[发明专利]一种结晶过滤式地下水软化、降垢处理装置

说明书

本发明提供了一种结晶过滤式地下水软化、降垢处理方法及装置，该方法将待处理的地下水与碱混合得到溶有CaCO₃和Mg(OH)₂不溶性颗粒的水，将溶有CaCO₃和Mg(OH)₂不溶性颗粒的水进行过滤，过滤后得到的过滤水加入酸后产生CO₂气体，溶有CO₂的水进行曝气，CO₂随微小空气泡逸入到大气中将CO₂气体去除，从而降低地下水的硬度，同时也可以避免水垢的产生。本发明的方法针对硬度高、碱度高的特性，向待处理水中加入碱，水相继会产生CaCO₃和Mg(OH)₂的不溶性颗粒，在进入过滤阶段后，不溶性可颗粒被截留下来，后续向滤后水中加入一定的H⁺(盐酸)降低剩余水中碱度，经测定处理出水煮沸后无水垢产生，且PH维持在7左右。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及地下水处理，具体涉及一种结晶过滤式地下水软化、降垢处理方法及装置。

背景技术

地下水是我国居民重要和优质的饮用水水源。相比于地表水，地下水具有悬浮杂质少，有机物和细菌少，水处理相对容易，并且不易受到外界环境的影响和污染，在中小城市、镇和农村普遍采用地下水水源。

地下水普遍存在硬度和暂时硬度(水垢)高的问题。水垢是在烧开水过程中由暂时硬度形成的，即碳酸盐硬度，是总硬度的一部分，相当于与水中重碳酸盐和少量碳酸盐结合的钙、镁所形成的硬度，当水煮沸时，钙、镁的重碳酸盐分解生成沉淀从而降低水的硬度，可以用煮沸的方法来去除部分硬度。如果硬水中钙和镁主要以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在，即为永久硬度。

水垢多导致饮用开水感官性差，对居民生活和身体健康存在潜在影响。尽管我国《生活饮用水卫生标准》中规定水的总硬度不得超过450mg/L，但对暂时硬度没有限制规定。对暂时硬度较高的地下水供水系统，由于地下水中大量存在的HCO₃^-离子，烧开后在水中出现大量沉淀和漂浮物，导致浊度升高，部分水浊度超过5NTU，这与我国饮用水关于浊度和不得有可见物规定矛盾。我国《生活饮用水卫生标准》是在参考WHO和西方发达国家相关标准而制定的，其制定依据是饮用生水，而与我国居民常以烧开水饮用差异较大，前者主要饮用溶解的钙、镁离子，我国居民饮用的是部分离子转化为碳酸钙，长期饮用高碳酸钙水对正常人影响不明。偶尔饮用硬水，则会造成肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服”；用硬水洗衣，肥皂起沫少，造成浪费；用硬水煮饭做菜，不易煮熟；用硬水洗头，会使头发黏结、发脆等；

目前处理高硬度水的技术主要有药剂软化法、离子交换法和膜软化法。经药剂软化处理后的水还有残余硬度，仍然会形成结垢问题，此外产生大量的泥渣。离子交换软化法工艺设备复杂，需要消耗大量的酸或盐做再生剂，成本相对较高。膜软化法运行过程中动力消耗较大，制水成本较高。离子交换法和膜软化法都需要较为繁琐的预处理过程，以减轻主体工艺中树脂或膜材料受到的污染。

针对总硬度高于400mg/L、碱度超过250mg/L的地下水，烧水水垢多，长期饮用对人体会产生不良影响。采取石灰软化法工艺时所使用的石灰纯度低(一般为85％-92％)，石灰微溶于水，需要以乳液形式加入，这样导致投药量增加，且杂质会沉淀进入排泥系统导致排泥量增加，且处理后的水还有残余硬度，仍然会形成结垢问题；膜软化法运行过程中动力消耗较大，制水成本较高；传统离子交换软化法工艺设备复杂，需要消耗大量的酸或盐做再生剂，成本相对较高，且离子交换系统在运行过程中，经常需要对离子交换树脂进行反洗和再生，来恢复树脂的吸附能力，因此需要用大量的盐和软化水，反洗水中由于含有高浓度的盐，无法利用而随意排放，会造成很大的二次浪费，也会带来水体污染的问题；酸碱平衡曝气法虽能很好地去除水垢，但难以解决总硬度超标。且仅仅基于酸碱平衡曝气法所设计的处理工艺或设备从根本上无法解决该类水质问题，通过加药结合机械搅拌与曝气只能处理水源中的暂时硬度问题，无法将该类水源的总硬度降低。

发明内容