CN105293671A - 一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其包括贝壳填料调质池体、冲洗出水区、贝壳填料调质池出水区、进水进气渠、贝壳冲洗进水进气系统，所述贝壳填料调质池出水区的出水口处在与冲洗出水区相对的贝壳填料调质池体另一侧；贝壳填料调质池反应区设有自然碎裂贝壳填料床，自然碎裂贝壳填料床设置于调质池底板上，且调质池底板上均匀设置多个横向配水配气管，且横向配水配气管与竖向配水管和竖向配气管相连接通入下部的贝壳填料调质池进水进气渠；本发明采用了天然、无公害的自然碎裂贝壳作为填料，经济性明显突出且卫生安全性优于钙矿石，更是将贝壳废物资源化利用，具有节能减排的经济效益和社会效益。

Description

一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池

技术领域

本发明涉及一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，属于海水淡化水处理领域。

背景技术

淡水资源的日益匮乏成为21世纪人类面临最为严峻的现实问题之一。海水淡化是解决淡水资源危机的主要技术手段，目前国内在建的与建成的海水淡化厂大多数采用的是SWRO技术，而由于RO膜高效的截留作用，除去了海水中绝大部分的离子，产品水的pH、硬度含量较低，缺少人体所需要的矿物质Ca²⁺和Mg²⁺，此外pH值的大幅度下降对常规市政陈旧管网具有一定的侵蚀性。因此，海水淡化水通常需要进行后矿化处理，来提高海水淡化产品水的硬度、碱度等，满足饮用水国家标准的各项指标并保证供水管网的长期稳定。

目前，海水淡化后矿化的常规思路是通过添加Ca²⁺和Mg²⁺来达到目的。主要的方法有：与其他水源勾兑、直接添加药剂（如氯化钙和碳酸氢钠）以及溶解矿物质等。其中直接与其他水源勾兑不能单独完成要求，一般都要结合其他方法，易受条件约束；而直接添加药剂方法成本高，且水质指标稳定性较差；相比较，溶解矿物质法是最为经济可行的。而溶解矿物质法目前最为常用的是石灰石法(CaCO₃含量为99%)，食品级的石灰石市场价格为800~1200元/吨不等。

发明内容

本发明的目的在于开发一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其经济性明显突出，冲洗效率高、效果好，冲洗耗水量少，运行安全、稳定，调质效果好，出水水质符合国家饮用水标准，适用于大中型海水淡化项目。

为此，本发明采用的技术方案是：

一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其特征在于，其包括贝壳填料调质池体、设置于贝壳填料调质池体一侧的冲洗出水区、设置于贝壳填料调质池反应区上方的贝壳填料调质池出水区、设置于贝壳填料调质池反应区下方的贝壳填料调质池进水进气渠、贝壳冲洗进水进气系统，所述贝壳填料调质池出水区的出水口处在与冲洗出水区相对的贝壳填料调质池体另一侧；

贝壳填料调质池反应区设有贝壳填料床，贝壳填料床设置于调质池底板上，且调质池底板上均匀设置多个横向配水配气管，且横向配水配气管与竖向配水管和竖向配气管相连接通入下部的贝壳填料调质池进水进气渠。

本发明采用的贝壳填料调质池进水工艺为由下向上的方式，结合贝壳填料的设置方式，满足贝壳填料调质池进水先与较大的贝壳填料反应，后与较小的贝壳填料反应，有利于提高反应效率。本发明在新加或新补充贝壳填料后，从下向上加压充气清洗，通过气、水冲洗，贝壳填料自动形成上小下大的自然级配，在所述贝壳填料床中，较大的贝壳填料在下层，即操作方便又能够提高调质效果。

进一步地，所述冲洗出水口与贝壳填料调质池出水管设置于贝壳填料调质池的异侧，冲洗出水区处在贝壳填料调质池体的外侧，所述冲洗出水口处在贝壳填料调质池体上，连通贝壳填料调质池反应区和冲洗出水区；且贝壳填料调质池出水管的位置高于冲洗出水口位置，冲洗出水口位置高于但接近于贝壳填料床的顶端；贝壳填料调质池出水区设置堰式出水槽；冲洗出水区设置冲洗出水口及其排水闸门。

进一步地，所述横向配水配气管均匀分布在调质池底板上，且长度与贝壳填料调质池的宽度相当，横向配水配气管上均匀设置了多个孔，用于保证进水、气均匀到达整个贝壳填料床。

进一步地，所述贝壳填料调质池体呈长方体且沿其长度方向分为若干个隔离的单元池体，所述调质池被分为若干个独立运行的单元，用于保证冲洗时可轮换运行；每个单元被配属一个所述单元池体且均具有配属该单元的以下结构：

设置于贝壳填料调质池体一侧的冲洗出水区、设置于贝壳填料调质池反应区上方的贝壳填料调质池出水区、设置于贝壳填料调质池反应区下方的贝壳填料调质池进水进气渠、贝壳冲洗进水进气系统，所述贝壳填料调质池出水区的出水口处在与冲洗出水区相对的贝壳填料调质池体另一侧；贝壳填料调质池反应区设有贝壳填料床，贝壳填料床设置于调质池底板上，且调质池底板上均匀设置多个横向配水配气管，且横向配水配气管与竖向配水管和竖向配气管相连接通入下部的贝壳填料调质池进水进气渠。

进一步地，所述贝壳冲洗进水进气系统包括：

设置在贝壳填料调质池进水管上的冲洗用水泵，用于加大冲洗进水流量；连接到冲洗用水泵下游的所述调质进水管上的贝壳填料调质池进气管；竖向配气管的底部进口端要高于竖向配水管的底部进口端。

进一步地，所述贝壳填料调质池体的另一侧外由上至下依次设有贝壳填料调质池出水管、贝壳填料调质池进水管和排污管，贝壳填料调质池体的的上方设有贝壳填料补料口以及检修通道。

本发明海水淡化贝壳填料调质池，首次采用了溶解矿物质贝壳作为填料，可观地降低了填料的成本且卫生安全性优于钙矿石，无需分拣和破碎加工。结合海水淡化厂建设的区域特点，贝壳资源且种类均十分丰富，十分容易获取，因此采用贝壳作为溶解矿物质不仅降低了设备的运行成本而且还将废物进行资源化利用，符合节能减排的要求，具有良好的社会效益与经济效益。

本发明采用的贝壳，未经刻意的破碎处理，可以取自自然存在的贝壳、筛砂后截留的贝壳，其中有完整的贝壳也含有破碎的贝壳，贝壳大小级差丰富自然合理，按照形状的大小进行区分，较小的贝壳布置在贝壳填料调质池反应区上方，较大的贝壳布置在贝壳填料调质池反应区下方，而且进水是从下进到上出，这样在进水与溶解矿物质贝壳反应的时候，先与较大的贝壳填料反应，后与较小的贝壳填料反应，提高了反应效率，利用调质池工艺以及自然级配，用于保证高效的矿化效果，另外保证了较大的贝壳填料仍处于贝壳填料调质池反应区的下方。

由于采用本发明的技术效果，本发明实现了调质效果好、经济效益高、冲洗效率高、冲洗耗水量少，运行安全、稳定，出水水质符合国家饮用水标准。

本发明首次提出使用天然、无公害的贝壳作为溶解的矿物质(CaCO₃含量为95%)，其市场价格为60元/吨，经济性明显突出。另外，本发明所采用的冲洗结构，适配贝壳填料床，可以提高冲洗效率，节省冲洗耗水量。

综上，本发明具有调质效果好、经济效益好，冲洗效率高、冲洗耗水量少，运行安全、稳定等特点，海水淡化水经过后矿化调质处理后，硬度、pH值等指标符合国家饮用水标准；不仅如此，更是将贝壳废物资源化利用，具有节能减排的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池的示意图。

图2为一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池的剖视图。

图3为一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池的管路布置图。

附图标记：1.贝壳填料调质池体；2.冲洗出水区；3.排出闸板门；4.冲洗出水口；5.贝壳填料调质池反应区；6.横向配水配气管；7.调质池底板；8.竖向配水管；9.竖向配气管；10.贝壳填料调质池配水配气渠；11.排污管；12.贝壳填料调质池进水管；13.反渗透出水管；14.贝壳填料调质池进气管；15.贝壳填料床；16.贝壳填料调质池出水区；17.贝壳填料调质池出水管；18.堰式出水槽；19.爬梯。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的参照附图，对本发明所提供的一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所述，一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，包括贝壳填料调质池体1，设置于贝壳填料调质池体1中间位置的贝壳填料调质池反应区5，设置于贝壳填料调质池体1右侧的冲洗出水区2，设置于贝壳填料调质池反应区5上方的贝壳填料调质池出水区16以及设置于贝壳填料调质池反应区5下方的贝壳填料调质池进水进气渠10、贝壳冲洗进水进气系统。

贝壳填料调质池体1左侧由上至下依次设有贝壳填料调质池出水管17、贝壳填料调质池进水管12和排污管11，其上部设有贝壳填料补料口以及检修通道，其右侧设有冲洗出水口4。

所述贝壳填料调质池体1呈长方体且沿其长度方向分为若干个隔离的单元池体，所述调质池被分为若干个独立运行的单元，用于保证冲洗时可轮换运行；每个单元被配属一个所述单元池体且均具有配属该单元的以上结构。

贝壳填料调质池反应区5位于贝壳填料调质池中间区域，包括贝壳填料床15，该贝壳填料床15设置于调质池底板7上，且调质池底板7上均匀设置多个横向配水配气管6，且横向配水配气管6与竖向配水管8和竖向配气管9相连接通入下部的贝壳填料调质池进水进气渠10；贝壳填料调质池出水区16设置堰式出水槽18；冲洗出水区2设置冲洗出水口4和排水闸板门3。

如图2所示，本发明在贝壳填料调质池体1内的一侧设置爬梯19，满足施工等方面的需求。本发明还包括横向配水配气管6以及与横向配水配气管6相连通的竖向配水管8和竖向配气管9，特别是竖向配水管8与横向配水配气管6中间部位连接相通，竖向配气管9有两个且对称分布于竖向配水管8两侧并与横向配水配气管6连接相通，竖向配水管8和竖向配气管9共同位于贝壳填料调质池进水进气渠10中。

如图2所示，本发明每一根横向配水配气管6均与一根竖向配水管8和两根竖向配气管9相连通，且连通位置位于横向配水配气管6的中部，横向配水配气管6上均匀布置了孔，以保证均匀布置水、气。

如图3所示，本发明贝壳填料调质池体1的一侧从上到下依次设置了贝壳填料调质池出水管17，贝壳填料调质池进气管14，反渗透出水管13以及排污管11。

如图1、2、3所示，本发明贝壳冲洗进水进气系统包括：

设置在贝壳填料调质池进水管12上的冲洗用水泵120，用于加大冲洗进水压力；

连接到冲洗用水泵120下游的所述调质进水管上的贝壳填料调质池进气管14，该进气管在冲洗流程中，通压缩空气；

竖向配气管9的底部进口端90要高于竖向配水管8的底部进口端80；

冲洗出水口4与贝壳填料调质池出水管17设置于贝壳填料调质池的异侧，冲洗出水区2处在贝壳填料调质池体1的外侧，所述冲洗出水口4处在贝壳填料调质池体上，连通贝壳填料调质池反应区5和冲洗出水区2；且贝壳填料调质池出水管17的位置高于冲洗出水口4位置，冲洗出水口4位置高于但接近于贝壳填料床的顶端50；

冲洗出水区设置冲洗出水口的排水闸门3。

本发明在新加入贝壳填料时，进行冲洗；冲洗还可使贝壳填料自动形成上小下大的自然级配，在所述贝壳填料床中，较大的贝壳填料在下层。

进行冲洗时，关闭排水闸板门3，先从贝壳填料调质池进气管14通入空气进行气冲，经过一段时间，待填料充分蓬松后再进水，进行气水联冲，洗去其中的杂质污垢。此时，进水进气渠10的上部充满空气，从竖向配气管9进入填料床，进水进气渠10的下部为水，从竖向配水管8进入填料床。进水进气冲洗至水位接近贝壳填料调质池出水管17，待贝壳沉降后，再打开排水闸门进行排水，用以保证杂质污垢被排出，而填料免于流失，同时贝壳填料自动形成了上小下大的自然级配。反复数次冲洗，每次水的排出量仅为冲洗出水口4以上的部分，既有利于提高冲洗效果，贝壳无流失风险且有效地减少冲洗耗水量。

本发明在矿化调质过程中，由反渗透出水管13输入反渗透后的海水淡化水，与贝壳填料调质池进气管14输入的二氧化碳先共同进入到贝壳填料调质池进水管12中进行混合，再进入到贝壳填料调质池进水进气渠10中，待均匀充满贝壳填料调质池进水进气渠10后，经竖向配水管8达到横向配水配气管6中。然后，贝壳填料调质池进水会通过横向配水配气管6上的孔均匀分布在贝壳填料床15上，与溶解矿物质贝壳充分接触，首先是与下部较大的贝壳填料进行反应，然后随着贝壳填料调质池进水的向上流动与上部较小的贝壳填料进行反应，这样就提高了反应效率，并保证了较大的贝壳填料仍处于贝壳填料调质池反应区5的下方。

经过调质以后，贝壳填料调质池进水变为贝壳填料调质池出水进入到贝壳填料调质池出水区16。当贝壳填料调质池出水达到一定液位后会进入到堰式出水槽18，由于贝壳填料床15与堰式出水槽18之间具有一定的高度，所以避免了贝壳填料被贝壳填料调质池出水携带出去流失掉。然后，贝壳填料调质池出水经堰式出水槽18流入到贝壳填料调质池出水管17，进入到产品水罐中，输送到用户。

Claims (7)

1.一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其特征在于，其包括贝壳填料调质池体、设置于贝壳填料调质池体一侧的冲洗出水区、设置于贝壳填料调质池反应区上方的贝壳填料调质池出水区、设置于贝壳填料调质池反应区下方的贝壳填料调质池进水进气渠、贝壳冲洗进水进气系统，所述贝壳填料调质池出水区的出水口处在与冲洗出水区相对的贝壳填料调质池体另一侧；

贝壳填料调质池反应区设有贝壳填料床，贝壳填料床设置于调质池底板上，且调质池底板上均匀设置多个横向配水配气管，且横向配水配气管与竖向配水管和竖向配气管相连接通入下部的贝壳填料调质池进水进气渠。

2.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其特征在于，在所述贝壳填料床中，较大的贝壳填料在下层，较小的贝壳填料在上层，贝壳填料形成上小下大的自然级配。

3.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其特征在于，其冲洗出水口与贝壳填料调质池出水管设置于贝壳填料调质池的异侧，冲洗出水区处在贝壳填料调质池体的外侧，所述冲洗出水口处在贝壳填料调质池体上，连通贝壳填料调质池反应区和冲洗出水区；且贝壳填料调质池出水管的位置高于冲洗出水口位置，冲洗出水口位置高于但接近于贝壳填料床的顶端；

贝壳填料调质池出水区设置堰式出水槽；

冲洗出水区设置冲洗出水口及其排水闸门。

4.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其特征在于，横向配水配气管均匀分布在调质池底板上，且长度与贝壳填料调质池的宽度相当，横向配水配气管上均匀设置了多个孔，用于保证进水、气均匀到达整个贝壳填料床。

5.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其特征在于，所述贝壳填料调质池体呈长方体且沿其长度方向分为若干个隔离的单元池体，所述调质池被分为若干个独立运行的单元，用于保证冲洗时可轮换运行；每个单元被配属一个所述单元池体且均具有配属该单元的以下结构：

设置于贝壳填料调质池体一侧的冲洗出水区、设置于贝壳填料调质池反应区上方的贝壳填料调质池出水区、设置于贝壳填料调质池反应区下方的贝壳填料调质池进水进气渠、贝壳冲洗进水进气系统，所述贝壳填料调质池出水区的出水口处在与冲洗出水区相对的贝壳填料调质池体另一侧；

贝壳填料调质池反应区设有贝壳填料床，贝壳填料床设置于调质池底板上，且调质池底板上均匀设置多个横向配水配气管，且横向配水配气管与竖向配水管和竖向配气管相连接通入下部的贝壳填料调质池进水进气渠。

6.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其特征在于，贝壳冲洗进水进气系统包括：

设置在贝壳填料调质池进水管上的冲洗用水泵，用于加大冲洗进水流量；

连接到冲洗用水泵下游的所述调质进水管上的贝壳填料调质池进气管；

竖向配气管的底部进口端要高于竖向配水管的底部进口端。

7.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化后矿化的贝壳填料调质池，其特征在于，所述贝壳填料调质池体的另一侧外由上至下依次设有贝壳填料调质池出水管、贝壳填料调质池进水管和排污管，贝壳填料调质池体的上方设有贝壳填料补料口以及检修通道。