[发明专利]石灰超滤组合去除地下水硬度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用石灰法和超滤膜组合工艺的结合在给水领域去除地下水中硬度的方法，石灰法可有效去除地下水中的暂时硬度，超滤膜可有效过滤石灰与水中硬度反应后生成的浊度，两种工艺的有机组合在给水处理领域中的应用将成为未来具有生命力的水处理技术之一。

背景技术

目前，降低水中硬度常用的方法有离子交换、电渗析、反渗透和药剂软化法。而离子交换、电渗析及反渗透法均存在造价昂贵、运行费用高、产水率低等缺点。而石灰是药剂软化法中最常用的药剂，特点是操作简单、造价较低。目前北京地区地下水中的硬度主要是碳酸氢盐硬度，即“暂时硬度”，石灰法对去除地下水中“暂时硬度”有着较好的效果。

在常规的水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等颗粒状滤料层截留水中悬浮杂质，使小于孔隙的物质通过的一种最简单、最常用的分离方法，使水获得澄清的工艺过程。目前，国内水厂一般应用滤池作为去除水体中浊度的最后一步工艺。而常规的过滤，比如砂滤，是比较粗糙的过滤方法，颗粒孔隙从零点几毫米到几毫米不等，基本上只能过滤肉眼可见的大颗粒。而像0.01微米左右的污染物，如悬浮物、细菌、藻类、两虫等物质以外，还有相对分子量在1000-300000以上的溶解性有机物，例如部分高分子有机物如蛋白质等均不能去除。另外，使用滤池过滤时，偶尔会有滤池会被突然穿透现象(压力瞬时增大，造成滤池中滤料孔径中的混浊物被水体压出，造成水体突然浑浊的现象)发生，以致出水浊度瞬时增大，造成严重后果。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种石灰超滤组合去除地下水硬度的方法，替代现有的去硬度、去浊度的常规生产工艺，采用去除地下水中硬度及浊度的组合工艺及技术，使传统去除工艺与新型过滤技术相结合，发挥二者各自的优势，达到快速高效去除地下水硬度的预期效果，生产出优质合格的生活饮用水。上述技术方法可以大幅降低地下水硬度软化处理的投资及运行成本，提高地下水厂的综合效益，为地下水厂改造提供技术支持，其经济效益和社会效益显著，市场前景广阔。

本发明的目的是由以下技术方案实现的，它包括以下步骤：将高硬度地下水经泵提升进入反应池，在进入反应池的同时通过药剂投加装置向反应池内投加石灰粉末(氢氧化钙)，并进行充分搅拌，且确保足够的反应时间，以保证石灰粉末(氢氧化钙)药剂与地下水进行充分的化学反应，生成难溶于水的CaCO₃、Mg(OH)₂絮体浊液；絮体浊液再流至超滤膜池，通过该池中的超滤膜将絮体浊液进行过滤，并快速沉降截留在超滤膜进液侧的CaCO₃、Mg(OH)₂及原高硬度水体中的Fe、Si的难溶化合物，沉降后的化合物进入污泥池，从而大幅度降低水中浊度，而通过超滤膜的透过液进入储水箱，经过消毒处理后则成为安全、优质的饮用水。

所述超滤膜池中的超滤膜为过滤介质，超滤膜表面密布许多细小的过滤微孔。

所述超滤膜表面的过滤微孔的孔径为0.001～0.02微米。

所述超滤膜为PVC超滤膜。

所述储水箱水位可低于超滤膜的下边，是为了使膜两侧产生压力差(靠重力的虹吸作用)作为驱动力，也可采用泵吸出产生的压力作为驱动力。

所述反应池内投加石灰粉末(氢氧化钙)量的多少，需要根据水质情况、反应时间和水量来确定。一般情况下，在总硬度(以CaCO₃计)540-700mg/L、总碱度(以CaCO₃计)340-430mg/L的地下水中，投加350-425mg/L Ca(OH)₂药剂粉末，即：每升地下水中投加350-425毫克石灰粉末(Ca(OH)₂)，可控制产出水体总硬度(以CaCO₃计)到达380mg/L以下，符合国家生活饮用水卫生标准(450mg/L)。

所述高硬度地下水与投加的石灰粉末(氢氧化钙)在反应池中的反应时间最好10分钟左右，8～12分钟为宜，不能太短不然反应不充分，也不能太长，时间太长即延长了水的停留时间，增加了构筑物的体积，增加了设备设施的造价成本。

方法及原理：