CN1377841A - 一种地下水除氟方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涉及低温、低浊地下含氟水的处理方法及一体化装置,采用回流活性泥渣接触絮凝的方法,装置包括加药装置、管式静态混合器、斜板澄清器、多孔布水器、过滤装置等,本发明效果明显,流程简单,其装置工艺简洁、操作简便,可长时间连续稳定运行。

Description

一种地下水除氟方法及装置

本发明属于一种地下水除氟方法及装置。

我国地下水含氟地区的分布范围很广，因长期饮用含氟量高的水可引起慢性中毒，特别是对牙齿和骨骼产生严重危害，轻者患氟斑牙，表现为牙釉质损坏，牙齿过早脱落等，重者则骨关节痛疼，甚至骨骼变形，出现弯腰驼背等，完全丧失了劳动能力，所以高氟水的危害是严重的。我国饮用水标准中规定氟的含量不得超过1mg/l。

目前，国内外除氟方法主要有：吸附过滤法、电渗析法、化学混凝法等。通过对这些方法的比较研究表明，虽然吸附过滤法处理效果较好，工艺流程简单，但存在运行价格较高、吸附容量有限、运行周期较短、再生次数较多且再生操作不便等缺点。电渗析法耗电量大，运行价格较高，且会造成部分水浪费等缺点。而化学混凝法操作运行简便，维护管理方便，特别适合于在农村等地区推广应用。但用该方法处理低温、低浊的地下水，对于常规的化学药剂、工艺及装置，一般采用机械絮凝或是水力絮凝而没有回流活性泥渣的接触絮凝，造成运行费用偏高，处理效果不理想，出水水质不稳定等。

本发明的目的是提供一种地下水除氟方法及装置，主要用于地下水的除氟，它对处理低温、低浊的地下水特别有效。

本发明是采用以下技术方案来实现上述目的：本发明采用高碱化度钙型聚合氯化铝硅复合混凝剂(专利公开号CN 1257046A)，该药剂具有聚合氯化铝良好的混凝性能，和钙盐良好的助凝性能，还具有聚合硅酸的高效吸附架桥能力。氟在地下水中是以离子的状态存在，加入该混凝剂主要通过吸附架桥、吸附—电性中和以及网捕等作用，逐渐形成较大的絮体。大量高浓度的回流活性泥渣与原水中杂质颗粒具有更多的碰撞机会。混合水进入澄清器以后，在絮凝反应部分逐渐形成较大的絮体，絮体随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层中的活性泥渣阻留下来，通过接触絮凝使水得到澄清。混合水进入澄清器的沉淀部分，通过斜板沉淀，使水进一步澄清。然后由多孔布水器进入过滤装置，经过无烟煤和石英砂两层过滤，去处水中的细小絮体，使水得到进一步澄清。最后进入低氟水池。

常规的澄清器中不放置斜板，或者沿与某一径向垂直的方向放置斜板，而本发明的斜板澄清器中沿径向放置斜板，优化了反应器的容积利用率，提高了反应效率和出水水质。

斜板澄清器是一个圆柱状的反应器，其内部构造分为絮凝和沉淀两部分，内环部分是絮凝单元，外环部分是沉淀单元。它是将絮凝和沉淀两个单元过程综合于一体的构筑物，主要依靠活性泥渣层的接触絮凝达到澄清、依靠斜板达到沉淀的目的。

斜板沉淀部分是基于“浅池理论”发展而来的。由公式 $E=\frac{u_1}{Q/A}$

可以得出，颗粒沉速u₁一定时，增大沉淀部分表面积A可以提高去除率E。当沉淀池有效容积一定时，使池身变浅，可以增大表面积A，从而提高去除率E。

斜板沉淀部分是把与水平面成一定角度的斜板放置于沉淀池中构成，斜板沿澄清器径向布置，并且与水平面成60°。混合水从下向上流动，絮体颗粒则沉于斜板底部。当颗粒累积到一定程度时，便自动滑下。

从改善沉淀水力条件的角度来分析，由于斜板沉淀部分水力半径大大减小，从而使雷诺数Re大为降低，而弗劳德数Fr则大为提高。因此，斜板沉淀中的水流属层流状态，其Fr数为10^-3～10^-4，满足了水流的稳定性和层流的要求。

絮体经过接触絮凝、强化沉淀和过滤作用被去除，从而达到除氟的目的。本发明具有以下优点：由于该混凝剂的碱化度较高，具有更优异的絮凝沉降性能，并且处理后水的pH值降低更少而避免了调节步骤；采用了回流活性泥渣的接触絮凝方法，使絮凝效果更好；以及加入斜板强化了沉淀过程等。因此本发明效果明显，流程简单，其装置工艺简洁、操作简便，可长时间连续稳定运行。

本发明的具体作法是：

根据原水中氟的含量，通过加药装置加入高碱化度钙型聚合氯化铝硅复合混凝剂，由管式静态混合器对所加的药与水进行快速充分混合，经过斜板澄清器的接触絮凝、强化沉淀，出水经过多孔布水器，进入过滤装置，最后进入低氟水池。

装置包括：提升泵、管式静态混合器、流量计、喷嘴、喉管、喇叭口、第一絮凝室、第二絮凝室、分离室、斜板、出水堰、排泥管、泥渣浓缩室、多孔布水器、无烟煤、石英砂、反冲洗布水管、反冲洗排水管。

加药装置由配药箱、加药箱和定量加药泵组成。

斜板澄清器中沿径向放置斜板；

多孔布水器面板中央孔的直径较小，四周孔的直径较大；

过滤装置中所用的滤料是无烟煤、石英砂。

下面结合附图和实施例对本发明作详细描述：

图1是本发明的装置结构示意图。

图中：1-提升泵，2-管式静态混合器，3-流量计，4-喷嘴，5-喉管，6-喇叭口，7-第一絮凝室，8-第二絮凝室，9-斜板，10-出水堰，11-排泥管，12-泥渣浓缩室，13-多孔布水器，14-无烟煤，15-石英砂，16-反冲洗布水管，17-反冲洗排水管，18-分离室。

实施例1：原水经提升泵(1)通过管式静态混合器(2)对所加的药与水进行快速充分混合，混合器内根据最佳水利条件安装有若干固定混合单元，每一混合单元由若干固定叶片按一定角度交叉组成，水流和药剂通过混合器时，将被单元体多次分割、改向并形成涡旋，从而达到混合的目的。装置中水流量由流量计(3)显示。混合水经喷嘴(4)高速进入喉管(5)，因此在喉管下部喇叭口(6)附近造成真空而吸入回流泥渣。原水与回流泥渣在喉管(5)中剧烈混合后，被送入第一絮凝室(7)和第二絮凝室(8)。从第二絮凝室(8)流出的泥水混合液在分离室(18)中进行泥水分离。在分离室中，沿径向放置斜板(9)，清水向上，由出水堰(10)流出，泥渣则一部分进入泥渣浓缩室(12)，另一部分被吸入喉管(5)重新循环。

出水堰(10)为三角出水堰，堰口角度是90°。

斜板澄清器的泥渣由排泥管(11)排放。

多孔布水器(13)起均匀布水的作用，其面板中央孔的直径较小，周围孔的直径较大。

过滤装置中所用的滤料是无烟煤(14)和石英砂(15)，无烟煤粒径0.8-1.8mm，石英砂粒径是0.5-1.2mm，滤料总高度是0.9m，其中无烟煤是0.4m，石英砂是0.5m。

反冲洗布水管(17)上的孔径为5mm。

滤池反冲洗，由反冲洗排水管(17)排水。

本实施例采用的原水氟含量为3.9mg/l，加药量为200mg/l时，经本发明的方法及装置处理后，氟含量降为0.9mg/l，去除率为76.9％。

实施例2、当原水中氟含量为2.2mg/l，加药量为110mg/l时，经本发明的方法及装置处理后，氟含量降为0.8mg/l，去除率为63.6％。

实施例3、当原水中氟含量为4.8mg/l，加药量为360mg/l时，经本发明的方法及装置处理后，氟含量降为0.9mg/l，去除率为81.3％。

Claims (2)

1、一种地下水除氟方法，其特征在于：

通过加药装置加入高碱化度钙型聚合氯化铝硅复合混凝剂，由管式静态混合器对所加的药剂与原水进行快速充分混合，经过斜板澄清器的接触絮凝、强化沉淀，出水经过多孔布水器，进入过滤装置，最后进入低氟水池；

2、一种地下水除氟装置，其特征在于该装置包括有：

提升泵、加药装置、管式静态混合器、流量计、喷嘴、喉管、喇叭口、第一絮凝室、第二絮凝室、分离室、斜板、出水堰、排泥管、泥渣浓缩室、多孔布水器、无烟煤、石英砂、反冲洗布水管、反冲洗排水管；

斜板澄清器中沿径向放置斜板；

澄清器是将絮凝和沉淀两个单元过程综合于一体的构筑物，主要依靠活性泥渣层的接触絮凝达到澄清的目的，在澄清器的沉淀部分，通过斜板沉淀，使水进一步澄清；

多孔布水器面板中央孔的直径较小，四周孔的直径较大；

过滤装置中所用的滤料是无烟煤、石英砂。