CN202214263U - 用于稳定水质的饮用水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于稳定水质的饮用水处理设备，依次包括二氧化碳曝气装置、石灰石接触装置和二氧化碳脱气装置，二氧化碳曝气装置、石灰石接触装置和二氧化碳脱气装置通过管道联通。本实用新型装置结构简单、能连续高效处理饮用水、提高饮用水的碱度和硬度、稳定饮用水pH值、提高水质化学稳定性。

Description

用于稳定水质的饮用水处理设备

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，涉及一种水处理设备，尤其涉及一种用于稳定水质的饮用水处理设备。

背景技术

南方地区地表水具有低硬度、低碱度、对供水管网具有较强的腐蚀性。管网受到侵蚀和腐蚀使管道的有效过水横截面积缩小，降低管道的输送能力。同时，当供水管网内水流速度或水流方向突然发生变化时，管道内壁的腐蚀产物很可能会脱落，并释放到自来水中，使水中镉、铬、钴、铜、铁、铅、锰、镍等金属元素的浓度增加。城市供水系统中常见的“黄水”现象，就是由钢管、铸铁管等管道的内壁铁腐蚀产物释放而引起的。另外，管道腐蚀会缩短管道的使用年限，增加了管材的维护和更换费用。腐蚀严重时，会发生爆管现象，对城市供水产生较大影响。管网受到侵蚀和腐蚀最主要原因是

为了提高供水厂出水的化学稳定性，抑制供水管网的腐蚀，降低健康风险，现有技术的一种是利用二氧化碳和饱和石灰水来提高水的硬度、碱度，应用碳酸钙的溶解平衡关系，使管壁上形成一层碳酸钙保护膜，从而使金属表面不直接与水中溶解氧接触，抑制腐蚀电极的反应过程，控制腐蚀。石灰投加点一般设在水厂净水工艺的前部即混合絮凝池。但是，在净水工艺前部加入石灰，会产生较多问题：一是会造成混凝阶段pH值过高而影响絮凝沉淀效果；二是使出水的铝含量增高，人体铝摄入量过多，增加患老年痴呆症的风险；三是由于出厂水pH值的限制，石灰投加量不能过多，增加的硬度和碱度有限。四是由于饱和石灰水需要投加系统、溶解池、溶液池，运行管理复杂，运行成本高。

现有技术中的另一种方法是将软化水通过石灰石颗粒床，二氧化碳与石灰石反应而来增加饮用水的硬度和碱度，虽然该方法提高了pH值，但是由于水中二氧化碳的含量很低，提高的硬度与碱度非常有限，很难达到水质化学稳定性的标准。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中出厂水碱度和硬度过低、具有较强腐蚀供水管网的缺陷，提供一种结构简单、能连续高效处理饮用水、提高饮用水的碱度和硬度、稳定饮用水pH值、提高水质及化学稳定性的用于稳定水质的饮用水处理设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：用于稳定水质的饮用水处理设备，依次包括二氧化碳曝气装置、石灰石接触装置和二氧化碳脱气装置，所述二氧化碳曝气装置、石灰石接触装置和二氧化碳脱气装置通过管道联通。

所述二氧化碳曝气装置包括二氧化碳曝气池、在二氧化碳曝气池中设有二氧化碳曝气头，所述曝气头通过气管连接有二氧化碳高压气源，所述二氧化碳曝气池设有曝气池进水口、曝气池出水口，所述曝气池出水口与石灰石接触装置通过管道联通。

所述二氧化碳曝气池中设有至少一个用于增加饮用水流动距离的隔板，所述隔板将曝气池进水口与曝气池出水口之间形成回环曲折的水路。

所述隔板设置数量与曝气头配合，使得相邻的隔板之间、隔板与二氧化碳曝气池池壁之间分别设有至少一个曝气头。

所述隔板设置至少两个，隔板之间间隔竖直固定在二氧化碳曝气池中，所述隔板与二氧化碳曝气池底面之间留有水流动的间隙，相邻的隔板与二氧化碳曝气池顶部留有水流动空间。

多个所述曝气头之间通过连接管串联或并联到气管上与二氧化碳高压气源联通。

所述石灰石接触装置包括接触池，所述接触池内设有填充有石灰石的接触床，所述接触床两侧分别设有接触池进水口和接触池出水口，所述接触池进水口通过管道与二氧化碳曝气装置联通，所述接触池出水口通过管道与二氧化碳脱气装置联通。

所述接触床设置在接触池中部，所述接触床下方设有过滤承托层，所述接触池出水口设置在过滤承托层下方。

所述石灰石接触装置还包括用于清洁过滤承托层的反冲洗机构，所述反冲洗机构包括进水管、出水管，所述进水管联通过滤承托层下方的接触池，所述出水管联通过滤承托层下方的接触池。

所述二氧化碳脱气装置包括二氧化碳脱气塔，所述二氧化碳脱气塔内设有填料层，二氧化碳脱气塔下部设有对内进行鼓气的送风机构。

本实用新型采用二氧化碳曝气装置、石灰石接触装置和二氧化碳脱气装置，首先通过二氧化碳曝气装置对低碱低硬的饮用水进行二氧化碳曝气，提高水中二氧化碳含量，曝气后的饮用水再经石灰石接触装置中的石灰石(碳酸钙)接触处理，在与石灰石接触处理中，利用水和碳酸盐的平衡，将石灰石中的Ca²⁺溶解到水中。

平衡等式如下：

随着碳酸钙的不断溶解，水中硬度、碱度、pH值不断提高。但随着水中硬度、碱度、pH值的提高，碳酸钙的溶解速率慢慢降低，因此对不同水质的饮用水的硬度、碱度、pH值都具有自动调节作用，同时由于石灰石颗粒的吸附作用，对水中的铅、铜、锰等重金属有去除效果，而且饮用水的浊度基本不变。由于前期曝了过量的二氧化碳，加快了碳酸钙的溶解，使得接触时间缩短，但是pH值却较低，因此后续需要采用二氧化碳脱气装置对二氧化碳进行脱气处理，经过脱气后，pH值能达到8.0左右，并且脱气后饮用水的硬度、碱度变化不大。本实用新型中采用二氧化碳曝气与石灰石接触联用，能很好地控制水质化学稳定性，有效提高水的硬度、碱度，并采用二氧化碳脱气装置对饮用水中多余的二氧化碳去除，控制水的pH在弱碱性范围，从而控制好拉森比率，碳酸钙沉淀势等水质化学稳定性指标。与现有技术相比，本实用新型所需接触时间更短，处理效果更好。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例石灰石接触装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于稳定水质的饮用水处理设备，在饮用水存储池1后依次包括二氧化碳曝气装置2、石灰石接触装置3和二氧化碳脱气装置4，所述二氧化碳曝气装置2、石灰石接触装置3和二氧化碳脱气装置4通过管道联通。在二氧化碳曝气装置2、石灰石接触装置3之间的管道上设有管道泵7，将二氧化碳曝气装置2处理后的饮用水泵入到石灰石接触装置3中。

如图1所示，所述二氧化碳曝气装置2包括二氧化碳曝气池21，二氧化碳曝气池21上设有曝气池进水口211和曝气池出水口212，曝气池进水口211与需要处理的饮用水存储池1通过管道91联通，在管道91上设有阀门81。曝气池进水口211、曝气池出水口212分别设置在二氧化碳曝气池21侧壁上，曝气池进水口211和曝气池出水口212优选在二氧化碳曝气池21中的距离最远，即分别设置在二氧化碳曝气池21相对的两个侧壁上，最优选设置在曝气池进水口211侧壁上部，曝气池出水口21设置在相对的侧壁下部。使得饮用水在二氧化碳曝气池21停留时间长，能充分溶解二氧化碳，满足后续工序的需要。

如图1所示，在二氧化碳曝气池21中设有二氧化碳曝气头23，所述曝气头23通过气管26连接有二氧化碳高压气源25，二氧化碳高压气源25可以采用二氧化碳高压气瓶，二氧化碳高压气瓶出口连接有气管26，通过气管26对二氧化碳曝气头23进行供气。二氧化碳曝气头23具体的设置位置根据实际需要设置在二氧化碳曝气池21的不同位置，可以设置在二氧化碳曝气池21顶部、底部、中部等处。所述二氧化碳曝气池21设有曝气池出水口212，所述曝气池出水口212与石灰石接触装置3联通。二氧化碳曝气头23在二氧化碳曝气池21中设置多个，以满足在饮用水中充分溶解二氧化碳的目的。为了实现这个目的，还在二氧化碳曝气池21中二氧化碳曝气头23之间设置隔板22，使得饮用水能回环曲折流动，增加溶解二氧化碳机会。隔板22设置数量和二氧化碳曝气头23数量配合。隔板22的作用是隔出不同区域，使得水绕隔板22回环流动，增加饮用水流动距离，因此，隔板22的设置可以是水平设置、竖直设置、倾斜设置，相邻隔板22之间、隔板22与二氧化碳曝气池21池壁之间分别设置至少一个二氧化碳曝气头23。多个所述曝气头23之间通过连接管231串联或并联到气管26上与二氧化碳高压气源25联通。本实施例中曝气头23采用微孔曝气头，且隔板22竖直设置。隔板22与二氧化碳曝气池21底面之间留有水流动的间隙，相邻的另一个隔板22与二氧化碳曝气池21顶部留有水流动空间，饮用水形成上下回环的流动。隔板22两侧分别固定在二氧化碳曝气池21两侧的内侧壁上。

如图1所示，所述石灰石接触装置3包括接触池31，所述接触池31内设有填充有石灰石的接触床32，所述接触床32两侧分别设有接触池进水口311和接触池出水口312，所述接触池进水口311通过管道92与二氧化碳曝气装置2的曝气池出水口212联通，接触池进水口311与曝气池出水口212之间的管道92上设有管道泵7、阀门82，管道泵7用于将曝气池21中的饮用水泵入到接触池31中。所述接触池出水口312通过管道93与二氧化碳脱气装置4联通。接触床32可以单独设置成为一个独立结构，放置在接触池31中，接触床32也可以是直接在接触池31中填充一定高度的石灰石形成的。饮用水需要流经接触床32处理，因此只要接触池进水口311和接触池出水口312分设在接触床32两侧即可实现，并且接触池进水口311和接触池出水口312之间的距离尽可能远，以保证饮用水中二氧化碳与碳酸钙的反应，使得在饮用水流动过程中即得到足够的钙离子。本实施例中接触池进水口311设置在接触池31侧壁上部接近顶部，接触池出水口312设置在相对的另一侧壁的底部。接触池出水口312位于接触池31底部的集水区34，与二氧化碳脱气装置4联通。

如图1所示，所述石灰石接触床32设置在接触池31中部，所述接触床32下方设有过滤承托层33，所述接触池出水口312设置在过滤承托层33下方的集水区34。过滤承托层33的作用一个是对接触床32处理后的饮用水进行过滤，避免接触床32中的石灰石小颗粒随饮用水流出，另一个作用是对整个接触床32中填充的石灰石进行承托。过滤承托层33可以选择具有过滤作用并具有一定强度或刚性能保持其中孔隙的材料，例如粗砂、陶瓷粒等，它们的粒径一般在4-8mm，每层厚度在5-10cm，设置2-3层，每层的粒径基本相同，相邻两层粒径不同。

如图1所示，所述的用于稳定水质的饮用水处理设备中，所述二氧化碳脱气装置4包括二氧化碳脱气塔41，所述二氧化碳脱气塔41内设有填料层42，二氧化碳脱气塔41下部设有对内进行鼓气的送风机构6，送风机构6为鼓风机。接触池出水口312与脱气塔进水口411之间通过管道93联通，脱气塔进水口411设置在二氧化碳脱气塔41的顶部。从脱气塔进水口411送入二氧化碳脱气塔41内含有二氧化碳的饮用水流过填料层42，饮用水在填料层42中的填料表面形成薄膜或小水滴，逐步向下流动，由鼓风机鼓入二氧化碳脱气塔41的空气则由下而上与饮用水的薄膜或小水滴形成逆向接触，根据亨利定律，即利用减少水面上的二氧化碳的分压来去除饮用水中的二氧化碳气体，二氧化碳气体与饮用水分离从二氧化碳脱气塔41脱出。二氧化碳脱气塔41下部设有脱气塔出水口412，脱气塔出水口412连接有管道94，用于将处理完的饮用水输送出去，管道94上设有阀门84。

如图2所示，优选所述石灰石接触装置还包括用于清洁过滤承托层33的反冲洗机构，所述反冲洗机构包括进水管、出水管，所述进水管联通过滤承托层33下方的接触池的集水区34，所述出水管联通过滤承托层下方的接触池。反冲洗机构的进水管、出水管可以单独设置，也可以借用与曝气池21和接触池31之间的管道92作为进水管，即管道92联通有支管92a和支管92b，支管92a为正常饮用水处理的进水管路与接触池进水口311联通，支管92b为反冲洗管路，联通在接触池31底部侧壁上，支管92a和支管92b上分别设有阀门82和阀门85。接触池31上部设有溢流管35，溢流管35是反冲洗的出水管。溢流管35也可以是在接触池31中水量过多时，饮用水从溢流管35中溢出，避免出现接触池31溢流问题。

当接触床32工作一段时间后，过滤承托层33会填充很多的石灰石颗粒，过滤承托层33的过水量减少，影响接触池31的整体处理效率。因此，会通过反冲洗机构对接触池31进行反冲洗。当使用反冲洗时，关闭接触池进水口311前的支管92a上的阀门82，打开支管92b上的阀门85，则管道泵7将曝气池21中饮用水从接触池31底部进入，对过滤承托层33进行反冲洗，反冲洗的水从溢流管35中流出。

Claims (10)

1.用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，依次包括二氧化碳曝气装置、石灰石接触装置和二氧化碳脱气装置，所述二氧化碳曝气装置、石灰石接触装置和二氧化碳脱气装置通过管道联通。

2.根据权利要求1所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，所述二氧化碳曝气装置包括二氧化碳曝气池、在二氧化碳曝气池中设有二氧化碳曝气头，所述曝气头通过气管连接有二氧化碳高压气源，所述二氧化碳曝气池设有曝气池进水口、曝气池出水口，所述曝气池出水口与石灰石接触装置通过管道联通。

3.根据权利要求2所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，所述二氧化碳曝气池中设有至少一个用于增加饮用水流动距离的隔板，所述隔板将曝气池进水口与曝气池出水口之间形成回环曲折的水路。

4.根据权利要求3所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，所述隔板设置数量与曝气头配合，使得相邻的隔板之间、隔板与二氧化碳曝气池池壁之间分别设有至少一个曝气头。

5.根据权利要求4所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，所述隔板设置至少两个，隔板之间间隔竖直固定在二氧化碳曝气池中，所述隔板与二氧化碳曝气池底面之间留有水流动的间隙，相邻的隔板与二氧化碳曝气池顶部留有水流动空间。

6.根据权利要求2所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，多个所述曝气头之间通过连接管串联或并联到气管上与二氧化碳高压气源联通。

7.根据权利要求1所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，所述石灰石接触装置包括接触池，所述接触池内设有填充有石灰石的接触床，所述接触床两侧分别设有接触池进水口和接触池出水口，所述接触池进水口通过管道与二氧化碳曝气装置联通，所述接触池出水口通过管道与二氧化碳脱气装置联通。

8.根据权利要求7所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，所述接触床设置在接触池中部，所述接触床下方设有过滤承托层，所述接触池出水口设置在过滤承托层下方。

9.根据权利要求7所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，所述石灰石接触装置还包括用于清洁过滤承托层的反冲洗机构，所述反冲洗机构包括进水管、出水管，所述进水管联通过滤承托层下方的接触池，所述出水管联通过滤承托层下方的接触池。

10.根据权利要求1所述的用于稳定水质的饮用水处理设备，其特征在于，所述二氧化碳脱气装置包括二氧化碳脱气塔，所述二氧化碳脱气塔内设有填料层，二氧化碳脱气塔下部设有对内进行鼓气的送风机构。

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