一种地下水除氟方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种涉及低温、低浊地下含氟水的处理方法及一体化装置，采用回流活性泥渣接触絮凝的方法，装置包括加药装置、管式静态混合器、斜板澄清器、多孔布水器、过滤装置等，本发明专利技术效果明显，流程简单，其装置工艺简洁、操作简便，可长时间连续稳定运行。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种地下水除氟方法及装置。我国地下水含氟地区的分布范围很广，因长期饮用含氟量高的水可引起慢性中毒，特别是对牙齿和骨骼产生严重危害，轻者患氟斑牙，表现为牙釉质损坏，牙齿过早脱落等，重者则骨关节痛疼，甚至骨骼变形，出现弯腰驼背等，完全丧失了劳动能力，所以高氟水的危害是严重的。我国饮用水标准中规定氟的含量不得超过1mg/l。目前，国内外除氟方法主要有吸附过滤法、电渗析法、化学混凝法等。通过对这些方法的比较研究表明，虽然吸附过滤法处理效果较好，工艺流程简单，但存在运行价格较高、吸附容量有限、运行周期较短、再生次数较多且再生操作不便等缺点。电渗析法耗电量大，运行价格较高，且会造成部分水浪费等缺点。而化学混凝法操作运行简便，维护管理方便，特别适合于在农村等地区推广应用。但用该方法处理低温、低浊的地下水，对于常规的化学药剂、工艺及装置，一般采用机械絮凝或是水力絮凝而没有回流活性泥渣的接触絮凝，造成运行费用偏高，处理效果不理想，出水水质不稳定等。本专利技术的目的是提供一种地下水除氟方法及装置，主要用于地下水的除氟，它对处理低温、低浊的地下水特别有效。本专利技术是采用以下技术方案来实现上述目的本专利技术采用高碱化度钙型聚合氯化铝硅复合混凝剂(专利公开号CN 1257046A)，该药剂具有聚合氯化铝良好的混凝性能，和钙盐良好的助凝性能，还具有聚合硅酸的高效吸附架桥能力。氟在地下水中是以离子的状态存在，加入该混凝剂主要通过吸附架桥、吸附—电性中和以及网捕等作用，逐渐形成较大的絮体。大量高浓度的回流活性泥渣与原水中杂质颗粒具有更多的碰撞机会。混合水进入澄清器以后，在絮凝反应部分逐渐形成较大的絮体，絮体随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层中的活性泥渣阻留下来，通过接触絮凝使水得到澄清。混合水进入澄清器的沉淀部分，通过斜板沉淀，使水进一步澄清。然后由多孔布水器进入过滤装置，经过无烟煤和石英砂两层过滤，去处水中的细小絮体，使水得到进一步澄清。最后进入低氟水池。常规的澄清器中不放置斜板，或者沿与某一径向垂直的方向放置斜板，而本专利技术的斜板澄清器中沿径向放置斜板，优化了反应器的容积利用率，提高了反应效率和出水水质。斜板澄清器是一个圆柱状的反应器，其内部构造分为絮凝和沉淀两部分，内环部分是絮凝单元，外环部分是沉淀单元。它是将絮凝和沉淀两个单元过程综合于一体的构筑物，主要依靠活性泥渣层的接触絮凝达到澄清、依靠斜板达到沉淀的目的。斜板沉淀部分是基于“浅池理论”发展而来的。由公式E=u1Q/A]]>可以得出，颗粒沉速u1一定时，增大沉淀部分表面积A可以提高去除率E。当沉淀池有效容积一定时，使池身变浅，可以增大表面积A，从而提高去除率E。斜板沉淀部分是把与水平面成一定角度的斜板放置于沉淀池中构成，斜板沿澄清器径向布置，并且与水平面成60°。混合水从下向上流动，絮体颗粒则沉于斜板底部。当颗粒累积到一定程度时，便自动滑下。从改善沉淀水力条件的角度来分析，由于斜板沉淀部分水力半径大大减小，从而使雷诺数Re大为降低，而弗劳德数Fr则大为提高。因此，斜板沉淀中的水流属层流状态，其Fr数为10-3～10-4，满足了水流的稳定性和层流的要求。絮体经过接触絮凝、强化沉淀和过滤作用被去除，从而达到除氟的目的。本专利技术具有以下优点由于该混凝剂的碱化度较高，具有更优异的絮凝沉降性能，并且处理后水的pH值降低更少而避免了调节步骤；采用了回流活性泥渣的接触絮凝方法，使絮凝效果更好；以及加入斜板强化了沉淀过程等。因此本专利技术效果明显，流程简单，其装置工艺简洁、操作简便，可长时间连续稳定运行。本专利技术的具体作法是根据原水中氟的含量，通过加药装置加入高碱化度钙型聚合氯化铝硅复合混凝剂，由管式静态混合器对所加的药与水进行快速充分混合，经过斜板澄清器的接触絮凝、强化沉淀，出水经过多孔布水器，进入过滤装置，最后进入低氟水池。装置包括提升泵、管式静态混合器、流量计、喷嘴、喉管、喇叭口、第一絮凝室、第二絮凝室、分离室、斜板、出水堰、排泥管、泥渣浓缩室、多孔布水器、无烟煤、石英砂、反冲洗布水管、反冲洗排水管。加药装置由配药箱、加药箱和定量加药泵组成。斜板澄清器中沿径向放置斜板；多孔布水器面板中央孔的直径较小，四周孔的直径较大；过滤装置中所用的滤料是无烟煤、石英砂。下面结合附图和实施例对本专利技术作详细描述附图说明图1是本专利技术的装置结构示意图。图中1-提升泵，2-管式静态混合器，3-流量计，4-喷嘴，5-喉管，6-喇叭口，7-第一絮凝室，8-第二絮凝室，9-斜板，10-出水堰，11-排泥管，12-泥渣浓缩室，13-多孔布水器，14-无烟煤，15-石英砂，16-反冲洗布水管，17-反冲洗排水管，18-分离室。实施例1原水经提升泵(1)通过管式静态混合器(2)对所加的药与水进行快速充分混合，混合器内根据最佳水利条件安装有若干固定混合单元，每一混合单元由若干固定叶片按一定角度交叉组成，水流和药剂通过混合器时，将被单元体多次分割、改向并形成涡旋，从而达到混合的目的。装置中水流量由流量计(3)显示。混合水经喷嘴(4)高速进入喉管(5)，因此在喉管下部喇叭口(6)附近造成真空而吸入回流泥渣。原水与回流泥渣在喉管(5)中剧烈混合后，被送入第一絮凝室(7)和第二絮凝室(8)。从第二絮凝室(8)流出的泥水混合液在分离室(18)中进行泥水分离。在分离室中，沿径向放置斜板(9)，清水向上，由出水堰(10)流出，泥渣则一部分进入泥渣浓缩室(12)，另一部分被吸入喉管(5)重新循环。出水堰(10)为三角出水堰，堰口角度是90°。斜板澄清器的泥渣由排泥管(11)排放。多孔布水器(13)起均匀布水的作用，其面板中央孔的直径较小，周围孔的直径较大。过滤装置中所用的滤料是无烟煤(14)和石英砂(15)，无烟煤粒径0.8-1.8mm，石英砂粒径是0.5-1.2mm，滤料总高度是0.9m，其中无烟煤是0.4m，石英砂是0.5m。反冲洗布水管(17)上的孔径为5mm。滤池反冲洗，由反冲洗排水管(17)排水。本实施例采用的原水氟含量为3.9mg/l，加药量为200mg/l时，经本专利技术的方法及装置处理后，氟含量降为0.9mg/l，去除率为76.9％。实施例2、当原水中氟含量为2.2mg/l，加药量为110mg/l时，经本专利技术的方法及装置处理后，氟含量降为0.8mg/l，去除率为63.6％。实施例3、当原水中氟含量为4.8mg/l，加药量为360mg/l时，经本专利技术的方法及装置处理后，氟含量降为0.9mg/l，去除率为81.3％。权利要求1.一种地下水除氟方法，其特征在于通过加药装置加入高碱化度钙型聚合氯化铝硅复合混凝剂，由管式静态混合器对所加的药剂与原水进行快速充分混合，经过斜板澄清器的接触絮凝、强化沉淀，出水经过多孔布水器，进入过滤装置，最后进入低氟水池；2.一种地下水除氟装置，其特征在于该装置包括有提升泵、加药装置、管式静态混合器、流量计、喷嘴、喉管、喇叭口、第一絮凝室、第二絮凝室、分离室、斜板、出水堰、排泥管、泥渣浓缩室、多孔布水器、无烟煤、石英砂、反冲洗布水管、反冲洗排水管；斜板澄清器中沿径向放置斜板；澄清器是将絮凝和沉淀两个单元过程综合于一体的构筑物，主要依靠活性泥渣层的接触絮凝达到澄清的目的，在澄清器的沉淀部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下水除氟方法，其特征在于：通过加药装置加入高碱化度钙型聚合氯化铝硅复合混凝剂，由管式静态混合器对所加的药剂与原水进行快速充分混合，经过斜板澄清器的接触絮凝、强化沉淀，出水经过多孔布水器，进入过滤装置，最后进入低氟水池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：栾兆坤，陈福泰，王曙光，贾智萍，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]