專利名稱：用于飲用水處理的石灰水澄清方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種石灰水處理方法，尤其涉及一種用于飲用水處理的石灰水澄清方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，飲用水是在供水廠凈化處理后達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)入城市供水系統(tǒng)中。雖然水廠出廠水質(zhì)較好，而到用戶水龍頭時(shí)卻出現(xiàn)較多的水質(zhì)問(wèn)題。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是供水廠出產(chǎn)的飲用水的水質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性差，造成供水管網(wǎng)的腐蝕和結(jié)垢，從而污染飲用水。管網(wǎng)受到侵(腐)蝕，使管道的有效過(guò)水?dāng)嗝娣e縮小，一方面降低管道的輸送能 力。另一方面，當(dāng)供水管網(wǎng)內(nèi)水流速度或水流方向突然發(fā)生變化時(shí)，管道內(nèi)壁的腐蝕產(chǎn)物很可能會(huì)脫落，釋放到管道中的飲用水中，使水中鎘、鉻、鈷、銅、鐵、鉛、錳、鎳等金屬元素的濃度增加。城市供水系統(tǒng)中常見(jiàn)的“黃水”現(xiàn)象，就是由鋼管、鑄鐵管等管道的內(nèi)壁鐵腐蝕產(chǎn)物釋放而引起的。另外，管道腐蝕會(huì)縮短管道的使用年限，增加了管材的維護(hù)和更換費(fèi)用。腐蝕嚴(yán)重時(shí)，會(huì)發(fā)生爆管現(xiàn)象，對(duì)城市供水產(chǎn)生較大影響。飲用水的腐蝕控制的處理方法有很多，其中最為有效和可行的方法之一是應(yīng)用碳酸鈣的溶解平衡關(guān)系，使管壁上形成一層碳酸鈣保護(hù)膜，從而使金屬表面不直接與水中溶解氧接觸，抑制腐蝕電極的反應(yīng)過(guò)程，控制腐蝕。為了產(chǎn)生薄的、致密的CaCO3保護(hù)膜，必須使水中CaCO3處于過(guò)飽和狀態(tài)，即飽和指數(shù)pHa-pHs >0。同時(shí)，為了降低CaCO3沉淀速度，必須控制穩(wěn)定指數(shù)2 pHs-pHa = 6。增加水中鈣離子和堿度的含量，將使水中pHs值減小，飽和指數(shù)PHa-pHs增大，達(dá)到抑制管道腐蝕的作用。在水中投加石灰無(wú)疑是在水中增加鈣離子和堿度，從而抑制管道腐蝕的最經(jīng)濟(jì)的方法。目前，國(guó)內(nèi)許多水廠具有石灰投加工藝，石灰投加點(diǎn)一般設(shè)在凈水工藝前部-即在混合絮凝池投放。但是，在凈水工藝前部加入石灰會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題，一是會(huì)造成混凝階段PH值過(guò)高而影響絮凝沉淀效果；二是使出水的鋁含量增高，人體鋁攝入過(guò)多，增加患老年癡呆癥的風(fēng)險(xiǎn)。還有一種方式是將石灰分為混凝池、清水池兩點(diǎn)投加，即可減少了混凝池的石灰投加量，使絮凝劑處在較好絮凝效果的PH值范圍內(nèi)，提高絮凝沉淀效果，降低沉后水中鋁含量，清水池投加又可微調(diào)出廠水的PH值，改善水質(zhì)穩(wěn)定性，尤其是能有效改善在深度處理工藝水廠炭濾池帶來(lái)的PH值下降的問(wèn)題。然而在清水池中投加石灰水，會(huì)導(dǎo)致出廠水濁度的升高。對(duì)于出廠水濁度的升高，現(xiàn)有的解決辦法是利用在飽和石灰水中投加硅酸鹽的辦法，使飽和石灰水澄清，并與二氧化碳混合加入去離子水中。在飽和石灰水中投加硅酸鹽，增加了石灰水的制備成本。而且在石灰水中投加硅酸鹽，雖然在一定程度上可以提高石灰水的處理效率，但是提高的效率非常有限，石灰水投加在水廠清水池內(nèi)，不能完全解決供水廠濁度升高問(wèn)題。另外，在飽和石灰水中投加硅酸鹽，必須增加硅酸鹽溶解、投加設(shè)備，而且硅酸鹽的活化比較困難，必然增加運(yùn)行管理的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在供水廠的清水池內(nèi)直接投加石灰乳造成出廠水濁度大幅升高的缺陷，以及通過(guò)在石灰水中投加硅酸鹽降低濁度效率較低的缺陷，提供一種有效降低石灰水的濁度和雜質(zhì)含量、完全消除在清水池中投加石灰水導(dǎo)致的出廠水濁度升高問(wèn)題的用于飲用水處理的 石灰水澄清方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是用于飲用水處理的石灰水澄清方法，包括以下步驟(I)、配制石灰水將石灰投入水中溶解制成石灰水；(2)、攪拌絮凝對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌,石灰水中微小的雜質(zhì)顆粒絮凝形成大顆粒的雜質(zhì)沉淀物；(3)、絮凝沉淀雜質(zhì)沉淀物在石灰水中沉淀下沉，石灰水澄清形成上清液；(4)、上清液與雜質(zhì)沉淀物分離上清液與雜質(zhì)沉淀物分離將石灰水上層的上清液流出后儲(chǔ)存，雜質(zhì)沉淀物沉淀下落至底部，定期排除。在所述步驟(4)后，優(yōu)選還包括步驟(5)、過(guò)濾將上清液通過(guò)過(guò)濾裝置過(guò)濾，進(jìn)一步去除上清液中殘留的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)后制成符合更高標(biāo)準(zhǔn)要求的澄清石灰水。所述步驟(I)中，優(yōu)選所述石灰水中石灰的重量百分比為0. 05-0. 15%。所述步驟(2)中，石灰水的流動(dòng)方向是由上至下流動(dòng)或水平流動(dòng)；石灰水的流速為0. 5-1. Omm/s,石灰水處于攪拌狀態(tài)的時(shí)間為5_10min,優(yōu)選對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌的攪拌強(qiáng)度 G 值為 60-180S—1。所述步驟(3)中，優(yōu)選石灰水的流動(dòng)方向是由下向上流動(dòng)或水平流動(dòng)，石灰水的流速為0. 5-1. Omm/s,絮凝沉淀的停留時(shí)間為0. 5-1. Oh。所述步驟(4)中，優(yōu)選所述上清液采用淹沒(méi)孔口出流的方式流出，避免產(chǎn)生跌水現(xiàn)象。所述步驟(5)中，所述過(guò)濾裝置中的過(guò)濾介質(zhì)采用高分子軟性濾材，濾速為10-15m/h。所述步驟(5)中，優(yōu)選過(guò)濾一段時(shí)間后，對(duì)過(guò)濾裝置進(jìn)行氣液聯(lián)合反沖洗。所述氣液聯(lián)合反沖洗優(yōu)選為采用自來(lái)水或過(guò)濾后的上清液與空氣一起對(duì)過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行反沖洗，所述空氣在反沖洗前先經(jīng)過(guò)二氧化碳吸收處理。本發(fā)明將石灰溶解配制石灰水，然后對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌，通過(guò)合理控制攪拌強(qiáng)度和時(shí)間，使得石灰水中微小的雜質(zhì)顆粒碰撞絮凝形成較大的雜質(zhì)沉淀物，雜質(zhì)沉淀物在石灰水中沉淀下沉，并匯集在一起定期排出。由于石灰水內(nèi)含的雜質(zhì)逐步絮凝沉淀，石灰水中的雜質(zhì)含量就大大減少，石灰水變得澄清。流出的澄清石灰水上清液可投加至供水廠清水池中，調(diào)節(jié)水廠出水的pH值，提高水質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性。由于本發(fā)明澄清方法處理后流出的石灰水上清液濁度大大減小，就解決了由于投加石灰導(dǎo)致的出廠水濁度升高的問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I、一種用于飲用水處理的石灰水澄清方法，是為了避免影響供水廠出水濁度，預(yù)先對(duì)石灰水進(jìn)行澄清處理，用于在出廠前的清水中投放石灰水。具體的澄清方法包括以下步驟(I)、配制石灰水將石灰投入水中溶解制成石灰水；所述石灰水中石灰的重量百分含量為0. 15%。(2)、攪拌絮凝本發(fā)明采用邊流動(dòng)邊處理的方式，即在流動(dòng)的石灰水中進(jìn)行攪拌，其中在攪拌絮凝過(guò)程中石灰水的流動(dòng)方向是由上至下流動(dòng)。利用攪拌裝置對(duì)石灰水進(jìn)行一定強(qiáng)度的攪拌，石灰水中雜質(zhì)碰撞絮凝形成大顆粒的雜質(zhì)沉淀物；對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌的攪拌強(qiáng)度G值為180s'石灰水的流速為0. 5mm/s,石灰水處于攪拌狀態(tài)的時(shí)間為lOmin。由于石灰水是由上至下流動(dòng)，帶動(dòng)水中的雜質(zhì)沉淀物向下移動(dòng)，利于雜質(zhì)沉淀物的沉淀。(3)、絮凝沉淀雜質(zhì)沉淀物沉淀下落，石灰水澄清形成上清液；在絮凝沉淀過(guò)程中石灰水的流動(dòng)方向是由下向上流動(dòng)，石灰水的流速為0. 5mm/s，絮凝沉淀的停留時(shí)間為 I.Oh。石灰水從下至上流動(dòng),使得在慢慢流動(dòng)中，石灰水中的雜質(zhì)沉淀物不斷下落，流動(dòng)到上層的石灰水基本澄清。這種上下流動(dòng)方式可以節(jié)約空間，使得石灰水澄清裝置占地面積較小，澄清效果好。(4)、上清液與雜質(zhì)沉淀物分離澄清后的石灰水上層的上清液逐步流出后儲(chǔ)存，用于加入到清水池中，或者用于下道處理工序。由于絮凝沉淀過(guò)程中，雜質(zhì)沉淀物就不斷下落，收集沉淀下落至底部的雜質(zhì)沉淀物，積累一定量后，定期將雜質(zhì)沉淀物排出，就將上清液和雜質(zhì)沉淀物分離。所述上清液采用淹沒(méi)空孔口出流的方式流出，控制上清液流出位置低于上清液的液面和出水槽內(nèi)液面，避免出現(xiàn)“跌水”(即水流跌落)現(xiàn)象。(5)、過(guò)濾將上清液通過(guò)過(guò)濾裝置過(guò)濾，進(jìn)一步去除上清液中殘留的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)后制成符合更高標(biāo)準(zhǔn)要求的澄清石灰水。所述過(guò)濾裝置中的過(guò)濾介質(zhì)采用高分子軟性濾材，濾速為10m/h。過(guò)濾一段時(shí)間后，一般是過(guò)濾運(yùn)行16小時(shí)后，對(duì)過(guò)濾裝置進(jìn)行氣液聯(lián)合反沖洗來(lái)恢復(fù)其過(guò)濾性能。所述氣液聯(lián)合反沖洗優(yōu)選為采用自來(lái)水或過(guò)濾后的上清液與空氣一起對(duì)過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行反沖洗，所述空氣在反沖洗前先經(jīng)過(guò)二氧化碳吸收處理，將空氣中的二氧化碳吸收掉，防止空氣中的二氧化碳與石灰水反應(yīng)形成碳酸鈣沉淀。高分子軟性濾材可選用聚丙烯樹(shù)脂纖維濾材。采用高分子軟性濾材可避免石灰在過(guò)濾介質(zhì)上結(jié)垢，延長(zhǎng)過(guò)濾介質(zhì)使用時(shí)間。對(duì)上清液進(jìn)行過(guò)濾是為了進(jìn)一步去除石灰水中的雜質(zhì)，澄清后上清液的濁度一般為30-60NTU，過(guò)濾裝置濾出的澄清石灰水濁度一般小于3NTU，這種品質(zhì)的石灰水投加至水廠清水池中，不會(huì)對(duì)水廠出水濁度產(chǎn)生影響。如果對(duì)出廠水濁度要求不高，澄清后的上清液也可直接進(jìn)入石灰水調(diào)節(jié)池儲(chǔ)存?zhèn)溆?，省略掉過(guò)濾步驟。濁度檢測(cè)I、檢測(cè)方法使用美國(guó)HACH2100P型便攜式濁度儀檢測(cè)。2、檢測(cè)步驟A、將實(shí)施例I步驟(I)配制成的石灰水取樣10ml，使用濁度儀檢測(cè)，石灰水的濁度為 900NTU。B、步驟⑷澄清后的上清液取樣10ml，使用濁度儀檢測(cè)，上清液的濁度為46NTU。C、步驟(5)過(guò)濾后的澄清石灰水取樣10ml，使用濁度儀檢測(cè)，過(guò)濾后上清液的濁度為 I. 5NTU。從檢測(cè)結(jié)果看出投加的石灰水經(jīng)過(guò)本發(fā)明的方法處理后,濁度由900NTU分別下降至46NTU、1. 5NTU，濁度大大降低，使其加入到清水中，不會(huì)引起清水濁度升高。實(shí)施例2、一種用于飲用水處理的石灰水澄清方法，具體的澄清方法包括以下步驟(I)、配制石灰水將石灰投入水中溶解制成石灰水；所述石灰水中石灰的重量百分含量為0. 05%。(2)、攪拌絮凝使石灰水水平方向流動(dòng)，在流動(dòng)的起始處通過(guò)攪拌裝置對(duì)石灰水進(jìn)行一定強(qiáng)度的攪拌，石灰水中雜質(zhì)絮凝形成大顆粒的雜質(zhì)沉淀物；對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌的攪拌強(qiáng)度G值為60s'石灰水的流速為I. Omm/s,石灰水處于攪拌狀態(tài)的時(shí)間為5min。由于石灰水是由不斷向前水平流動(dòng)，離開(kāi)攪拌裝置的水中的雜質(zhì)沉淀物逐漸沉淀。 (3)、絮凝沉淀石灰水水平流動(dòng)，雜質(zhì)沉淀物不斷沉淀下落，在流動(dòng)一段距離后石灰水中的雜質(zhì)沉淀物基本上都沉淀，石灰水澄清形成上清液；石灰水的流速為I. Omm/s，絮凝沉淀停留時(shí)間為0. 5h。(4)、上清液與雜質(zhì)沉淀物分離將石灰水上層的上清液流出后儲(chǔ)存，雜質(zhì)沉淀物不斷下落，收集沉淀下落至底部的雜質(zhì)沉淀物，積累一定量后，定期將雜質(zhì)沉淀物排出。所述上清液采用淹沒(méi)空孔口出流的方式流出。(5)、過(guò)濾將上清液通過(guò)過(guò)濾裝置過(guò)濾，進(jìn)一步去除上清液中殘留的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)后制成符合更高標(biāo)準(zhǔn)要求的澄清石灰水。所述過(guò)濾裝置中的過(guò)濾介質(zhì)采用聚酯纖維濾材，還可以選用滌綸濾材、腈綸濾材，濾速為15m/h。過(guò)濾一段時(shí)間后，一般是過(guò)濾運(yùn)行12小時(shí)后。對(duì)過(guò)濾裝置進(jìn)行氣液聯(lián)合反沖洗來(lái)恢復(fù)過(guò)濾性能。采用如實(shí)施例I的檢測(cè)方法，本實(shí)施例制成石灰水的濁度為500NTU，絮凝沉淀后上清液的濁度為32NTU，過(guò)濾后上清液的濁度為0. 7NTU。實(shí)施例3、一種用于飲用水處理的石灰水澄清方法，具體的澄清方法包括以下步驟(I)、配制石灰水將石灰投入水中溶解制成石灰水；所述石灰水中石灰的重量百分含量為0. I %。(2)、攪拌絮凝使石灰水從上至下方向流動(dòng)，在流動(dòng)的起始處通過(guò)攪拌裝置對(duì)石灰水進(jìn)行一定強(qiáng)度的攪拌，石灰水中雜質(zhì)絮凝形成大顆粒的雜質(zhì)沉淀物；對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌的攪拌強(qiáng)度G值為120s'石灰水的流速為0. 8mm/s,石灰水處于攪拌狀態(tài)的時(shí)間為7min。由于石灰水是由不斷向下流動(dòng)，離開(kāi)攪拌裝置的水中的雜質(zhì)沉淀物逐漸沉淀。(3)、絮凝沉淀石灰水從下向上流動(dòng)，雜質(zhì)沉淀物不斷沉淀下落，越向上流動(dòng)的石灰水越清，石灰水澄清形成上清液；石灰水的流速為0. 8mm/s,絮凝沉淀的停留時(shí)間為
0.7h。(4)、上清液與雜質(zhì)沉淀物分離將石灰水上層的上清液流出后儲(chǔ)存，雜質(zhì)沉淀物不斷下落，收集沉淀下落至底部的雜質(zhì)沉淀物，積累一定量后，定期將雜質(zhì)沉淀物排出。所述上清液采用淹沒(méi)空孔口出流的方式流出儲(chǔ)存，直接用于投入到清水池中。采用如實(shí)施例I的檢測(cè)方法，本實(shí)施例制成石灰水的濁度為650NTU，絮凝沉淀后上清液的濁度為40NTU。
權(quán)利要求
1.一種用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)、配制石灰水將石灰粉投入水中溶解制成石灰水； (2)、攪拌絮凝對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌，石灰水中微小的雜質(zhì)顆粒絮凝形成大顆粒的雜質(zhì)沉淀物； (3)、絮凝沉淀雜質(zhì)沉淀物在石灰水中沉淀下沉，石灰水澄清形成上清液； (4)、上清液與雜質(zhì)沉淀物分離將石灰水上層的上清液流出后儲(chǔ)存?zhèn)溆?，雜質(zhì)沉淀物沉淀下落至底部，定期排除。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，在所述步驟⑷后，還包括步驟 (5)、過(guò)濾將上清液通過(guò)過(guò)濾裝置過(guò)濾，進(jìn)一步去除上清液中殘留的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)后制成澄清石灰水。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述石灰水中石灰的重量百分比為0.05-0.15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步驟(2)中，石灰水的流動(dòng)方向是由上至下流動(dòng)或水平流動(dòng)；石灰水的流速為0. 5-1. Omm/s,石灰水處于攪拌狀態(tài)的時(shí)間為5-10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步驟(2)中，對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌的攪拌強(qiáng)度G值為60-180S—1。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步驟(3)中，石灰水的流動(dòng)方向是由下向上流動(dòng)或水平流動(dòng)，石灰水的流速為0. 5-1. Omm/s,石灰水該步驟停留時(shí)間0. 5-1. Oh。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述上清液采用淹沒(méi)孔口出流的方式流出。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述過(guò)濾裝置中的過(guò)濾介質(zhì)采用高分子軟性濾材，濾速為10-15m/h。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步驟(5)中，過(guò)濾一段時(shí)間后，對(duì)過(guò)濾裝置進(jìn)行氣液聯(lián)合反沖洗。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于飲用水處理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述氣液聯(lián)合反沖洗為采用自來(lái)水或過(guò)濾后的上清液與空氣一起對(duì)過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行反沖洗，所述空氣在反沖洗前先經(jīng)過(guò)二氧化碳吸收處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于飲用水處理的石灰水澄清方法，包括以下步驟(1)配制石灰水將石灰粉投入水中溶解制成石灰水；(2)攪拌絮凝對(duì)石灰水進(jìn)行攪拌，石灰水中微小的雜質(zhì)顆粒絮凝形成大顆粒的雜質(zhì)沉淀物；(3)絮凝沉淀雜質(zhì)沉淀物在石灰水中沉淀下沉，石灰水澄清形成上清液；(4)上清液與雜質(zhì)沉淀物分離將石灰水上層的上清液流出后儲(chǔ)存，雜質(zhì)沉淀物沉淀下落至底部，定期排除。本發(fā)明提供一種有效降低石灰水的濁度和雜質(zhì)含量、完全消除在清水池中投加石灰導(dǎo)致的出廠水濁度升高的用于飲用水處理的石灰水澄清方法。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102718294SQ20111007846
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者尤作亮, 張金松, 王長(zhǎng)平 申請(qǐng)人:深圳市水務(wù)(集團(tuán))有限公司