CN207792895U - 一种用于自来水除盐除垢的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于自来水除盐除垢的装置，属于除盐装置领域，包括自来水管、过滤装置和除盐装置，所述自来水管连接过滤装置，过滤装置通过连通管道与除盐装置连接，所述除盐装置包括反应罐体，反应罐体的顶端设有与连通管道连接的散水盘，反应罐体内从上到下依次叠加设置有阴离子交换树脂层、分层树脂层、阳离子交换树脂层和反渗透膜层，所述阴离子交换树脂层、分层树脂层、阳离子交换树脂层和反渗透膜层均呈漏斗状，反应罐体的中心部位设有依次穿过阴离子交换树脂层、分层树脂层和阳离子交换树脂层的再生液排出管。本实用新型采用反渗透和离子交换相结合，除盐质量高，除盐效率高，过滤效率高，并且能够除垢。

Description

一种用于自来水除盐除垢的装置

技术领域

本实用新型涉及除盐装置领域，具体的说，是一种用于自来水除盐除垢的装置。

背景技术

除盐水，是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水。除盐水并不意味着水中盐类被全部去除干净，由于技术方面的原因以及制水成本上的考虑，根据不同用途，允许除盐水含有微量杂质。除盐水中杂质越少，水纯度越高。在自来水中有很多盐分，如果长期放置或流速慢的时候会产生水垢，而这些水垢由碳酸钙、氯化钙等组成，长期使用含水垢的自来水会对身体健康造成一定影响。盐杂质的长期存在，会逐步附着在反应容器和管道的内表面上，形成电化学腐蚀，会加速管道和反应容器的腐蚀，降低设备的使用寿命，同时给生产也带来了一定的不安全隐患。

无论是工业生产用水或是生活用水均对水的硬度、含盐量有一定的要求，目前，除盐处理方法分为两类；第一类是为蒸馏法、冷冻法、反渗透法、水合物法和溶剂萃取法；而第二类则包括电渗析法和离子交换法。而现有的除盐设备大多采用电渗析法、离子交换法和反渗透法，存在除盐效率低，设备复杂，占地面积大、除盐之后含有其他杂质的问题。在这里提供一个由申请人检索出的现有技术：

现有技术：公开(公告)号为CN106587262A的专利申请文件中公开了一种除盐装置，包括除盐舱、多孔板、阴离子交换树脂层、分层树脂层以及阳离子交换树脂层。除盐舱具有反应腔，除盐舱上具有进液口、排气口、出液口、进碱口及再生液出口，进液口、排气口、出液口、进碱口以及再生液出口均连通于反应腔；多孔板设在反应腔内，阳离子交换树脂层、分层树脂层以及阴离子交换树脂层在反应腔内由下至上依次层叠分布，阳离子交换树脂层位于多孔板上，分层树脂层的高度为100-300mm，再生液出口朝向于分层树脂层以用于排出再生液，进液口、排气口、进碱口以及再生液出口位于阴离子交换树脂层的上方，出液口位于阳离子交换树脂层的下方。该除盐装置再生效果好、能够节约再生药剂。

但是其存在除盐效率低，过滤效果差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于自来水除盐除垢的装置，解决现有设备中除盐率不高、效率低、过滤效率差的问题。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种用于自来水除盐除垢的装置，包括自来水管、过滤装置和除盐装置，所述自来水管连接过滤装置，过滤装置通过连通管道与除盐装置连接，所述除盐装置包括反应罐体，反应罐体的顶端设有与连通管道连接的散水盘，散水盘上均布有若干散水孔，反应罐体内从上到下依次叠加设置有阴离子交换树脂层、分层树脂层、阳离子交换树脂层和反渗透膜层，所述阴离子交换树脂层、分层树脂层、阳离子交换树脂层和反渗透膜层均呈漏斗状，反渗透膜层与阳离子交换树脂层之间设有间隙，阴离子交换树脂层上方设有与阴离子交换树脂层形状相对应的进碱均布管，所述反应罐体一侧设有与进碱均布管连通的进碱口，反应罐体的中心部位设有依次穿过阴离子交换树脂层、分层树脂层和阳离子交换树脂层的再生液排出管且再生液排出管与三者的接触面上均设有若干再生液收集孔，再生液排出管与固定在反应罐体底端一侧的再生液收集箱连接，所述反渗透膜层内设有浓液排出管且浓液排出管与其的接触面上设有若干浓液收集孔，浓液排出管与固定在所述再生液收集箱上方的浓液收集箱连接，所述反应罐体顶端设有排气孔且其底端连通有除盐水排出管。

如上所述的用于自来水除盐除垢的装置，所述过滤装置包括过滤罐体，过滤罐体内从上到下依次设有石英砂过滤层、活性炭吸附层和超滤膜层，所述石英砂过滤层、活性炭吸附层和超滤膜层均呈漏斗状。

如上所述的用于自来水除盐除垢的装置，所述石英砂过滤层、活性炭吸附层和超滤膜层两两之间分别设有第一阻垢剂添加口和第二阻垢剂添加口。

如上所述的用于自来水除盐除垢的装置，所述过滤装置与除盐装置之间还设有通过连通管道相互连接的保安过滤器。

如上所述的用于自来水除盐除垢的装置，所述除盐水排出管与所述反应罐体的连接处设有一超滤膜网。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)通过反渗透和离子交换相结合进行除盐，提高了除盐率和除盐水质量。

(2)通过过滤装置中不同除盐层呈漏斗状设置，增加了液体和除盐层的接触面积，提够了除盐效率。

(3)通过过滤装置中不同过滤层呈漏斗状设置，增加了自来水与过滤层的接触面积，提高了过滤效率。

(4)通过在不同过滤层之间设置第一阻垢剂添加口和第二添加口，方便了阻垢剂的添加，有效避免了因水垢造成的过滤层堆积而影响过滤效率和设备运行的情况发生。

(5)经过重重的过滤和除盐过程，减少了水体在后续输送时水垢的产生，达到除垢的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中1-自来水管；2-石英砂过滤层；3-活性炭吸附层；4-超滤膜层；5-连通管道；6-保安过滤器；7-第一阻垢剂添加口；8-第二阻垢剂添加口；9-散水孔；10-排气孔；11-散水盘；12-进碱均布管；13-进碱口；14-阴离子交换树脂层；15-再生液排出孔；16-分层树脂层；17-阳离子交换树脂层；18-再生液排出管；19-反渗透膜层；20-超滤膜网；21-再生液收集箱；22-除盐水排出管；23-反应罐体；24-过滤罐体；25-浓液排出管；26-浓液收集孔；27-浓液收集箱。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1所示，一种用于自来水除盐除垢的装置，包括自来水管1、过滤装置和除盐装置，所述自来水管1连接过滤装置，过滤装置通过连通管道5与除盐装置连接，所述除盐装置包括反应罐体23，反应罐体23的顶端设有与连通管道5连接的散水盘11，散水盘11上均布有若干散水孔9，反应罐体23内从上到下依次叠加设置有阴离子交换树脂层14、分层树脂层16、阳离子交换树脂层17和反渗透膜层19，所述阴离子交换树脂层14、分层树脂层16、阳离子交换树脂层17和反渗透膜层19均呈漏斗状，反渗透膜层19与阳离子交换树脂层17之间设有间隙，阴离子交换树脂层14上方设有与阴离子交换树脂层14形状相对应的进碱均布管12，所述反应罐体23一侧设有与进碱均布管12连通的进碱口13，反应罐体23的中心部位设有依次穿过阴离子交换树脂层14、分层树脂层16和阳离子交换树脂层17的再生液排出管18且再生液排出管18与三者的接触面上均设有若干再生液收集孔15，再生液排出管18与固定在反应罐体23底端一侧的再生液收集箱21连接，所述反渗透膜层19内设有浓液排出管25且浓液排出管25与其的接触面上设有若干浓液收集孔26，浓液排出管25与固定在所述再生液收集箱21上方的浓液收集箱27连接，所述反应罐体23顶端设有排气孔10且其底端连通有除盐水排出管22。

实施原理：在使用时，自来水管1中的水含有大量盐分离子，在经过过滤装置过滤后通过连通管道5进入过滤装置中，此时过滤之后的水体中悬浮物质、胶状物质、部分重金属离子、有机物等均被过滤掉，之后再由除盐装置中的散水盘11和其上均匀分布的散水孔9进行均匀散水，散水后的水体依次经过阴离子交换树脂层14、分布树脂层和阳离子交换树脂层17进行离子置换，分层树脂层16用于与阴离子交换树脂层14和阳离子交换树脂层17分界明显，经过置换后的水体通过反渗透膜层19进行分离作用，当分离过程中会形成净水和浓液，浓液在漏斗形状的作用下向中心部位导流，通过中心部位的浓液排出管25上的浓液收集孔26将浓液排出并进入到浓液收集箱27中，而分离出的净水会进入到反应罐体23的底部并通过除盐水排出管22排出。

当离子交换树脂层经过一段使用时间后其置换效果会减弱，导致除盐效率变低，因此需要对树脂层进行碱洗，通过碱洗将树脂层中储存的离子进行清理。通过在阴离子交换树脂层14上方设置进碱均布管12和设置在反应罐体23一侧的进碱口13进行加碱清理，而碱液也为再生液，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。再生液的选取需要要根据不同类型的阳离子交换树脂层17和阴离子交换树脂层14相匹配，再生液清洗并将阴离子交换树脂层14、分层树脂层16和阳离子交换树脂层17中的离子带走通过漏斗形状的导流作用下经过再生液排出管18上的再生液收集孔15流入到再生液排出管18中，然后进入到再生液收集箱21中，有效延长了阳离子交换树脂层17、分层树脂层16和阴离子交换树脂层14的使用寿命。反应罐体23顶部的排气孔10用于排气。

上述为结构和原理的概述，在此对其作用原理作进一步说明。在进行除盐过程之前的水体中含有大量的离子，包括四种阴离子：碳酸根离子CO₃ ^2-、硫酸根离子SO₄ ^2-、碳酸氢根离子HCO₃ ^-、氯根离子Cl^-，以及四种阳离子：钠离子Na⁺、钙离子Ca₂ ⁺、钾离子K⁺、镁离子Mg²⁺。在经过阴离子交换树脂层14和阳离子交换树脂层17进行离子置换时，可以把水中呈离子态的阳离子、阴离子去除，以氯化钠NaCl代表水中无机盐类，水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达：

1、阳离子交换树脂：R-H+Na⁺＝R-Na+H⁺；

2、阴离子交换树脂：R-OH+Cl^-＝R-Cl+OH^-；

阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成：RH+ROH+NaCl--RNa+RCl+H2O

由此可看出，水中的NaCl已分别被树脂上的H⁺和OH^-所取代，而反应生成物只有H₂O。水中大量的无机盐离子在经过阴离子交换树脂层14和阳离子交换树脂层17进行离子置换后，反应生成的只有H₂O，达到了去除水中盐的作用。除盐后的水为除盐水则通过除盐水排出管22排出，而被置换的离子则储存在阴离子交换树脂层14和阳离子交换树脂层17中；由于阴离子交换树脂膜层14、阳离子交换树脂膜层17和分层树脂层16在使用一段时间后其交换作用减弱，存在一部分未被置换或反应效率低，必须进行再生清洗，但是在其除盐效率渐渐变低的阶段为了除盐效率的维持，需要其他除盐单元与之相配合进行除盐，所以经阳离子交换树脂层17和阴离子交换树脂层14置换后的水体进入反渗透膜层19中进行反渗透作用。

反渗透法又称逆渗透，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透压力，即反渗透法，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。在经过反渗透膜层19作用下的水体中基本盐分基本除尽。反渗透膜层19对水体中的无机盐有很高的截留率，与14阴离子交换树脂层和阳离子交换树脂层17的配合下，实现高质量、高效率除盐。

实施例2：

在实施例1的基础上，结合附图1所示，所述过滤装置包括过滤罐体24，过滤罐体24内从上到下依次设有石英砂过滤层2、活性炭吸附层3和超滤膜层4，所述石英砂过滤层2、活性炭吸附层3和超滤膜层4均呈漏斗状。

实施原理：过滤层漏斗状可以增加水体与过滤层的接触面积，提高过滤效率和过滤质量。在自来水中往往含有悬浮物质、胶状物质、部分重金属离子、有机物以及来自管道的一些杂质，在自来水经过石英砂过滤层2时其中悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等大部分经过过滤，再经过活性炭吸附层3对水体中的剩下的杂质及部分重金属离子再进行过滤，然后再经过超滤膜层4进一步过滤，此时的水体已满足进行除盐的要求，然后经过连通管道5进入除盐装置中。

实施例3：

在实施例2的基础上，结合附图1所示，所述石英砂过滤层2、活性炭吸附层3和超滤膜层4两两之间分别设有第一阻垢剂添加口7和第二阻垢剂添加口8。

实施原理：通过在过滤层之间设置阻垢剂添加口7，便于对在过滤过程中产生的水垢通过添加阻垢剂进行清理。

实施例4：

在实施例1-3中任一实施例的基础上，结合附图1所示，所述过滤装置与除盐装置之间还设有通过连通管道5相互连接的保安过滤器6。

实施原理：精密过滤器又称保安过滤器6，内部装过滤滤芯，精密过滤器内装的过滤滤芯精度等级可分为0.5μs,1μs,5μs,10μs等，优选为0.5μs，以保证后出水精度及保证后续除盐装置的安全。通过设置保安过滤器6对经过过滤装置的水体进一步过滤，确保水中的杂物对除盐过程造成影响。

为了进一步对除盐水过滤，所述除盐水排出管22与所述反应罐体23的连接处设有一超滤膜网20，过滤除盐水中混杂在除盐过程中产生的其他杂质，如破碎的树脂，经过超滤膜网20之后的水体不含盐分及其它杂质为除盐水。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于自来水除盐除垢的装置，包括自来水管（1）、过滤装置和除盐装置，所述自来水管（1）连接过滤装置，过滤装置通过连通管道（5）与除盐装置连接，其特征在于，所述除盐装置包括反应罐体（23），反应罐体（23）的顶端设有与连通管道（5）连接的散水盘（11），散水盘（11）上均布有若干散水孔（9），反应罐体（23）内从上到下依次叠加设置有阴离子交换树脂层（14）、分层树脂层（16）、阳离子交换树脂层（17）和反渗透膜层（19），所述阴离子交换树脂层（14）、分层树脂层（16）、阳离子交换树脂层（17）和反渗透膜层（19）均呈漏斗状，反渗透膜层（19）与阳离子交换树脂层（17）之间设有间隙，阴离子交换树脂层（14）上方设有与阴离子交换树脂层（14）形状相对应的进碱均布管（12），所述反应罐体（23）一侧设有与进碱均布管（12）连通的进碱口（13），反应罐体（23）的中心部位设有依次穿过阴离子交换树脂层（14）、分层树脂层（16）和阳离子交换树脂层（17）的再生液排出管（18）且再生液排出管（18）与三者的接触面上均设有若干再生液收集孔（15），再生液排出管（18）与固定在反应罐体（23）底端一侧的再生液收集箱（21）连接，所述反渗透膜层（19）内设有浓液排出管（25）且浓液排出管（25）与其的接触面上设有若干浓液收集孔（26），浓液排出管（25）与固定在所述再生液收集箱（21）上方的浓液收集箱（27）连接，所述反应罐体（23）顶端设有排气孔（10）且其底端连通有除盐水排出管（22）。

2.根据权利要求1所述的用于自来水除盐除垢的装置，其特征在于，所述过滤装置包括过滤罐体（24），过滤罐体（24）内从上到下依次设有石英砂过滤层（2）、活性炭吸附层（3）和超滤膜层（4），所述石英砂过滤层（2）、活性炭吸附层（3）和超滤膜层（4）均呈漏斗状。

3.根据权利要求2所述的用于自来水除盐除垢的装置，其特征在于，所述石英砂过滤层（2）、活性炭吸附层（3）和超滤膜层（4）两两之间分别设有第一阻垢剂添加口（7）和第二阻垢剂添加口（8）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于自来水除盐除垢的装置，其特征在于，所述过滤装置与除盐装置之间还设有通过连通管道（5）相互连接的保安过滤器（6）。

5.根据权利要求4所述的用于自来水除盐除垢的装置，其特征在于，所述除盐水排出管（22）与所述反应罐体（23）的连接处设有一超滤膜网（20）。