CN218115198U - 一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，包括原水储存池、陶瓷膜反应器、清水池和供气装置。陶瓷膜反应器内设有与其底部平行的陶瓷膜，陶瓷膜将陶瓷膜反应器的内腔分为进水腔和出水腔，进水腔内添加有除锰剂，除锰剂为粉末状水钠锰矿。原水储存池与进水腔通过进水管连通，出水腔与清水池通过出水管进行连通，供气装置的出气口设有伸入进水腔的第一导气管。除锰剂与粉末状活性炭均匀混合后位于陶瓷膜上形成水钠锰矿功能层。本装置采用正向高压曝气来打散陶瓷膜上结块的水钠锰矿功能层，在保证除锰效能的基础上增加系统产水通量。

Description

一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统

技术领域

本实用新型涉及地下水处理技术领域，具体地，涉及一种正向曝气的水钠锰矿除锰净水系统。

背景技术

锰作为一种微量元素，对人类、动植物的的生长发育起到了重要作用，但过量接触或摄入锰可能导致很严重的健康问题。人体摄入过量的锰会导致慢性中毒，出现睡眠障碍，运动缓慢等神经系统症状。自来水中过量的锰会在日常用具、洗涤物上产生斑渍，具有明显的金属腥味。长期饮用锰含量较高的水，可引起食欲不振、呕吐、腹泻、胃肠道紊乱等疾病。地下水是最丰富的饮用水资源，但由于输水管道的老化、开采锰矿等进入到地下水、金属矿物和岩石的风化浸出等情况，使得部分地区的地下水中存在大量溶解态的锰离子，地下水中的锰含量超出饮用水的标准，因此需对地下水进行除锰后方可作为生活用水使用。

陶瓷膜具有机械强度高、运用能耗少、抗污染性强、使用寿命长等特点，使得其最适合作为水体净化的过滤膜。如现有的一种陶瓷膜在线调频脉冲膜面自清洁装置，包括陶瓷膜组件，陶瓷膜组件包括外壳和外壳内部的陶瓷膜，外壳的下部设置有进水口，进水口通过污水管道连接污水源，污水管道上设置有循环泵；外壳的上部设置有出水口，出水口外部的出水管道上设置有手动调节泵；外壳的侧壁上设置有净水出口；还包括与所述循环泵并联设置的气动隔膜泵，气动隔膜泵通过管道连接气源。

对地下水进行除锰时向陶瓷膜反应器内加入水钠锰矿可以快速的将水体中低价锰离子转化为高价锰离子形成新的水钠锰矿结晶，但是反冲洗陶瓷膜采用从陶瓷膜下方进水，水流需透过陶瓷膜后才能接触水钠锰矿结晶，陶瓷膜会分散水流导致水流不足以冲散陶瓷膜上的水钠锰矿功能层，从而影响产水效率。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术方案的问题提供了一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统。本方案中曝气管中排出的气体无需穿过陶瓷膜，直接与水钠锰矿结晶接触。

本实用新型采用的技术方案是：一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，包括原水储存池、陶瓷膜反应器、清水池和供气装置。陶瓷膜反应器内设有与其底部平行的陶瓷膜，陶瓷膜将陶瓷膜反应器的内腔分为进水腔和出水腔。原水储存池与进水腔通过进水管连通，出水腔与清水池通过出水管进行连通，供气装置的出气口设有伸入进水腔的第一导气管。粉末状水钠锰矿均匀的分布在陶瓷膜上。在进水腔内设置有除锰剂，除锰剂为粉末状水钠锰矿，使用时与粉末活性炭均匀混合。陶瓷膜反应器的顶部还设有出气孔，出气孔上设有与出气孔配合的活塞，活塞用以堵塞出气孔。

粉末状活性炭和粉末状水钠锰矿均匀混合位于陶瓷膜上形成水钠锰矿功能层。为了提升陶瓷膜耦合水钠锰矿功能层的产水效率，通过在膜上沉积新形成的附着在粉末状活性炭上的锰的氧化物来对构建孔隙率提升的水钠锰矿功能层。粉末状的活性炭的承载作用调节了单一氧化锰功能层的层间结构，扩大水钠锰矿层的孔隙率，在保障水质效果的前提下提高了产水效率。锰的氧化物在粉末状活性炭表面形成了均匀的花状水钠锰矿结构，能够有效的促进锰的氧化物向新形成的水钠锰矿转化，随着过滤时间持续，在陶瓷膜附近的锰的氧化物转化为新形成的水钠锰矿。

净水反应器开始工作时，原水储存池内的地下水通过进水管进入陶瓷膜反应器内，地下水中的低价锰离子在陶瓷膜反应器内与水钠锰矿接触，被氧化形成锰的高价氧化物结晶重新附着在水钠锰矿上使得陶瓷膜反应器内地下水中锰离子含量降低，锰离子含量满足生活标准的地下水从出水管排出至清水池。由于地下水中越来越多的锰离子被氧化形成结晶以及水流流向的水力作用导致粉末状水钠锰矿沉积结块，堵塞陶瓷膜，影响陶瓷膜的过滤效果。进行高压曝气时，打开活塞，使出气孔连通陶瓷膜反应器的内腔与外部，供气装置通过第一导气管向进水腔喷气，气流从第一导气管的出口喷出后喷到结块的水钠锰矿上，将已结块的水钠锰矿打散，使得水钠锰矿重新恢复粉末状并均匀分布在水体中，然后重新使用活塞堵塞出气孔。陶瓷膜的过水通道增大，过滤效果变得更好。陶瓷膜被堵塞时已经不能通水，对被堵塞的陶瓷膜进行反向冲洗时，陶瓷膜会分散水流导致水流不足以冲散陶瓷膜上的水钠锰矿功能层。而正向曝气通过高压气枪将高压气体喷向已经结块的水钠锰矿，可以更好的利用气体的压力，快速的将已经结块的水钠锰矿打散。设置出气孔和活塞，当向陶瓷膜反应器内喷大量气体的时候，可以排放出陶瓷膜反应器内的多余气体，防止陶瓷膜反应器内气压过大，影响陶瓷膜反应器的使用安全。

优选的，第一导气管靠近陶瓷膜的一端与陶瓷膜的距离不大于2.5cm。第一导气管靠近陶瓷膜的末端为锥形，第一导气管位于陶瓷膜反应器的中轴线上且第一导气管上出气口的面积与陶瓷膜反应器的底面积之比大于1:100。第一导气管靠近陶瓷膜的一端与水钠锰矿功能层的距离太远时，第一导气管喷出的气体由于被陶瓷膜反应器内的水进行缓冲，导致冲击已结块的水钠锰矿的气体压力不足，不能快速将结块的水钠锰矿打散。经实验得出第一导气管靠近陶瓷膜的一端与陶瓷膜的距离不大于2.5cm为进气管与陶瓷膜之间的最佳距离，可以快速将结块的水钠锰矿打散。第一导气管靠近陶瓷膜的末端为锥形，使得从第一导气管喷出的气体具有更大的压力，可以更快速的打散结块的水钠锰矿。第一导气管位于陶瓷膜反应器的中轴线上，可以使第一导气管喷出的气体能够均匀的喷向陶瓷膜反应器的底部边缘。经试验证明，第一导气管上出气口的面积与陶瓷膜反应器的底面积之比大于1:100时，从第一导气管内喷出的气体可以有足够的冲击力去打散位于陶瓷膜反应器底部边缘的结块的水钠锰矿功能层。

优选的，供气装置包括气源机和高压气枪，气源机为空压机。空压机可以为高压气枪提供充足的气源。空压机工作时的排气压力为0.7MPa，空压机喷出的气体经过高压气枪后，通过导气管排出，由于导气管在气体出口处管径缩小，喷出的气体压力更加集中，可以快速的将结块的水钠锰矿功能层打散。

优选的，进水管上设有第一阀门，进水管与原水储存池连接的一端位于原水储存池侧壁上靠近其底部的一端。出水管上设有第二阀门，出水管与重力驱动陶瓷膜反应器的底部连通。进水管与原水储存池侧壁的底部相连，使得原水储存池内的水可以依靠自身重力从原水储存池内流到进水管内，进水管上设有第一阀门，可以控制进水管的开关，控制原水储存池内的水流入陶瓷膜反应器内的量。出水管与陶瓷膜反应器底板相连，使得陶瓷膜反应器内已经完成除锰的水可以依靠自身重力从陶瓷膜反应器内流出。出水管上设有第二阀门，需要对陶瓷膜反应器进行清洗检修时，关闭出水管上的第二阀门，使得陶瓷膜反应器内腔的水不能流出，避免对清水池的水造成污染。

优选的，原水储存池与清水池之间设有若干个陶瓷膜反应器和若干个分别于陶瓷膜反应器一一对应的高压气枪，若干个高压气枪均与气源机连接。在原水储存池和清水池之间设置若干个陶瓷膜反应器，可以若干个陶瓷膜反应器同时开始对原水储存池内的地下水进行过滤，加快对地下水的除锰速度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：陶瓷膜反应器采用正向曝气来打散陶瓷膜上结块的水钠锰矿功能层，可以更好的利用气体的压力，能够快速的将已经沉积结块的水钠锰矿功能层打散，在保证除锰效能的基础上增加系统产水通量。水钠锰矿功能层包括水钠锰矿和粉末状活性炭，均匀的花状水钠锰矿结构，有效的促进锰的氧化物向新形成的水钠锰矿转化，且粉末状活性炭的承载作用调节了单一氧化锰功能层的层间结构，扩大孔隙率，在保障水质效果的前提下提高了产水效率。

附图说明

图1是本实用新型的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统的结构示意图。

图2是本实用新型的向陶瓷膜反应器喷气时的工作状态示意图。

图3是本实用新型的向陶瓷膜反应器喷气后的工作状态示意图。

图4是本实用新型的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统的实施例3的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部品会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部品；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

气压过大，影响陶瓷膜反应器2的使用安全。

实施例2

一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统的实施例2，如图1-3 所示，对净水反应器的结构进一步限定。

具体的，第一导气管401靠近陶瓷膜5的一端与陶瓷膜5的距离不大于 2.5cm。第一导气管401靠近陶瓷膜5的末端为锥形，第一导气管401位于陶瓷膜反应器2的中轴线上且第一导气管401上出气口的面积与陶瓷膜反应器2的底面积之比为1:100。供气装置包括气源机7和高压气枪4，气源机7与高压气枪4通过第二导气管402连接。气源机7为空压机。空压机工作时的排气压力为0.7MPa，空压机喷出的其他经过高压气枪后从第一导气管401排出。

具体的，进水管101上设有第一阀门102，进水管101与原水储存池1连接的一端位于原水储存池1侧壁上靠近其底部的一端。出水管301上设有第二阀门302，出水管301与重量驱动陶瓷膜5反应器的底部连通。

本实施例的有益效果：第一导气管401靠近陶瓷膜5的一端与陶瓷膜5的距离不大于2.5cm为第一导气管401与陶瓷膜5之间的最佳距离，可以快速将结块的水钠锰矿功能层6打散。第一导气管401靠近陶瓷膜5的末端为锥形，锥形的出气端可以使气体的冲击范围更广，更快速的打散结块的水钠锰矿功能层6。第一导气管401位于陶瓷膜反应器2的中轴线上，可以使第一导气管401 喷出的气体能够均匀的喷向陶瓷膜反应器2的底部边缘。当第一导气管401上出气口的面积与陶瓷膜反应器2的底面积之比为1:100时，既可以保证从第一导气管401内喷出的气体可以有足够的冲击力去打散位于陶瓷膜反应器2底部边缘的结块的水钠锰矿功能层6，又使陶瓷膜反应器2的底面积大到最大。进水管101与原水储存池1侧壁的底部相连，使得原水储存池1内的水可以依靠自身重力从原水储存池1内流到进水管101内，进水管101上设有第一阀门102，可以控制进水管101的开关，控制原水储存池1内的水流入陶瓷膜反应器2内的量。出水管301与陶瓷膜反应器2底板相连，使得陶瓷膜反应器2内已经完成除锰的水可以依靠自身重力从陶瓷膜反应器2内流出。出水管301上设有第二阀门302，便于陶瓷膜反应器2的清洗和检修。

实施例3

一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统的实施例3，在实施例1或2的基础上，如图4所示，反应器中陶瓷膜反应器2数量进一步限定。

具体的，原水储存池1与清水池3之间设有三个陶瓷膜反应器2和三个分别与陶瓷膜反应器2一一对应的高压气枪4，三个高压气枪4均与气源机7连接。

本实施例的有益效果：在原水储存池1和清水池3之间设置三个陶瓷膜反应器2，可以三个陶瓷膜反应器2同时开始对原水储存池1内的地下水进行过滤，加快对地下水的除锰速度。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，包括陶瓷膜反应器(2)，所述陶瓷膜反应器(2)内设有与其底部平行的陶瓷膜(5)，所述陶瓷膜(5)将所述陶瓷膜反应器(2)的内腔分为进水腔(201)和出水腔(202)，其特征在于，还包括原水储存池(1)、清水池(3)和供气装置，所述原水储存池(1)与所述进水腔(201)通过进水管(101)连通，所述出水腔(202)与所述清水池(3)通过出水管(301)进行连通，所述供气装置的出气口设有伸入所述进水腔(201)的第一导气管(401)。

2.根据权利要求1所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述第一导气管(401)靠近所述陶瓷膜(5)的一端与所述陶瓷膜(5)的距离不大于2.5cm。

3.根据权利要求2所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述第一导气管(401)靠近所述陶瓷膜(5)的末端为锥形。

4.根据权利要求3所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述第一导气管(401)的锥形末端出气口面积与所述陶瓷膜反应器(2)的底面积之比大于1:100。

5.根据权利要求4所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述供气装置包括气源机(7)和高压气枪(4)，所述气源机(7)通过第二导气管(402)与所述高压气枪(4)连接。

6.根据权利要求1所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述进水管(101)上设有第一阀门(102)。

7.根据权利要求6所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述进水管(101)与所述原水储存池(1)连接的一端位于所述原水储存池(1)侧壁上靠近其底部的一端。

8.根据权利要求1所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述出水管(301)上设有第二阀门(302)。

9.根据权利要求8所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述出水管(301)与所述陶瓷膜反应器(2)的底部连通。

10.根据权利要求5所述的一种正向曝气分散水钠锰矿功能层的陶瓷膜净水系统，其特征在于，所述原水储存池(1)与所述清水池(3)之间设有若干个所述陶瓷膜反应器(2)和若干个分别与陶瓷膜反应器(2)一一对应的所述高压气枪(4)，若干个所述高压气枪(4)均与所述气源机(7)连接。

Images