CN103693796A - 农村小型饮用水除氟装置 - Google Patents

Abstract

本发明的农村小型饮用水除氟装置，属于饮用水净化装置的技术领域。结构包括原水箱（10）、处理水箱（20）、热水箱（30）。在原水箱（10）底部设置预处理滤芯（12），其内装有过滤石英砂（14）、活性炭（15）、麦饭石（16）、过滤PP棉（17）；处理水箱（20）中设置除氟滤芯（23），其内装有陶瓷滤料（28）、改性活性氧化铝（26）、除氟石英砂（24）、除氟PP棉（25）和滤网。本发明体型小，结构简单，拆卸方便，所用滤料廉价易得，可以有效去除水中的氟，还对水中悬浮物、有机物、砷等有害物质有一定去除效果；还可以对处理后的水进行加热，冷热水随时取用，非常适合农村家庭使用。

Description

农村小型饮用水除氟装置

技术领域

本发明涉及一种饮用水净化装置，尤其是一种农村小型饮用水除氟装置。

背景技术

氟是人体必须的微量元素之一，适量的氟是维持骨骼和牙齿发育必不可少的。但是摄入量过多可导致氟中毒，临床表现为氟斑牙和氟骨症等。据近年的资料报道，长期摄入过量的氟化物还有致癌、致畸变反应。我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定饮用水中氟化物不超过1.0mg/L。目前，全国约有4200多万人饮用高氟水(氟含量>1mg/L)。

我国高氟地下水分布广泛，主要分布在东北、华北和西北地区。而高氟水地区一般是经济不发达的中小城镇和农村。由于我国农村地区经济欠发达，农民购买力低，无法承受价格昂贵、运行费用高的国外先进设备，加之农民受教育程度不同，部分人对于操作维护难度高的复杂设备还有难度，也不适用。另外，由于住户比较分散，集中供水代价高，有一定困难。

现有的大型除氟装置大多适于一定规模的村镇集中供水，不适合农村分散住户使用。而少有的几种家庭式除氟装置也因为处理成本较高，操作复杂，效率低下难以得到农村用户的青睐。此外，现有技术中的大部分除氟装置的水流方式为从上到下，但是对于采用滤料除氟的装置来说，长时间工作后，滤料会在水流和自身重力的作用下被压实，影响水和滤料的接触面积，使处理效果变差，也影响水流速度，而且水在重力作用引导下也容易发生不能和全部滤料充分接触的问题，滤料利用率低。

现有的用于农村饮用水处理的小型装置是申请号为200910000917.0的发明专利申请，发明名称为“一套组合式的滤桶组件”。结构有滤桶盖、预处理器、水流流向控制管、主处理器、净水管路和支架。预处理器内可以装入纤维球和除氟型分子筛滤料；主处理器可以装入除氟型分子筛滤料；净水管路末端装有PP棉过滤器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对分散式供水的农村，设计一种体积小、投资少、运行成本低，操作管理简单，除氟效果好的农村小型饮用水除氟装置。

本农村小型饮用水除氟装置由原水箱、处理水箱和热水箱三个圆柱形箱体组成，原水箱和处理水箱之间通过进水管连接，进水管底部有过水孔，在原水箱底部，进水管上部设置有半球形预处理滤芯，预处理滤芯中装有石英砂、活性炭、麦饭石、PP棉；处理水箱中设置圆柱形除氟滤芯，除氟滤芯中装有陶瓷滤料、改性活性氧化铝、石英砂、PP棉，顶部有滤网，进水管从除氟滤芯中心穿过，处理水箱下部连接冷水出水口，顶部连接透气管，穿过原水箱固定在箱壁上，处理水箱底部连接热水进水管；热水箱中的加热水箱下部连接热水进水管并设置电加热器，加热水箱底部设置排污口，顶部连接蒸汽排气管，上部连接热水出水口。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种农村小型饮用水除氟装置，结构包括，带有原水箱盖11的原水箱10、侧壁有冷水出水口110的处理水箱20、底部有过水孔29的进水管22；原水箱10底部周边与处理水箱20顶面周边之间密封连接，进水管22穿过原水箱10底部竖直伸入到处理水箱20内；在原水箱10底部进水管22上面设置预处理滤芯12，预处理滤芯12的表面有进水孔，预处理滤芯12内自上而下装有过滤石英砂14、活性炭15、麦饭石16、过滤PP棉17；处理水箱20中设置除氟滤芯23，除氟滤芯23放置在处理水箱20的底部，除氟滤芯23内自下而上装有陶瓷滤料28、改性活性氧化铝26、除氟石英砂24、除氟PP棉25和滤网；进水管22从除氟滤芯23中心穿过；处理水箱20顶部连接透气管21，透气管21向上穿过原水箱10底部。

在处理水箱20下边还可以设置热水箱30；热水箱30内装有的加热水箱32，加热水箱32内设置电加热器37，侧壁设置热水出水口31，顶部连接蒸汽排气管33，与处理水箱20之间有加热水箱进水管34通水。

所述的预处理滤芯12，可以制作为半球形，其内的过滤石英砂14、活性炭15、麦饭石16、过滤PP棉17，可以由半球边缘向内填充。

预处理滤芯12底部平面与原水箱10底部螺纹连接，预处理滤芯12底部平面与进水管22螺纹连接；所述的除氟滤芯23，通过螺纹连接固定在处理水箱20的底部。

加热水箱32底部设置排污口38；原水箱10侧面和处理水箱20侧面可以分别设置原水箱水位计13和处理水箱水位计27。

本发明设计的“农村小型饮用水除氟装置”和现有的“一套组合式的滤筒组件”相比，有以下特点：

1、“一套组合式的滤筒组件”的预处理器中只有纤维球和与主处理器中相同的分子筛除氟滤料，只有去除悬浮物和除氟的作用；而本专利的预处理装置是一种半球形预处理滤芯，位于处理水箱上部，内部装有石英砂、活性炭、麦饭石、PP棉，可以去除水中的悬浮物、有机物、砷等有害物质。

2、本专利提出的除氟滤料由陶瓷滤料和改性活性氧化铝组成，经济高效。

3、“一套组合式的滤筒组件”的出水储存在滤料上方，储水装置和处理器是一体的；而本专利则是水由除氟滤料处理后由上部溢流而出，储存在外部的处理水桶中，处理完的水不会再与滤料接触。

4、“一套组合式的滤筒组件”的处理方式是间歇式的，有注入原水、取用净水、预处理滤料的清洗、除氟型分子筛滤料的清洗更换与再生四种工作状态；而本专利是可以连续处理的，只要原水箱不满就可以加水，装置的内部结构可以自己控制水的流动，滤芯失效后由生产企业回收后集中再生，免去用户自己进行再生的麻烦。

5、本专利提出的装置设置有热水箱，内有加热装置，处理完的水可以冷热水随意取用。

6、装置中的预处理滤芯和除氟滤芯可以加以改造后置于现在市面常见的净水桶中，安装于净水器上使用。

本发明的有益效果是，本农村小型饮用水除氟装置体型较小，结构简单，拆卸方便，所用滤料廉价易得，除可以有效去除水中的氟外，还对水中悬浮物、有机物、砷等有害物质有一定去除效果。此外，本装置含有加热装置，可以对处理后的水进行加热，冷热水随时取用。本装置非常适合农村家庭使用。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的另一种结构示意图。

图1、2中，10为原水箱，11为原水箱盖，12为预处理滤芯，13为原水箱水位计，14为过滤石英砂，15为活性炭，16为麦饭石，17为过滤PP棉，20为处理水箱，21为透气管，22为进水管，23为除氟滤芯，24为除氟石英砂，25为除氟PP棉，26为改性活性氧化铝，27为处理水箱水位计，28为陶瓷滤料，29为过水孔，210为冷水出水口，30为热水箱，31为热水出水口，32为加热水箱，33为蒸汽排气管，34为加热水箱进水管，35为加热开关，36为电路盒，37为电加热器，38为排污口，1为隔板，2为出水孔。图中箭头所指为水流方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1

根据图1所示，这种农村小型饮用水除氟装置包括原水箱10、处理水箱20，热水箱30。三个水箱之间为法兰连接，方便拆卸，原水箱10和处理水箱20的法兰盘之间垫有橡胶垫，保证处理水箱20上部密封以防漏水。

原水箱10和处理水箱20之间通过进水管22连接，进水管22底部有过水孔29。在原水箱10底部，进水管22上部设置有半球形预处理滤芯12，预处理滤芯12与原水箱10、预处理滤芯12与进水管22都是螺纹连接，方便拆卸；预处理滤芯12的球状表面布满进水孔，其中自上而下装有过滤石英砂14、活性炭15、麦饭石16、过滤PP棉17，由半球边缘向内填充，保证原水与滤料充分接触。

处理水箱20中设置圆柱形除氟滤芯23，除氟滤芯23通过螺纹连接固定在处理水箱20的底部，除氟滤芯23中自下而上装有陶瓷滤料28、改性活性氧化铝26、除氟石英砂24、除氟PP棉25，顶部有滤网。进水管22沿除氟滤芯23中心轴线穿过通过螺纹连接固定在底部。处理水箱20下部连接饮用冷水出水口210，顶部连接透气管21，以保证顺利过水，透气管21可以为软管，穿过原水箱10固定在箱壁上。处理水箱20底部连接加热水箱进水管34。

热水箱30中的加热水箱32下部连接加热水箱进水管34并设置电加热器37，电加热器37由外部加热开关35和电路盒36控制。加热水箱32底部设置排污口38，其上装有阀门，用来在水箱清洗时排污。加热水箱32顶部连接蒸汽排气管33，上部连接饮用热水出水口31。

本装置在操作时，由原水箱10顶部注入高氟地下水，水流方向如图1中箭头所示，先通过预处理滤芯12表面的进水孔进入滤芯内部，与其中的滤料石英砂14、活性炭15、麦饭石16、过滤PP棉17作用去除水中的悬浮物、有机物、砷等有害物质，然后沿进水管22向下流。高氟水由进水管22下部的过水孔29进入滤芯内部，逐渐向上溢流，与滤芯中的滤料陶瓷滤料28、改性活性氧化铝26、除氟石英砂24、除氟PP棉25作用进行除氟，处理后的水通过除氟滤芯23顶部的滤网溢流出去，储存在处理水箱20中，可以随时取用。在水的流动过程中，处理水箱20中的空气由透气管21帮助排出。处理水箱20中的洁净水部分由加热水箱进水管34进入加热水箱32，打开加热开关35后在其中进行加热，电路盒36的作用是在水烧开后断开电路，在水低于一定温度时再进行加热。

原水箱10和处理水箱20都可以储存15L左右的水，在操作过程中可以不断向原水箱10中补充高氟水，预处理滤芯为半径为5cm的半球体，除氟滤芯23内径为9cm，高度为30cm，如果按照每个家庭每天做饭饮水用量为10L来算，滤芯可以连续使用30天左右，滤芯失效后由生产企业回收后集中再生，免去用户自己进行再生的麻烦。

实施例2

图2给出了本发明的另一种装置结构，其实是图1所示装置的变形，将预处理滤芯12和除氟滤芯23放置在一个类似桶装水的桶内，箱体被隔板1分隔成两部分，除氟滤芯23通过螺纹连接固定在隔板1上，除氟滤芯23上部有出水孔2，桶的顶部有盖，高氟水由此加入，桶嘴部与桶装水结构相同，可以安装在饮水机上。

实施例3

以下为本发明装置所用的改性活性氧化铝、陶瓷滤料处理高氟水的试验和一个应用实例。

①300g改性活性氧化铝填装成内径为5cm、高21cm的吸附柱（除氟滤芯23），进水氟浓度为8.17mg/L，流速为25ml/min，以下方进水上方出水的方式连续运行18天，出水氟浓度均小于1mg/L，即满足国家饮用水含氟标准（低于1mg/L），每日可以得处理水量36L，可满足家庭成员为3-5人的每日饮用水需求。

②76g改性活性氧化铝和50g陶瓷滤料填装成内径为3cm、高20cm的吸附柱（除氟滤芯23），氟浓度为7.85mg/L，流速为20ml/min，以下方进水上方出水的方式连续运行12天，出水氟浓度均小于1mg/L，即满足国家饮用水含氟标准（低于1mg/L）；每日可以得处理水量28.8L，可满足家庭成员为3-5人的每日饮用水需求。

③本发明装置的原水箱10和处理水箱20都可以储存15L左右的水，在操作过程中可以不断向原水箱10中补充高氟水，预处理滤芯12为半径为5cm的半球体，除氟滤芯23内径为9cm，高度为30cm，如果按照每个家庭每天做饭饮水用量为10L左右估算，可以连续使用至少30天。

Claims (5)

1.一种农村小型饮用水除氟装置，结构包括，带有原水箱盖（11）的原水箱（10）、侧壁有冷水出水口（110）的处理水箱（20）、底部有过水孔（29）的进水管（22）；原水箱（10）底部周边与处理水箱（20）顶面周边之间密封连接，进水管（22）穿过原水箱（10）底部竖直伸入到处理水箱（20）内；其特征是，在原水箱（10）底部进水管（22）上面设置预处理滤芯（12），预处理滤芯（12）的表面有进水孔，预处理滤芯（12）内自上而下装有过滤石英砂（14）、活性炭（15）、麦饭石（16）、过滤PP棉（17）；处理水箱（20）中设置除氟滤芯（23），除氟滤芯（23）放置在处理水箱（20）的底部，除氟滤芯（23）内自下而上装有陶瓷滤料（28）、改性活性氧化铝（26）、除氟石英砂（24）、除氟PP棉（25）和滤网；进水管（22）从除氟滤芯（23）中心穿过；处理水箱（20）顶部连接透气管（21），透气管（21）向上穿过原水箱（10）底部。

2.根据权利要求1所述的农村小型饮用水除氟装置，其特征是，在处理水箱（20）下边设置有热水箱（30）；热水箱（30）内装有的加热水箱（32），加热水箱（32）内设置电加热器（37），侧壁设置热水出水口（31），顶部连接蒸汽排气管（33），与处理水箱（20）之间有加热水箱进水管（34）通水。

3.根据权利要求1或2所述的农村小型饮用水除氟装置，其特征是，所述的预处理滤芯（12），制作为半球形，其内的过滤石英砂（14）、活性炭（15）、麦饭石（16）、过滤PP棉（17），由半球边缘向内填充。

4.根据权利要求1或2所述的农村小型饮用水除氟装置，其特征是，预处理滤芯（12）底部平面与原水箱（10）底部螺纹连接，预处理滤芯（12）底部平面与进水管（22）螺纹连接；所述的除氟滤芯（23），通过螺纹连接固定在处理水箱（20）的底部。

5.根据权利要求1或2所述的农村小型饮用水除氟装置，其特征是，加热水箱（32）底部设置排污口（38）；原水箱（10）侧面和处理水箱（20）侧面分别设置原水箱水位计（13）和处理水箱水位计（27）。

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