CN105217724A - 一种去除饮用水中硝酸盐的工艺以及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种去除饮用水中硝酸盐的工艺以及设备，其将原水注入反应罐，反应罐内的树脂与原水中的硝酸盐进行离子交换，离子交换后的原水形成产品水从反应罐排出；离子交换后的树脂注入到树脂暂存罐，并在树脂暂存罐内沉降，沉降后的树脂在树脂暂存罐底部逐渐沉积直至溢流孔的高度，多余的水和树脂从溢流孔回流到反应罐；打开树脂暂存罐的底部阀门，使得树脂在重力作用下流入到再生罐内，在再生罐内注入再生液进行树脂再生；将再生好的树脂通过树脂注入器再次注入反应罐内；重复上述过程，实现即时再生，并且连续产水。本发明解决了固定床树脂无法连续运行的问题，具有树脂投加量少，成本低，实现连续运行，产水量稳定均衡等诸多优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种饮用水净化工艺及设备，具体涉及一种去除饮用水中硝酸盐的工艺以及设备，属于饮用水净化技术领域。
背景技术
随着经济的发展，许多国家的地下水都受到不同程度的硝酸盐污染。80年代以来，我国地下水硝酸盐污染越来越严重，对41个城市的监测数据表明当时己有1/3的城市地下水中存在硝酸盐污染问题，一些地区污染十分严重。
世界卫生组织（WHO)现行标准制定于1984年，其对饮用水中硝酸盐氮含量的指导性标准为10mg/L，推荐标准为5mg/L。美国的标准为10mg/L。我国2012年7月起正式执行的新《生活饮用水卫生标准》也规定饮用水中硝酸盐氮不得超过10mg/L。饮用高硝酸盐含量的地下水会给人类健康造成危害，硝酸盐对人体的危害主要是由于其在人体内被还原为亚硝酸盐所引起的，这种还原作用发生在任何年龄段人体的唾液中和小于三个月婴儿的消化道中。亚硝酸盐能导致高铁血红蛋白症和诱发多种癌症，在较大剂量时还对人体血管神经和心血管系统存在不良影响。
对受硝酸盐污染的饮用水净化，主要有物理法、生物法、化学法。物理法主要是指反渗透的方法来去除饮用水中的各类离子，成本很高；并且长期饮用纯水不利于人体补充矿物质和微量元素。生物法是利用一些细菌或者微生物对硝酸盐进行吸收和降解；其缺点是不够稳定，耗费时间太长。无法量产。总体上看可以实现工业上应用的方法多为化学法，尤其以离子交换技术更为适合。
目前的离子交换技术去除硝酸盐主要采用固定床的方式来进行的：即离子交换树脂填充于反应罐内部，原水经过树脂时，其中的硝酸盐与离子交换树脂发生反应，从而达到去除硝酸盐的目的。但是树脂经过一定量的交换后，会达到其饱和容量，这时候就无法继续使用，必须再生。固定床树脂再生时，必须停止产水，向反应罐内注入再生液；等到再生完成后才能再次产水。因为其工艺特点的限制，固定床如果要连续供水必须“一用一备”；这样就增加了设备投入与成本，并且固定床另一个缺点是新树脂或者刚再生后的树脂去除率较高，随着时间的推移其去除率逐渐降低；因此设备的产水量不稳定。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的去除饮用水中硝酸盐的工艺以及设备，以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够连续供水、即时再生、成本低廉的去除饮用水中硝酸盐的工艺。
本发明的另一目的在于提供一种去除饮用水中硝酸盐的设备。
为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种去除饮用水中硝酸盐的工艺，其包括如下工艺步骤：
A、原水注入反应罐，树脂在反应罐底部形成树脂层，树脂层内的树脂与原水中的硝酸盐进行离子交换，离子交换后的原水形成产品水从反应罐排出；
B、离子交换后的树脂，包括饱和的和未饱和的树脂，通过树脂取出器从反应罐内取出，注入到树脂暂存罐，并在树脂暂存罐内沉降；树脂暂存罐上部有溢流孔，底部有阀门，沉降后的树脂在树脂暂存罐底部逐渐沉积直至溢流孔的高度，多余的水和树脂从溢流孔回流到反应罐；
C、打开树脂暂存罐的底部阀门，使得树脂在重力作用下流入到再生罐内，在再生罐内注入再生液进行树脂再生；
D、将再生好的树脂通过树脂注入器再次注入反应罐内；
E、重复步骤B-D的过程，实现即时再生，并且连续产水。
本发明的去除饮用水中硝酸盐的工艺进一步为：所述步骤A中的树脂为碱性树脂，其浓度为5%-50%，所述的树脂层高度为1m-3m。
本发明的去除饮用水中硝酸盐的工艺进一步为：所述树脂层浓度和树脂层高度通过机械搅拌、或者水力循环、或者气浮泵的控制实现的。
本发明的去除饮用水中硝酸盐的工艺还可为：所述步骤A中的再生液为盐水，再生液浓度小于等于30%，再生接触时间大于25min。
为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种去除饮用水中硝酸盐的设备，其包括反应罐，树脂取出器，树脂暂存罐，树脂再生罐，树脂注入器以及两个水力搅拌器；其中，所述反应罐上设有进水口和出水口，其与其中一水力搅拌器相连接；所述反应罐中央竖直设置有一中心管，内部设有喇叭口和喷射口，外部设有水泵；所述树脂抽取器伸到反应罐底部，其能抽取树脂并输送到树脂暂存罐；所述树脂暂存罐顶部侧壁开有溢流孔，溢流出的水和树脂通过中心管注入到反应罐内；所述树脂暂存罐底部有排放阀，树脂通过排放阀进入再生罐；所述再生罐底部设有排废阀；所述再生罐与另一水力搅拌器相连接，树脂注入器伸入再生罐底部并把再生后的树脂注入到反应罐的中心管内。
本发明的去除饮用水中硝酸盐的设备进一步设置为：所述反应罐，树脂暂存罐，再生罐均为无压开口容器。
本发明的去除饮用水中硝酸盐的设备进一步设置为：所述反应罐内的顶部设置有环形布水器，环形布水器与进水口相连；所述反应罐的底部设有锥形底，锥形底的上部设有环形集水器，环形集水器与出水口相连。
本发明的去除饮用水中硝酸盐的设备进一步设置为：所述反应罐内设有悬浮层挡板和回流层挡板；所述悬浮层挡板为圆形，其面积为反应罐截面积的1/3-1/2。
本发明的去除饮用水中硝酸盐的设备进一步设置为：所述树脂取出器为射流器或蠕动泵或气浮泵；所述树脂注入器为射流器或蠕动泵。
本发明的去除饮用水中硝酸盐的设备还设置为：所述树脂暂存罐的底部呈锥形，其内设置有伞形帽；所述树脂暂存罐上还设有反冲阀和正冲阀。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的去除饮用水中硝酸盐的工艺以及设备解决了固定床树脂无法连续运行的问题，具有树脂投加量少，成本低，实现连续运行，产水量稳定均衡等诸多优点。
附图说明
图1是本发明的去除饮用水中硝酸盐的设备的原理图。
具体实施方式
请参阅说明书附图1所示，本发明涉及一种去除饮用水中硝酸盐的设备，其由反应罐1，树脂取出器2，树脂暂存罐3，树脂再生罐4，树脂注入器5以及两个水力搅拌器6等几部分组成。
其中，所述反应罐1上设有进水口1-1和出水口1-6。该反应罐1与其中一水力搅拌器6相连接。所述反应罐1中央竖直设置有一中心管1-8，内部设有喇叭口6-4和喷射口6-3，外部设有水泵6-2。所述树脂抽取器2伸到反应罐1底部，其能抽取树脂并输送到树脂暂存罐3。所述树脂暂存罐3顶部侧壁开有溢流孔3-1，溢流出的水和树脂通过中心管1-8注入到反应罐1内。所述树脂暂存罐3底部有排放阀3-5，树脂通过排放阀3-5进入再生罐。所述再生罐4底部设有排废阀4-1。所述再生罐4与另一水力搅拌器6相连接；树脂注入器5伸入再生罐4底部并把再生后的树脂注入到反应罐1的中心管1-8内。
其中，所述反应罐1，树脂暂存罐3，树脂再生罐4均为无压开口容器。
所述反应罐1内的顶部设置有环形布水器1-2，环形布水器1-2与进水口1-1相连；所述反应罐1的底部设有锥形底1-7，锥形底1-7的上部设有环形集水器1-5，环形集水器1-5与出水口1-6相连。
所述反应罐1内设有悬浮层挡板1-3和回流层挡板1-4。所述悬浮层挡板1-3为圆形，其面积为反应罐截面积的1/3-1/2，其使得树脂层均与分布；所述回流层挡板1-4有利于抽取树脂形成回流。
所述树脂取出器2为射流器或蠕动泵或气浮泵；所述树脂注入器5为射流器或蠕动泵。
所述树脂暂存罐3的底部呈锥形，其内设置有伞形帽3-2；该伞形帽3-2使得树脂能够以较平缓的速度坠入再生罐4。所述树脂暂存罐3上还设有反冲阀3-3和正冲阀3-4，所述反冲阀3-3和正冲阀3-4能防止较为粘稠的树脂堵塞排放阀3-5。
采用上述设备去除饮用水中硝酸盐的工艺如下：
A、原水注入反应罐1，树脂在反应罐1底部形成树脂层，树脂层内的树脂与原水中的硝酸盐进行离子交换，离子交换后的原水形成产品水从反应罐1排出；其中，所述树脂为碱性树脂，其浓度为5%-50%，所述的树脂层高度为1m-3m；所述树脂层浓度和树脂层高度通过机械搅拌、或者水力循环、或者气浮泵的控制实现的；
B、离子交换后的树脂，包括饱和的和未饱和的树脂，通过树脂取出器2从反应罐1内取出，注入到树脂暂存罐3，并在树脂暂存罐3内沉降；树脂暂存罐3上部有溢流孔3-1，底部有阀门3-5，沉降后的树脂在树脂暂存罐3底部逐渐沉积直至溢流孔3-1的高度，多余的水和树脂从溢流孔3-1回流到反应罐1；
C、打开树脂暂存罐3的底部阀门3-5，使得树脂在重力作用下流入到再生罐4内，在再生罐4内注入再生液进行树脂再生；其中，所述再生液为盐水，再生液浓度小于等于30%，再生接触时间大于25min；
D、将再生好的树脂通过树脂注入器5再次注入反应罐1内；
E、重复步骤B-D的过程，实现即时再生，并且连续产水。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种去除饮用水中硝酸盐的工艺，其特征在于：包括如下工艺步骤：
A、原水注入反应罐，树脂在反应罐底部形成树脂层，树脂层内的树脂与原水中的硝酸盐进行离子交换，离子交换后的原水形成产品水从反应罐排出；
B、离子交换后的树脂，包括饱和的和未饱和的树脂，通过树脂取出器从反应罐内取出，注入到树脂暂存罐，并在树脂暂存罐内沉降；树脂暂存罐上部有溢流孔，底部有阀门，沉降后的树脂在树脂暂存罐底部逐渐沉积直至溢流孔的高度，多余的水和树脂从溢流孔回流到反应罐；
C、打开树脂暂存罐的底部阀门，使得树脂在重力作用下流入到再生罐内，在再生罐内注入再生液进行树脂再生；
D、将再生好的树脂通过树脂注入器再次注入反应罐内；
E、重复步骤B-D的过程，实现即时再生，并且连续产水。
2.如权利要求1所述的去除饮用水中硝酸盐的工艺，其特征在于：所述步骤A中的树脂为碱性树脂，其浓度为5%-50%，所述的树脂层高度为1m-3m。
3.如权利要求2所述的去除饮用水中硝酸盐的工艺，其特征在于：所述树脂层浓度和树脂层高度通过机械搅拌、或者水力循环、或者气浮泵的控制实现的。
4.如权利要求1所述的去除饮用水中硝酸盐的工艺，其特征在于：所述步骤A中的再生液为盐水，再生液浓度小于等于30%，再生接触时间大于25min。
5.一种去除饮用水中硝酸盐的设备，其特征在于：包括反应罐，树脂取出器，树脂暂存罐，树脂再生罐，树脂注入器以及两个水力搅拌器；其中，所述反应罐上设有进水口和出水口，其与其中一水力搅拌器相连接；所述反应罐中央竖直设置有一中心管，内部设有喇叭口和喷射口，外部设有水泵；所述树脂抽取器伸到反应罐底部，其能抽取树脂并输送到树脂暂存罐；所述树脂暂存罐顶部侧壁开有溢流孔，溢流出的水和树脂通过中心管注入到反应罐内；所述树脂暂存罐底部有排放阀，树脂通过排放阀进入再生罐；所述再生罐底部设有排废阀；所述再生罐与另一水力搅拌器相连接，树脂注入器伸入再生罐底部并把再生后的树脂注入到反应罐的中心管内。
6.如权利要求5所述的去除饮用水中硝酸盐的设备，其特征在于：所述反应罐，树脂暂存罐，再生罐均为无压开口容器。
7.如权利要求5所述的去除饮用水中硝酸盐的设备，其特征在于：所述反应罐内的顶部设置有环形布水器，环形布水器与进水口相连；所述反应罐的底部设有锥形底，锥形底的上部设有环形集水器，环形集水器与出水口相连。
8.如权利要求5所述的去除饮用水中硝酸盐的设备，其特征在于：所述反应罐内设有悬浮层挡板和回流层挡板；所述悬浮层挡板为圆形，其面积为反应罐截面积的1/3-1/2。
9.如权利要求5所述的去除饮用水中硝酸盐的设备，其特征在于：所述树脂取出器为射流器或蠕动泵或气浮泵；所述树脂注入器为射流器或蠕动泵。
10.如权利要求5所述的去除饮用水中硝酸盐的设备，其特征在于：所述树脂暂存罐的底部呈锥形，其内设置有伞形帽；所述树脂暂存罐上还设有反冲阀和正冲阀。
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