[实用新型]天然地热矿泉水脱氟装置

说明书

天然地热矿泉水脱氟装置是一种大规模制备饮用天然矿泉水的工业装置，要求它既能脱氟又要保留对人体有益的多种微量元素。

除氟净水器一般由外壳、净化部件和进、出水口组成，其中的净化部件都呈筒体形，筒体内填充滤质，筒体内两端各有一个上滤片网和下滤片网以便把滤质夹在其中，这种净化部件共有二级，是互相串联的，第一级是脱氟器，其滤质是由磷矿石或活性氧化铝经过适当处理理而成，第二级是过滤器，其滤质是由活性炭和卤化银制成的复合材料。这是一种分散式的小型脱氟装置，它连接于自来水网的末端，作家庭或公共团体的脱氟净水器用，脱氟剂一般不需再生，但是它不能大规模地制备饮用天然（地热）矿泉水。

为了解决这个问题，本实用新型提出了一种天然地热矿泉水脱氟装置，它既能脱氟又能保留水中对人体有益的多种微量元素。其示意图见图1。其中，1是过滤器，2是离子交换柱，3是再生液，4是原水，5是冲洗水，6是压缩空气，7是脱氟后的矿泉水，8是总出水口，9是阀门。过滤器中的滤质是锰砂或砂，也可以由脱脂棉、纱布和滤纸组成。离子交换柱中的脱氟剂是既能脱氟又能保留原水中多种微量元素的    合成羟基磷灰石。它的粒度在5～2mm（3～8目）之间。再生液是浓度在0.025～0.05M之间的氢氧化钠溶液。离子交换柱的结构见图2。其中，壳体（10）呈园筒形，上、下盖（11）和（12）呈半园形，在盖与壳体间填有防酸防碱布（13），滤布上、下都用玻璃纤维筛板（14）夹紧，分别构成上滤片网和下滤片网，在壳体侧面开有装料孔（15）和卸料孔（16），在上盖上开有经过滤后的原水的入口孔（17）和再生液入口孔（18），在下盖上开有出水口（19）和排水口（20）。在图1中，离子交换柱I和Ⅲ组成第一组，Ⅱ和Ⅳ组成第二组，相互交替工作，工作周期是八个小时。由于天然矿泉水中的铁元素主要以二价铁的离子形式存在于水中，它极易氧化，因而当矿泉水露出地面数小时后，就有棕黄色沉淀Fe₂O₃·3H₂O出现，饮之有铁腥味，其反应过程如下：

棕黄色。过滤器的作用在于：当原水经过过滤器后，其中的棕黄色沉淀经过一次过滤后就可实现全部除铁过程。过滤器出来的原水经过阀门9和离子交换柱入水口（17）进入柱（I）和（Ⅲ）内，经脱氟后，保留有多种微量元素的脱氟水就由柱（I）和（Ⅲ）的排水口流入脱氟矿泉水槽（7）中，十二小时后，第二组离子交换柱（Ⅱ）和（Ⅳ）开始工作，（Ⅰ）和（Ⅲ）此时已关闭。如此反复交替工作，待脱氟矿泉水槽（7）充满水后，便由总出水口（8）排出。在这里之所以采用交替工作，是因为这种既能脱氟又能保存多种对人体有益的微量元素的脱氟剂在使用一段时间后，脱氟效率降低，但放置一段时间（间歇一夜12小时）再使用时，又能恢复脱氟能力。其原因在于，当脱氟剂的表面与水中氟离子发生交换时，仅只是在表面进行，长期工作后，其表面交换的氟离子可达到相当密集的程度。由于脱氟剂的渗透性小，在一定的流速下，氟离子向脱氟剂内部渗透有一个过程，而经过一段时间休息后，其表面交换过的氟离子又可转化为OH离子的状态，从而便又重新恢复了脱氟能力。当需要再生时便可用压缩空气泵把0.025～0.05M的NaOH溶液通过再生液入口孔（18）压入柱内淋洗，再用含有微量醋酸的冲洗水（5）进行清洗，一直到出水口的水的PH值为7时就可使柱体基本上恢复到原有的脱氟能力，填充物基本上也不会损失，所用的淋洗液因浓度低，消耗也不大，一般可使用十次左右。

实施例：

离子交换柱采用有机玻璃做壳体，柱体尺寸为80×4×500mm内装上述脱氟剂0.991公斤。离子交换柱中的防酸防碱滤布上面为三层，底部为二层，上盖下用二块玻璃纤维筛，其余都用一块。滤质用脱脂棉、纱布和滤纸。交换柱一次可处理符合标准的矿泉水2吨可供一次性使用一个月。

现在用这套装置来处理北京市永定门外粮库的天然地热矿泉水，其中试验数据如下：

实验条件：原水流速0.5L／min，脱氟剂粒度I^＃柱为3～5目，Ⅱ^＃柱5～8目。