一種用於去除飲用水中硬度的裝置及方法

2023-05-15 04:42:31

專利名稱：一種用於去除飲用水中硬度的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及飲用水深度淨化領域，具體涉及一種用於去除飲用水中硬度的裝置及方法。
背景技術：
硬度是水質檢測的一項重要指標。由於地理條件及環境汙染等原因，很多地方水的硬度都很高，含有較多可溶性鈣、鎂化合物。國家標準GB5749-2006對飲用水的硬度規定為不能超過450毫克/升。如果硬度過高，飲用後對人體健康與日常生活都有一定的影響。硬度在8以上通常稱為硬水，硬水燒開後，會出現白沫浮在水的表面上或沉澱在水壺或水杯底部，白色混濁，令人感官不舒服，飲用會造成腸胃功能紊亂；廚房、衛生間的牆壁、瓷磚、廚具、底板、浴盆、馬桶、漱洗池等因為硬水會結垢結漬；硬水用於洗滌也會產生壞處，浪費洗滌劑，彩色衣服易褪色，白衣服會暗淡發黃，衣物晾乾後板結髮硬不柔軟，洗衣機的磨損加快；用硬水洗浴皮膚不滑爽，頭髮晦暗；硬水會在鍋爐內形成水垢，不僅降低鍋爐的傳熱效率和能量利用效率，使耗能增大，浪費燃料，而且生成的水溝易於堵塞管道，造成安全隱患。硬水軟化可使用蒸餾法，但成本較高，不適於家庭使用；RO膜、電滲析等設備複雜，使用不便，費電費水，成本高；離子交換法使用麻煩，成本較高，需要頻繁再生交換樹脂， 且製備的出水中鈉離子較多，易引起腦血管病、心血管病、高血壓等。

發明內容
本發明解決的問題在於提供一種用於去除飲用水中硬度的裝置及方法，能夠有效去除飲用水中的硬度，且操作簡便、成本低，適於家庭終端使用。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為—種用於去除飲用水中硬度的裝置，包括水力比例加藥器和與所述水力比例加藥器出水口依次串聯的石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜。作為優選，所述石英砂濾柱的孔徑為0. 1 μ m 0. 5 μ m。作為優選，所述木質活性炭濾柱的孔徑為0. 1 μ m 0. 5 μ m。一種去除飲用水中硬度的方法，包括將水力比例加藥器直接安裝在自來水管路上，向自來水中投加三氯化鐵進行絮凝，然後將絮凝處理過的自來水依次通過石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜進行過濾。作為優選，所述三氯化鐵的投加濃度為5mg/L 10mg/L。作為優選，所述石英砂濾柱的孔徑為0. 1 μ m 0. 5 μ m。作為優選，所述木質活性炭濾柱的孔徑為0. 1 μ m 0. 5 μ m。本發明去除飲用水中硬度的方法是利用水力比例加藥器向飲用水中投入三氯化鐵絮凝劑，水力比例加藥器可直接安裝在水管上，利用自來水管的水壓作為動力，無需用電，通過三氯化鐵的絮凝作用，水中的鈣離子可直接吸附在氧化物表面，也會通過已經被吸附的有機物分子的官能團與有機物結合形成配位體；經絮凝後的水再通過石英砂和活性炭進一步吸附過濾，石英砂、活性炭的表面均呈負電性，也加大了對帶正電的鈣離子的吸附， 在絮凝，三氯化鐵、石英砂和活性炭的吸附作用下，再經超濾膜過濾生成的膠體物，出水得到澄清的低硬度的飲用水。該方法對飲用水硬度的去除率達80%以上，操作簡便，成本低， 適用於家庭終端飲用水的處理。
具體實施例方式為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點，而不是對本發明權利要求的限制。本發明提供的用於去除飲用水中硬度的裝置包括水力比例加藥器和與所述水力比例加藥器出水口依次串聯的石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜。水力比例加藥器與石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜可以是分體式的，也可以製成一體式放入一個外殼中，使裝置更加緊湊，節省空間。水力比例加藥器可以直接安裝在自來水管路上，無需電力，而以自來水的水壓作為工作的動力。在帶有壓力的水流的驅動下，加藥器運行，會按照需要的比例將三氯化鐵絮凝劑從容器直接吸入並注入到水中，在加藥器內三氯化鐵與水自動充分混合，並且能夠保持恆定的精確加藥劑量，無論水的流量和壓力如何變化，注入的三氯化鐵的劑量與飲用水的流量始終成比例，比例可以調節，操作簡便。水力比例加藥器出水口依次串聯石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜，自來水在水壓的驅動下能夠依次流過，水中的鈣離子被吸附生成絮凝體，最後通過過濾除去。石英砂濾柱的孔徑優選為0. 1 μ m 0. 5 μ m，木質活性炭濾柱的孔徑為0. 1 μ m 0. 5 μ m。通過本發明提供的裝置，飲用水中的硬度能夠被很好的去除，飲用水得到深度淨化。本發明提供的去除飲用水中硬度的方法簡單有效、使用方便，適合於家庭終端使用。具體包括將水力比例加藥器直接安裝在自來水管路上，依靠水流壓力向自來水中投加三氯化鐵，利用三氯化鐵的吸附、絮凝效果去除自來水的硬度。三氯化鐵溶入水後水解生成氫氧化鐵沉澱，有極強凝聚力，且表面呈負電性，能夠對帶正電的鈣離子產生吸附作用。鈣離子也會通過已經被吸附的有機物分子的官能團與有機物結合形成配位體，通過卷掃、粘附、網捕作用生成絮凝體。本發明中三氯化鐵的投加濃度優選為5mg/L 10mg/L。然後自來水在水壓的驅動下流過石英砂濾柱和木質活性炭濾柱，石英砂和活性炭的表面均呈負電性，能夠加大對帶正電的鈣離子的吸附，並能濾去一些絮凝體。最後自來水通過超濾膜，經超濾膜攔阻、截留水中生成的膠體物，出水硬度低、清澈、透明，硬度去除率在80%以上。實施例1 將D0SATR0N水力比例加藥器安裝在自來水的管路上，將自來水與三氯化鐵在加藥器中充分混合，三氯化鐵的投加濃度為8mg/L。混合後的自來水由水力比例加藥器的出水口依次流過石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜。石英砂濾柱的平均孔徑為0. 4 μ m，木質活性炭濾柱的平均孔徑為0. 1 μ m，超濾膜為內壓式超濾膜。實施例2
將D0SATR0N水力比例加藥器安裝在自來水的管路上，將自來水與三氯化鐵在加藥器中充分混合，三氯化鐵的投加濃度為5mg/L。混合後的自來水由水力比例加藥器的出水口依次流過石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜。石英砂濾柱的平均孔徑為0. 2 μ m，木質活性炭濾柱的平均孔徑為0. 2 μ m，超濾膜為內壓式超濾膜。實施例3 將D0SATR0N水力比例加藥器安裝在自來水的管路上，將自來水與三氯化鐵在加藥器中充分混合，三氯化鐵的投加濃度為10mg/L。混合後的自來水由水力比例加藥器的出水口依次流過石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜。石英砂濾柱的平均孔徑為0. 1 μ m，木質活性炭濾柱的平均孔徑為0. 3 μ m，超濾膜為內壓式超濾膜。分別用北京不同地區的高硬度水進行實驗，對原自來水與經過加藥器和裝有濾膜或活性炭濾芯的淨水器的自來水取樣，檢測水的硬度，結果見表1 表1處理前後自來水中的硬度，單位mg/L
權利要求
1.一種用於去除飲用水中硬度的裝置，其特徵在於，包括水力比例加藥器和與所述水力比例加藥器出水口依次串聯的石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述石英砂濾柱的孔徑為0.1 μ m 0. 5 μ m0
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述木質活性炭濾柱的孔徑為0.1 μ m 0. 5 μ m0
4.一種去除飲用水中硬度的方法，其特徵在於，包括將水力比例加藥器直接安裝在自來水管路上，向自來水中投加三氯化鐵進行絮凝，然後將絮凝處理過的自來水依次通過石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述三氯化鐵的投加濃度為5mg/L 10mg/Lo
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述石英砂濾柱的孔徑為0.1 μ m 0. 5 μ m0
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述木質活性炭濾柱的孔徑為0.1 μ m 0. 5 μ m0
全文摘要
本發明公開了一種用於去除飲用水中硬度的裝置，包括水力比例加藥器和與所述水力比例加藥器出水口依次串聯的石英砂濾柱、木質活性炭濾柱和超濾膜。還公開一種去除飲用水中硬度的方法，本發明利用水力比例加藥器向飲用水中投入三氯化鐵絮凝劑，自來水水壓作為動力，無需用電，通過三氯化鐵的絮凝作用，水中的鈣離子可直接吸附在氧化物表面，也會通過已經被吸附的有機物分子的官能團與有機物結合形成配位體；絮凝後的水再通過石英砂和活性炭進一步吸附過濾，加大對鈣離子的吸附，然後經超濾膜過濾生成的膠體物，出水得到澄清的低硬度的飲用水，硬度的去除率達80％以上，操作簡便，成本低，適用於家庭終端飲用水的處理。
文檔編號C02F1/52GK102295369SQ20111023453
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年8月16日
發明者孫淑軍, 欒雲堂, 浦堅 申請人:浦堅