管道混合器1以及原水泵6。其中，絮凝剂加药装置7的出药口、原水泵6的出水口均连接至管道混合器1的进口，管道混合器1的出口连接至砂滤池2的进水管12。当然，原水泵6的抽水口可以连接至外部原水池或原水管。

使用时，由原水泵6抽取含重金属的原水，原水在经过管道混合器1的时候，同时利用絮凝剂加药装置7加入铁盐絮凝剂或其它类型的絮凝剂，原水在该管道混合器1内经过较短时间的管道絮凝，进一步输送至砂滤池2进行过滤，并继续完成前文所述的其他处理步骤，此处不再重复赘述。

进一步地，仍请参阅图1，在另一应用实施方式中，应急处理装置还包括超滤抽吸泵9、清水池10以及反洗泵11。超滤抽吸泵9的抽水口连接至KDF滤柱4的出水口、超滤抽吸泵9的出水口连接至超滤膜组件5的进水管，该超滤膜组件5的出水管连接至清水池10，反洗泵11的抽水口亦连接至清水池10。应急处理装置还包括反冲洗管道，反冲洗管道包括进水管201、第一出水管202、第二出水管203、第三出水管204及第四出水管205，反冲洗管道的进水管201连接至反洗泵11的出水口，第一出水管202连接至砂滤池2的出水管14，第二出水管203连接至活性炭柱3的出水管23，第三出水管204连接至KDF滤柱4的出水口30，第四出水管205连接至超滤膜组件5的出水管。

该应急处理装置还可以用反洗泵11从清水池10中抽取经过净化的水，通过该反洗管道将水输送至各出水管202、203、204、205，并分别进入砂滤池2、活性炭柱3、KDF滤柱4和超滤膜组件5中进行冲洗，比如，通过反冲洗可以有效解决絮凝后的矾花对砂滤池2的堵塞问题。当然，具体实施时，可以在各构件的进水管、出水管上设置控制阀门，以单独控制或组合控制对砂滤池2、活性炭柱3、KDF滤柱4和超滤膜组件5的冲洗。

上述实施方式中，超滤膜组件5可以采用中空纤维柱式超滤膜，以便于运输和安装。

另外，请参阅图3，砂滤池2可以设置为包括顶端开口的柱体300，其中砂滤池2的柱体300顶端可通过螺接、铰接或扣接等方式设置一砂滤池盖17，其中，在砂滤池2正常运行时，砂滤池盖17保持关闭状态，而砂滤池盖17设置为可打开的连接方式，能够方便更换填料。进一步地，砂滤池2内部，在柱体300底部自下而上可以依次铺设鹅卵石16、石英砂13，其中，鹅卵石16的主要是用来支撑石英砂13，同时能够对反冲洗过程进行均匀配水。并且，砂滤池2的柱体外侧还可设置有至少一个与砂滤池2的柱体300顶部连通的溢流管15，溢流管15顶部开口位置高于柱体300内部填充的石英砂13所处的高度，溢流管15正常运行时是关闭的，只有在反冲洗时打开。举例而言，砂滤池2的柱体可设置为高1.5m、半径0.25m，过滤用的石英砂13填充高度为1m，铺设的鹅卵石高度视具体需要设置。

请参阅图4，活性炭柱3包括顶端开口的柱体400，活性炭柱3的柱体400顶端螺接、铰接或扣接有端盖21，在活性炭柱3正常运行时，端盖21保持关闭状态，端盖21设置为可打开的连接方式，能够方便更换填料。进一步地，活性炭柱3内部，柱体400底部自下而上依次铺设有鹅卵石22、石英砂24和活性炭19，其中，石英砂24和鹅卵石22主要起支撑作用，另外还起到均匀布水的作用。并且，活性炭柱3的柱体400外侧设置有至少一个与活性炭柱3的柱体400顶部连通的溢流管20，溢流管20顶部开口位置高于柱体400内部活性炭柱3所处的高度，溢流管20正常运行时是关闭的，只有在反冲洗时打开。举例而言，活性炭柱3的柱体可设置为高1.5m、半径0.25m，活性炭19的填充高度是1m，石英砂的填充高度是0.3m，铺设的鹅卵石高度视具体需要设置。

另外，上述实施方式中，砂滤池2、活性炭柱3、KDF滤柱4以及超滤膜组件5之间分别通过可拆卸方式进行连接。各个构件均是单独的个体，使用时只需到现场进行连接就能使用。不仅运输简单，也可以根据现场的空间情况进行搭建。

综上所述，本发明的应急处理装置分为砂滤池2、活性炭柱3、KDF滤柱4和超滤组件。砂滤池2，使用的絮凝剂是铁盐，经过砂滤池2处理后的水，除了去除一部分重金属外，还可以去除一些大分子的有机污染物和一些相对较大的固体颗粒；活性炭柱3主要去除小分子的有机物，也可以去除一些重金属；为了进一步提高重金属去除效果，还加入了KDF滤柱4，KDF滤柱4能进一步降低重金属离子浓度；最后还加入超滤膜组件5，其超滤膜能够拦截一些大分子物质，对出水的浊度、细菌、颗粒数等指标都有很好的控制效果。进而，当发生饮用水源污染事故时，采用本装置不但可以有效保证饮用水的重金属安全，而且可以同时保证其他各项水质指标符合国家标准。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种用于受重金属污染饮用水源的应急处理装置，其特征在于，包括：

砂滤池、活性炭柱、KDF滤柱以及超滤膜组件，所述砂滤池的出水管连接至所述活性炭柱的进水管，所述活性炭柱的出水管连接所述KDF滤柱的进水口，所述KDF滤柱的出水口连接所述超滤膜组件的进水管；

其中，原水自所述砂滤池的进水管进入，并依此经过所述砂滤池、所述活性炭柱、所述KDF滤柱以及所述超滤膜组件进行处理，最终从所述超滤膜组件的出水管排出。

2.根据权利要求1所述的应急处理装置，其特征在于：

所述应急处理装置包括絮凝剂加药装置、管道混合器以及原水泵；

所述絮凝剂加药装置的出药口、所述原水泵的出水口均连接至所述管道混合器的进口，所述管道混合器的出口连接至所述砂滤池的进水管。

3.根据权利要求1所述的应急处理装置，其特征在于：

所述应急处理装置包括超滤抽吸泵、清水池以及反洗泵；

所述超滤抽吸泵的抽水口连接至所述KDF滤柱的出水口，所述超滤膜组件的出水管连接至所述清水池，所述反洗泵的抽水口连接至所述清水池；

所述应急处理装置还包括反冲洗管道，所述反冲洗管道包括进水管、第一出水管、第二出水管、第三出水管及第四出水管，其中，所述反冲洗管道的进水管连接至所述反洗泵的出水口，所述第一出水管连接至所述砂滤池的出水管，所述第二出水管连接至所述活性炭柱的出水管，所述第三出水管连接至所述KDF滤柱的出水口，所述第四出水管连接至所述超滤膜组件的出水管。

4.根据权利要求1所述的应急处理装置，其特征在于：

所述KDF滤柱包括两端开口的柱体、内设于所述柱体的KDF填料，以及密闭所述柱体两端的滤柱盖；

其中，所述KDF滤柱的进水口设置于其中一个所述滤柱盖上，所述KDF滤柱的出水口设置于另一个所述滤柱盖上，并且，每个所述滤柱盖内均设置有砂芯。

5.根据权利要求4所述的应急处理装置，其特征在于：

所述KDF滤柱的柱体半径为0.15m，柱体高度为0.3m，所述砂芯厚度为10mm。

6.根据权利要求4或5所述的应急处理装置，其特征在于：

所述滤柱盖与所述柱体之间通过螺接方式连接；

其中，所述KDF滤柱为一个或多个，多个时，各个所述KDF滤柱之间通过串联的方式连接。

7.根据权利要求1所述的应急处理装置，其特征在于：

所述超滤膜组件采用中空纤维的柱式超滤膜制得。

8.根据权利要求1所述的应急处理装置，其特征在于：

所述砂滤池包括顶端开口的柱体，所述砂滤池的柱体顶端螺接、铰接或扣接有砂滤池盖；其中，所述砂滤池的柱体底部自下而上依次铺设有鹅卵石、石英砂；并且，所述砂滤池的柱体外侧设置有与所述砂滤池的柱体顶部连通的溢流管，所述溢流管顶部开口位置高于柱体内部所述石英砂所处的高度。

9.根据权利要求1所述的应急处理装置，其特征在于：

所述活性炭柱包括顶端开口的柱体，所述活性炭柱的柱体顶端螺接、铰接或扣接有端盖；其中，所述活性炭柱的柱体底部自下而上依次铺设有鹅卵石、石英砂和活性炭；并且，所述活性炭柱的柱体外侧设置有与所述活性炭柱的柱体顶部连通的溢流管，所述溢流管顶部开口位置高于柱体内部所述活性炭柱所处的高度。

10.根据权利要求1所述的应急处理装置，其特征在于：

所述砂滤池、所述活性炭柱、所述KDF滤柱以及所述超滤膜组件之间分别通过可拆卸方式进行连接。