CN206173128U

CN206173128U - 降低地下水硬度的装置

Info

Publication number: CN206173128U
Application number: CN201621126966.0U
Authority: CN
Inventors: 吴汉军; 杨晓芳; 王东升; 孙闯
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: China University of Geosciences
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2026-10-13

Abstract

本实用新型公开了一种降低地下水硬度的装置，包括流化床诱导结晶反应池、沉降分离池、出水溢流池；流化床诱导结晶反应池置于沉降分离池内，包括反应池体，反应池体的下部设有进水口和进药口；反应池体内从下往上依次设有水流分布器、诱导结晶载体；反应池体上端为反应池溢流口；沉降分离池包括引流池体和分离池体，引流池体和分离池体通过带若干通孔的斜板固定架隔开，且斜板固定架将沉降分离池与流化床诱导结晶反应池连接为一个整体；引流池体内设有引流斜板，引流池体的上端为分离池溢流口；分离池体的底部设有排晶口；出水溢流池环设在沉降分离池外，收集从分离池溢流口出来的水；出水溢流池上设有出水口。本实用新型能降低地下水硬度。

Description

降低地下水硬度的装置

技术领域

本实用新型属于水处理领域，具体涉及一种降低地下水硬度的装置。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。地下水悬浮杂质和有机物少，但矿化程度高，硬度高。我国《生活饮用水卫生标准》中规定饮用水水总硬度应在450mg/L以下。水中硬度过高或过低都会影响人们的身体健康，同时还会给日常生活带来不便。比如将高硬度的水烧开后，水中会出现明显的沉淀，长久累积后会出现大量垢层，影响喝水口感，同时危害身体健康；此外用高硬度水洗衣会降低洗涤效果，同时容易损坏衣物；长期用高硬度水洗头，会使头发发质变差，容易黏结、发脆。

现有的高硬度水软化工艺有较多，主要有化学沉淀法、离子交换法和膜软化法。化学沉淀法处理水后会产生大量泥渣，并且出水中仍残留部分药剂和硬度；离子交换法需要与混凝、微滤等工艺联合操作，过程复杂，设备要求特殊，技术要求严格，能耗大、运行成本高；膜软化法需要定期对膜进行反洗，动力消耗大，成本仍较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种降低地下水硬度的装置，该装置结构简单、使用方便，能降低地下水硬度。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种降低地下水硬度的装置，包括流化床诱导结晶反应池、沉降分离池、出水溢流池；

所述流化床诱导结晶反应池置于沉降分离池内，包括反应池体，反应池体的下部设有进水口和进药口；反应池体内从下往上依次设有水流分布器、诱导结晶载体；反应池体上端为反应池溢流口；

所述沉降分离池包括引流池体和分离池体，引流池体和分离池体通过带若干通孔的斜板固定架隔开，且斜板固定架将沉降分离池与流化床诱导结晶反应池连接为一个整体；引流池体内设有引流斜板，引流池体的上端为分离池溢流口；分离池体的底部设有排晶口；

所述出水溢流池环设在沉降分离池外，收集从分离池溢流口出来的水；出水溢流池上设有出水口。

先将待处理水与软化药剂（质量分数为1%~8%的氢氧化钠溶液）以及诱导结晶载体混合进行反应，反应后产生大量的沉淀，一部分沉淀在诱导结晶载体表面结晶，另一部分沉淀随水流通过反应池溢流口进入沉降分离池内进行自然沉降分离，分离出的晶体经排晶口排出；经自然沉降分离的水流经分离溢流口流入出水溢流池内，后经出水口排出。所述流化床诱导结晶反应池的水力停留时间为3~10min，所述沉降分离池的水力停留时间为10~25min。

针对高硬度地下水中HCO₃ ^-高的特点，向待处理水中加低浓度的NaOH溶液，水中的HCO₃ ^-与药剂中的OH^-进行反应：HCO₃ ^-+OH^-= CO₃ ^2-+H₂O；CO₃ ^2-+Ca²⁺=CaCO₃。由于药剂浓度低且投加量的总碱度系数大小为0.4~1.4，对出水pH影响不大，偏弱碱性。

按上述方案，所述斜板固定架倾斜设置。

按上述方案，诱导结晶载体为天然石英砂，颗粒粒径为0.5~1mm，载体填充高度为20~60cm。

按上述方案，反应池体的高径比为2~10。

按上述方案，水流分布器上的孔的直径为0.3~1mm。

按上述方案，流化床诱导结晶反应池和沉降分离池的体积比为1:1.2~1.8。

按上述方案，流化床诱导结晶反应池顶部与沉降分离池顶部的高度差为Δh₁=20~70cm，沉降分离池顶部与出水溢流池顶部的高度差Δh₂=10~80cm。

按上述方案，所述引流斜板有多个，且平行设置，引流斜板间的水平间距为d=1~10cm。

按上述方案，引流斜板与竖直方向的夹角β为15°~60°，在引流斜板的下端设有齿状通孔。

按上述方案，所述引流斜板的上端还设有连接板，连接板的两端分别与反应池体、引流池体连接，在连接板上设有若干通孔。

本实用新型的有益效果在于：

将流化床诱导结晶反应池、沉降分离池形成一个整体，无需单独设置沉降分离装置，减少设备占地和成本，直接降低出水浊度；通过流化床诱导结晶的过程减少了泥渣的产生，获得了具有一定经济价值的碳酸钙晶体，达到了资源综合利用和环境保护的目的；

本实用新型能降低高硬度地下水的硬度，提高了地下水的饮用水质，也提高了地下水的使用效果；

装置结构简单，处理高效，保证了地下水软化工艺的连续性和可控性。

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是本实用新型降低地下水硬度的装置的结构示意图。

其中，1—进水口；2—进药口；3—排晶口；4—斜板固定架；5—引流斜板；6—水流分布器；7—诱导结晶载体；8—分离池溢流口；9—反应池溢流口；10—出水口；—流化床诱导结晶反应池；—沉降分离池；—出水溢流池。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，一种降低地下水硬度的装置，包括从内向外依次设置的流化床诱导结晶反应池、沉降分离池、出水溢流池。流化床诱导结晶反应池置于沉降分离池内，它包括呈圆柱体的反应池体，反应池体的下部设有进水口1和进药口2；反应池体内从下往上依次设有水流分布器6、诱导结晶载体7；水流分布器6上的孔的直径为0.3~1mm；诱导结晶载体7为天然石英砂，颗粒粒径为0.5~1mm，载体填充高度为20~60cm。反应池体上端为反应池溢流口9，反应池溢流口9为齿状。沉降分离池包括引流池体和分离池体，引流池体和分离池体通过带若干齿状通孔的斜板固定架4隔开，斜板固定架4倾斜设置；斜板固定架4的一端与将沉降分离池的池壁连接，斜板固定架4的另一端与流化床诱导结晶反应池I的池壁连接；引流池体内设有多个平行设置的引流斜板5，引流斜板5与竖直方向的夹角β为15°~60°，引流斜板间水平间距为1~10cm，引流斜板5的下端设有齿状的通孔；引流斜板5的上端还设有连接板，连接板的一端与将沉降分离池的池壁连接，连接板的另一端与流化床诱导结晶反应池I的池壁连接，在连接板上设有若干通孔；引流池体的上端为分离池溢流口8，分离池溢流口8为齿状结构；分离池体的的下部为倒锥体，在倒锥体的最低处设有排晶口3。出水溢流池III环设在沉降分离池II外，收集从分离池溢流口8出来的水；出水溢流池III上设有出水口10。

本实用新型中，反应池体的高径比为2~10，流化床诱导结晶反应池和沉降分离池的体积比为1:1.2~1.8，流化床诱导结晶反应池顶部与沉降分离池顶部的高度差为Δh₁=20~70cm，沉降分离池顶部与出水溢流池顶部的高度差Δh₂=10~80cm。

先将待处理水与软化药剂（质量分数为1%~8%的氢氧化钠溶液）以及诱导结晶载体混合进行反应，反应后产生大量的沉淀，一部分沉淀在诱导结晶载体表面结晶，另一部分沉淀随水流通过反应池溢流口9进入沉降分离池内进行自然沉降分离（经过引流池体的连接板、引流斜板5和斜板固定架4后进入分离池体），分离出的晶体经排晶口3排出；经自然沉降分离的水流经分离溢流口8流入出水溢流池内，后经出水口10排出。流化床诱导结晶反应池的水力停留时间为3~10min，沉降分离池的水力停留时间为10~25min。

实施例1

以山东济宁邹城某地下水源为例：总硬度496mg/L，总碱度233.59 mg/L。

流化床诱导结晶反应池高1m，直径0.05m，容积为1.963L，沉降分离池容积为2.36L，流化床诱导结晶反应池与沉降分离池的高度差Δh₁=20cm，沉降分离池与出水溢流池的高度差Δh₂=10cm，水流分布器上的孔直径为0.6mm，引流斜板与竖直方向的夹角β为15°，引流斜板间间距为1cm。

水处理流量Qr=84L/h，药剂氢氧化钠溶液浓度为2%，药剂的加入量Qy=196.22mmol/h（根据进水处理流量、总碱度以及总碱度系数n=0.5计算而来），载体石英砂粒径为0.5mm，填充高度50cm。

连续运行1h后，出水已达到稳定，监测出水总硬度维持在156mg/L左右，浊度一直维持在1NTU以内，并且加热煮沸后没有沉淀和悬浮物产生，获得的碳酸钙晶体主含量高达98.2%。

实施例2

以山东东营某地下水源为例：总硬度536.08mg/L，总碱度276.59 mg/L。

流化床诱导结晶反应池高1.5m，直径0.15m，容积为26.5L，沉降分离池容积为52.9L，流化床诱导结晶反应池与沉降分离池的高度差Δh₁=30cm，，沉降分离池与出水溢流池的高度差Δh₂=20cm，水流分布器上的孔直径为0.6mm，引流斜板与竖直方向的夹角β为25°引流斜板间间距为3cm。

水处理流量Qr=900L/h，药剂氢氧化钠溶液浓度为2%，药剂的加入量Qy=3485.03mmol/h（根据进水处理流量、总碱度以及总碱度系数n=0.7计算而来），载体石英砂粒径为0.5mm，填充高度50cm。装置连续运行1h后，出水已达到稳定，监测出水总硬度维持在160mg/L左右，浊度一直维持在1NTU以内，并且加热煮沸后没有沉淀和悬浮物存在，获得的碳酸钙晶体主含量高达97.5%。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种降低地下水硬度的装置，其特征在于：包括流化床诱导结晶反应池、沉降分离池、出水溢流池；

2.根据权利要求1所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：所述斜板固定架倾斜设置。

3.根据权利要求1所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：诱导结晶载体为天然石英砂，颗粒粒径为0.5~1mm，载体填充高度为20~60cm。

4.根据权利要求1所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：反应池体的高径比为2~10。

5.根据权利要求1－4任一所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：水流分布器上的孔的直径为0.3~1mm。

6.根据权利要求1所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：流化床诱导结晶反应池和沉降分离池的体积比为1:1.2~1.8。

7.根据权利要求1所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：流化床诱导结晶反应池顶部与沉降分离池顶部的高度差为Δh₁=20~70cm，沉降分离池顶部与出水溢流池顶部的高度差Δh₂=10~80cm。

8.根据权利要求1所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：所述引流斜板有多个，且平行设置，引流斜板间的水平间距为d=1~10cm。

9.根据权利要求8所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：引流斜板与竖直方向的夹角β为15°~60°，在引流斜板的下端设有齿状通孔。

10.根据权利要求1、8或9所述的降低地下水硬度的装置，其特征在于：所述引流斜板的上端还设有连接板，连接板的两端分别与反应池体、引流池体连接，在连接板上设有若干通孔。