CN1821127A - 生产弱碱性高纯饮用水的后处理方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种生产弱碱性高纯饮用水的后处理方法及其设备，使弱碱性无盐水和臭氧气体一同进入文丘里混合器和臭氧吸收塔，经过回流式臭氧杀菌后，再进入气水分离塔，分离出的含臭氧的气体通过呼吸器碳滤后排出；分离出的水通过一级超滤器，滤除水中的微生物尸体和悬浮物；再通过活性炭罐进行炭滤，滤除有机物和水中腥味；然后进入二级超滤器，滤除残留物，所获得的成品水即为弱碱性高纯饮用水。整个工艺过程是在全封闭的压力平衡系统中进行，不仅能够有效滤除三氯甲烷、四氯化碳等有机物，而且能够消灭微生物、滤除细菌尸体及残留物，去除水中的腥味，防止外界细菌侵入，能够有效延长活性炭的使用周期。

Description

生产弱碱性高纯饮用水的后处理方法及其设备

技术领域

本发明涉及生产高纯饮用水的方法及设备，尤指一种生产弱碱性高纯饮用水的后处理方法及其设备。

背景技术

由网状电极导流式工业电渗析器生成的弱碱性无盐水，除含有极少量的氢氧化钠外，已基本不含无机物，但含有极性较弱的例如三氯甲烷、四氯化碳和不受电场力影响的微生物等有机物，弱碱性无盐水的PH值为7.1～7.6，十分利于微生物的生存和繁殖，如果不及时对此进行有效控制，细菌和病毒的含量会呈上升趋势，使高锰酸钾消耗量和亚硝酸盐两项理化指标超标。

日常饮用的纯净水，其生产工艺如下：自来水加凝聚剂→砂滤→还原剂→碳滤→软化→保安过滤→一级RO→PH调节→二级RO→臭氧杀菌→精滤→罐装。其中通过前置的碳滤去除水中的有机物，通过保安过滤去除水杂质，通过臭氧消除水中为数极少的细菌。由于纯净水的PH＝6，不利于微生物的生存和繁殖，经RO反渗透二级处理，其微生物含量极少，所以只须经过简单的常规臭氧杀菌方式就很容易达到规定的指标。而弱碱性无盐水中不仅含有三氯甲烷、四氯化碳等有机物，还含有与自来水中等量的微生物，随时间的延长微生物因繁殖，其单位总量超过自来水中单位总量。如果采用臭氧杀菌，细菌尸体会大量存在水中。面对弱碱性无盐水所存在的问题，采用目前生产纯净水的处理方法，很难达到高纯饮用水指标。

发明内容

本发明的目的一就是提供一种生产弱碱性高纯饮用水的后处理方法，在封闭系统中，采用回流式臭氧杀菌方式，消灭水中微生物；滤除生物尸体；滤除三氯甲烷、四氯化碳等有机物，去除因臭氧杀菌产生的异味，延长活性碳的使用周期；平衡封闭系统压力的同时，保证进入系统内的空气无菌，排出的气体不会有害环境。

本发明的目的二就是要提供一种为实现生产弱碱性高纯饮用水的后处理方法的相关设备，建立封闭的内外压力平衡的处理系统。

为实现所述目的一，本发明提供如下生产弱碱性高纯饮用水的后处理方法。

将从网状电极导流式工业电渗析器产生出的弱碱性无盐水泵压送到文丘里混合器中，与进入文丘里混合器的臭氧混合，经喷射自上而下进入臭氧吸收塔，并在其底部分流：

一部分含气泡的弱碱性无盐水自臭氧吸收塔的底部经管道再次泵压送进文丘里混合器，再次与臭氧混合，经喷射自上而下进入臭氧吸收塔。经文丘里混合器喷射和水泵叶轮击碎的气泡可提高水与臭氧的溶解和吸收。

杀菌后的含气泡的弱碱性无盐水和自臭氧吸收塔顶部经管道自上而下进入气水分离塔，分离出的气体经呼吸器内的活性碳催化分解后排出，因气体含有臭氧，不能直接排向大气，必须经过呼吸器内的活性碳的催化分解成氧气后，才能向环境大气排放。分离出的弱碱性无盐水自气水分离塔底部经管道泵压自下而上进入一级超滤，滤除微生物尸体和其它悬浮物质；

通过一级超滤器过滤的弱碱性无盐水经管道自下而上进入活性碳罐，经碳滤去除有机物，如三氯甲烷、四氯化碳等，并消除水中异味；

经碳滤的弱碱性无盐水自下而上进入二级超滤器，滤除残留物；

通过二级超滤器过滤后的弱碱性无盐水即成为弱碱性高纯饮用水，并经管道自底部进入蓄水罐，随即进入罐装系统。

整个工艺是在全封闭的压力平衡系统中进行，对进入系统的空气进行紫外杀菌。

为实现所述目的二，本发明采用如下技术方案：包括文丘里混合器、臭氧吸收塔、臭氧发生器、超滤器，活性碳罐、蓄水罐，还包括呼吸器，气水分离塔。

文丘里混合器一端与臭氧吸收塔的顶部连通，另端与泵Sba的出水口连通，臭氧发生器通过管道与文丘里混合器连通。泵Sba的进水口与网状电极导流式工业电渗析的输出管道连通。臭氧吸收塔的顶部通过管道与气水分离塔的顶部连通，其底部通过阀门与泵Sba的进水口连通。气水分离塔的顶部通过管道与呼吸器的顶部连通，分离出的含有臭氧的气体通过呼吸器经活性碳催化分解后排出；气水分离塔的顶部通过管道与蓄水罐的顶部连通。其底部与排水的阀门连通，并通过管道与泵Sbb的进水口连通。气水分离塔内部设有浮球阀，受浮环阀控制的导流管的一端与气水分离塔连通，另端与泵Sbb的出水口连通。泵Sbb的出水口经过流量计和电磁阀与一级超滤器的底部连通。活性碳罐通过电磁阀与一级超滤器的顶部连通，其顶部通过电磁阀与二级超滤器的底部连通。二级超滤器的顶部通过电磁阀与蓄水罐的底部连通。

文丘里混合器安装在臭氧吸收塔的上部，并通过伸入至臭氧吸收塔底部的喷射混合管与臭氧吸收塔的腔室连通。这样不仅可使结构紧凑，而且更利于气泡的击碎和臭氧的吸收，起到更好的杀菌效果。

气水分离塔的内部上方横截面方向设置有一水帽板，水帽板上设置有一组水帽，水帽上分布有蓖孔，气水分离塔内的上、下腔室通过水帽上分布的蓖孔连通，气泡通过篦孔时而破灭，变成水流向气水分离塔底部，气体则在气水分离塔上部，并经过呼吸器排出。

活性碳罐的底部设有电加热装置，它是作为系统大修后，首次启动运行前的一种消毒杀菌装置。

通过上述生产弱碱性高纯饮用水的后处理系统，采用回流式臭氧杀菌方式，有效杀灭水中微生物，并通过两级超滤，滤除微生物尸体，及其它残留物，通过后置的活性碳罐碳滤，不仅滤除三氯甲烷、四氯化碳等有机物，去除因臭氧杀菌产生的异味，还能够延长活性碳的使用周期。通过内置活性碳的呼吸气及其尾端装置的紫外灯杀菌装置，对气水分离塔呼出的气体通过活性碳对臭氧的进行催化分解。当系统内产生负压时，不仅保证了系统内的压力平衡，又构成了一道防止细菌穿越的通道，保证进入系统内的空气是无菌气体。

附图说明

图1为本发明的方框图。

图2为本发明的结构示意图。

图3本发明的文丘里混合器和臭氧吸收塔示意图。

图4为本发明的气水分离塔的局剖示意图。

附图标记：

1网状电极导流式工业电渗析器  2文丘里混合器  3臭氧吸收塔  4呼吸器5气水分离塔  6一级超滤器  7二级超滤器  8活性碳罐  9电加热装置10蓄水罐  11、12管道  13喷嘴  14管道  15喷射混合管  16腔室17、18、19管道  20水帽  21浮球阀  22导流管  23、24管道  25、26、27、28、29、30、31、32、33、34电磁阀  35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45阀门  46流量计  47泵sba    48泵sbb  49泵sbc 50、51水龙头  52紫外杀菌装置  53臭氧发生器  54氧气瓶

具体实施方式

参照图1。网状电极导流式工业电渗析器产生的弱碱性无盐水与臭氧发生器产生的臭氧一同进入文丘里混合器，经混合喷射进入臭氧吸收塔进一步混合，一部分再返流到文丘里混合器，再次与进入文丘里混合器的臭氧混合，经喷射，再次进入臭氧吸收塔混合，通过回流式臭氧杀菌方式，有效地杀灭水中的微生物。经过臭氧杀菌后的水和气泡进入气水分离塔，进行必要的水气分离，气泡在通过气水分离塔内的水帽时，气泡破灭，分离出的气体进入呼吸器通过活性碳催化分解后排出；分离出的水进入一级超滤器，滤除水中的微生物尸体和其它悬浮物质；然后再进入活性碳罐，经碳滤，去除水中有机物如三氯甲烷、四氯化碳，并消除水中异味，如腥味；继而，再进入二级超滤器，滤除水中的残留物，这时，弱碱性无盐水成为弱碱性高纯饮用水，进入蓄水罐待分装。全部工艺过程是在全封闭的且与外界压力平衡系统中进行，气水分离塔与蓄水罐和呼吸器构成通道，当蓄水罐内的水在分装过程中，通道内为负压，大气经过紫外杀菌装置通过呼吸器被系统吸入，吸入的过程也是紫外杀菌的过程；当蓄水罐处于灌注状态，蓄水罐内的气体和气水分离塔内的气体通过呼吸器内的活性碳催化分解后排出，避免臭氧进入大气。

参照图2、图3、图4。生产弱碱性高纯饮用水的后处理设备是为实现后处理方法而设计的。它主要包括文丘里混合器2、臭氧吸收塔3、臭氧发生器53、一级超滤器6、二级超滤器7、活性碳罐8、呼吸器4、气水分离塔5、蓄水罐10。

文丘里混合器2安装在臭氧吸收塔3的上部，与伸入臭氧吸收塔底部的混合管15配合连接，上方有一管道与泵sba47和喷嘴13连通。臭氧发生器53产生的臭氧通过电磁阀25和管道12进入文丘里混合器，水由喷嘴13喷出，经过文丘里混合器的喷射，臭氧和气泡混合，使水在臭氧吸收塔内进行约10分钟的臭氧杀菌，一部分水从底部经过阀门35再次进入泵sba、文丘里混合器，返流到臭氧吸收塔，进行回流式臭氧杀菌，一部分通过臭氧杀菌的水和气泡经管道14自顶部进入气水分离塔5。由管道19连通呼吸器4和气水分离塔的顶部，气水分离塔的顶部通过管道18与蓄水罐10上部连通。

气水分离塔5内上方设有一组水帽20，通过水帽上均匀分布的蓖孔连通气水分离塔上、下腔室。经分离，上方为含有臭氧的气体，下方为水。在中部设有一浮球阀21，由它来控制与其内部连通的导流管22。气水分离塔的底部通过管道24与泵sbb48进水口连通，泵sbb48的出水口一方面与导流管22连通，同时通过流量计46和电磁阀29与一级超滤器6的底部连通。当气水分离塔内的水位上升使浮球阀关闭时，水自气水分离塔的底部经泵，流量计和电磁阀29进入一级超滤器。当水位下降使浮球阀开启时，水自气水分离塔的底部经泵、导流管进入气水分离塔内，调整水位，以防止水向呼吸器和蓄水罐溢出，也防止泵sbb抽空。

水进入一级超滤器6，滤除水中的微生物尸体和悬浮物，然后自与一级超滤器顶部连通的管道经电磁阀30自下而上进入活性碳罐8，经碳滤后的水再通过管道和电磁阀28自下而上进入二级超滤器，滤除水中的残留物，然后经管道和电磁阀32自底部进入蓄水罐10，成品水经阀门41、泵sbc49、电磁阀31输往灌装设备。

该设备对隔夜水或剩水的处理进行如下设计：

关闭电磁阀32、阀门41、打开阀门40，使蓄水罐10中的水返流到泵sba47，经泵压进入系统内重新进行处理，然后通过二级超滤器经阀门42、泵sbc、电磁阀34进入罐装设备。

该设备对每次开机或关机对一级超滤器和二级超滤器进行冲洗所进行的如下设计：

对二级超滤器的冲洗：关闭电磁阀28、阀门39、电磁阀32、阀门42、43、电磁阀34，打开电磁阀33，水自蓄水罐经阀门41、泵sbc49、电磁阀33，自上而下进入二级超滤器，经电磁阀27排出。

对一级趣滤器的冲洗，关闭其它阀门，水自蓄水罐经阀门41、泵sbc49、

电磁阀31，自上而下进入一级超滤器6，然后经电磁阀26排出。

该设备的化学冲洗设计：

将配好的化学清洗剂经阀门39、进入二级超滤器，经阀门43、回到清洗槽。之前应关闭阀门38、电磁阀28、32、阀门42、电磁阀33、27。

将配好的化学清洗剂经阀门38、进入一级超滤器、经阀门44，回到清洗槽。之前应关闭电磁阀26、30、29、31。

阀门36、37为常闭阀，只有在长期停机或大修时打开排水。

阀门35为流量控制阀，阀门25为两位三通阀，对臭氧发生器起保护作用。

紫外杀菌装置52内设置强紫外杀菌灯。在系统呈负压状态时，外界空气自紫外杀菌装置进入呼吸器4，并进行紫外杀菌。

Claims (5)

1、一种生产弱碱性高纯饮用水的后处理方法，该方法包括下列步骤：

(a)、将从电渗析器产生出的弱碱性无盐水泵压送到文丘里混合器(2)中，与进入文丘里混合器的臭氧混合，经喷射自上而下进入臭氧吸收塔(3)并在其底部分流；

(b)一部分含气泡的弱碱性无盐水自臭氧吸收塔的底部经管道再次泵压送进文丘里混合器，与臭氧混合，经喷射自上而下再进入臭氧吸收塔(3)；

(c)杀菌后的弱碱性无盐水和自臭氧吸收塔的顶部经管道(14)自上而下进入气水分离塔(5)，分离出的气体经呼吸器(4)内的活性碳催化分解后排出；分离出的弱碱性无盐水自底部经管道(24)泵压自下而上进入一级超滤器(6)，滤除微生物尸体和其它悬浮物质；

(d)通过一级超滤后的弱碱性无盐水经管道自下而上进入活性碳罐(8)，经碳滤去除有机物，消除水中异味；

(e)经过碳滤的弱碱性无盐水自下而上进入二级超滤器(7)滤除残留物；

(f)通过两级超滤器过滤后的弱碱性无盐水即成为弱碱性高纯饮用水，经管道自底部进入蓄水罐(10)

整个工艺过程在全封闭的压力平衡系统中进行，对进入系统的空气进行紫外杀菌。

2、一种生产弱碱性高纯饮用水的后处理设备，包括文丘里混合器(2)、臭氧吸收塔(3)、臭氧发生器(53、)一级超滤器(6)、二级超滤器(7)、活性碳罐(8)、蓄水罐(10)，其特征在于：还包括呼吸器(4)、气水分离塔(5)；文丘里混合器一端与臭氧吸收塔的顶部连通，另端与泵sba(47)的出水口连通；臭氧发生器(53)通过管道与文丘里混合器连通；臭氧吸收塔的顶部通过管道(14)与气水分离塔(5)的顶部连通，其底部与泵sba的进水口连通；气水分离塔的顶部通过管道(19)与呼吸器(4)的顶部连通，其顶部通过管道(18)与蓄水罐(10)的顶部连通，其底部通过管道(24)与泵sbb(48)的进水口连通；气水分离塔内部设有浮球阀(21)，受浮球阀控制的导流管(22)的一端与气水分离塔连通，另端与泵sbb的出水口连通；泵sbb的出水口经过流量计(46)和电磁阀(29)与一级超滤器(6)的底部连通；活性碳罐(8)的底部与一级超滤器的顶部连通，其顶部与二级超滤器(7)的底部连通；二级超滤器的顶部与蓄水罐(10)的底部连通。

3、根据权利要求2所述的生产弱碱性高纯饮用水的后处理设备，其特征在于：所述的文丘里混合器安装在臭氧吸收塔的上部，并通过伸入至臭氧吸收塔底部的喷射混合管(15)与臭氧吸收塔的腔室(16)连通。

4、根据权利要求2所述的生产弱碱性高纯饮用水的后处理设备，其特征在于：所述的气水分离塔内设置有一组水帽(20)，气水分离塔内的上、下腔室通过水帽上分布的篦孔连通。

5、根据权利要求2所述的生产弱碱性高纯饮用水的后处理设备，其特征在于：所述的活性碳罐(10)的底部设有电加热装置(9)。

Images