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1、(10)申请公布号 CN 102276087 A (43)申请公布日 2011.12.14 CN 102276087 A *CN102276087A* (21)申请号 201110211818.4 (22)申请日 2011.07.27 C02F 9/04(2006.01) C02F 5/08(2006.01) C02F 1/68(2006.01) C02F 1/28(2006.01) C02F 1/66(2006.01) C02F 1/20(2006.01) (71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长沙市麓山南路 (72)发明人 许仕荣 王煜邦 (74)专利代理机构 深圳市顺天达专。
2、利商标代理 有限公司 44217 代理人 蔡晓红 张秋红 (54) 发明名称 用于稳定水质的饮用水处理方法 (57) 摘要 本发明公开了一种用于稳定水质的饮用水处 理方法， 处理方法包括步骤 ： (1) 先对饮用水进行 二氧化碳曝气 ； (2) 再将曝气后的饮用水流经石 灰石接触处理 ； (3) 将饮用水进行二氧化碳脱气 除去多余的二氧化碳。本发明的处理方法可有效 提高饮用水的碱度和硬度、 稳定饮用水 pH 值、 提 高水质化学稳定性、 同时除去水中的铅铜锰等重 金属。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 CN。
3、 102276090 A1/1 页 2 1. 一种用于稳定水质的饮用水处理方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： (1)、 曝气 ： 先对饮用水进行二氧化碳曝气 ； (2)、 石灰石接触处理 ： 再将曝气后的饮用水流经石灰石接触处理 ； (3)、 脱气 ： 最后将饮用水进行二氧化碳脱气除去多余的二氧化碳， 使得处理后的饮用 水 pH 值为 7.5-8.5、 硬度为 80 mg/L-120mg/L、 碱度为 80 mg/L-100mg/L。 2. 根据权利要求 1 所述的用于稳定水质的饮用水处理方法， 其特征在于， 所述步骤 (1) 中， 对饮用水进行二氧化碳曝气， 曝气后的饮用水中的二氧化碳含。
4、量为 40mg/L-70mg/L。 3.根据权利要求1所述的用于稳定水质的饮用水处理方法， 其特征在于， 所述步骤(2) 中， 将曝气后的饮用水通过石灰石颗粒进行接触处理， 接触时间为 20-60min。 4.根据权利要求3所述的用于稳定水质的饮用水处理方法， 其特征在于， 所述步骤(2) 中， 石灰石颗粒为重质碳酸钙颗粒或轻质碳酸钙颗粒。 5.根据权利要求4所述的用于稳定水质的饮用水处理方法， 其特征在于， 所述步骤(2) 中， 重质碳酸钙颗粒的粒径为 0.71 1.25mm、 1.0 2.0mm、 1.6 2.8mm 或 11 14mm。 6.根据权利要求4所述的用于稳定水质的饮用水处理方。
5、法， 其特征在于， 所述步骤(2) 中， 轻质碳酸钙颗粒的粒径为 1.0 3.0mm 或 3.0 5.0mm。 7.根据权利要求1所述的用于稳定水质的饮用水处理方法， 其特征在于， 所述步骤(3) 中， 采用鼓风脱气方式去除水中游离的二氧化碳。 8. 根据权利要求 1 所述的用于稳定水质的饮用水处理方法， 其特征在于， 所述石灰石 处理步骤后设有过滤步骤， 所述过滤步骤是 ： 将石灰石处理后的饮用水通过过滤装置过滤。 9. 根据权利要求 8 所述的用于稳定水质的饮用水处理方法， 其特征在于， 所述过滤步 骤后还设有反冲洗步骤， 对使用一段时间的过滤装置进行反冲洗。 权 利 要 求 书 CN 1。
6、02276087 A CN 102276090 A1/4 页 3 用于稳定水质的饮用水处理方法 技术领域 0001 本发明水处理技术领域， 涉及一种水处理方法， 尤其涉及一种用于稳定水质的饮 用水处理方法。 背景技术 0002 南方地区地表水具有低硬度、 低碱度、 对供水管网具有较强的腐蚀性。 管网受到侵 蚀和腐蚀使管道的有效过水横截面积缩小， 降低管道的输送能力。 同时， 当供水管网内水流 速度或水流方向突然发生变化时， 管道内壁的腐蚀产物很可能会脱落， 并释放到自来水中， 使水中镉、 铬、 钴、 铜、 铁、 铅、 锰、 镍等金属元素的浓度增加。城市供水系统中常见的 “黄水” 现象， 就是由。
7、钢管、 铸铁管等管道的内壁铁腐蚀产物释放而引起的。另外， 管道腐蚀会缩短 管道的使用年限， 增加了管材的维护和更换费用。腐蚀严重时， 会发生爆管现象， 对城市供 水产生较大影响。 0003 为了提高供水厂出水的化学稳定性， 抑制供水管网的腐蚀， 降低健康风险， 现有技 术的一种是利用二氧化碳和饱和石灰水来提高水的硬度、 碱度， 应用碳酸钙的溶解平衡关 系， 使管壁上形成一层碳酸钙保护膜， 从而使金属表面不直接与水中溶解氧接触， 抑制腐蚀 电极的反应过程， 控制腐蚀。石灰投加点一般设在水厂净水工艺的前部即混合絮凝池。但 是， 在净水工艺前部加入石灰， 会产生较多问题 ： 一是会造成混凝阶段 pH。
8、 值过高而影响絮 凝沉淀效果 ； 二是使出水的铝含量增高， 人体铝摄入量过多， 增加患老年痴呆症的风险 ； 三 是由于出厂水 PH 值的限制， 石灰投加量不能过多， 增加的硬度和碱度有限。四是由于饱和 石灰水需要投加系统、 溶解池、 溶液池， 运行管理复杂， 运行成本高。 0004 现有技术中的另一种方法是将软化水通过石灰石颗粒床， 二氧化碳与石灰石反应 而来增加饮用水的硬度和碱度， 虽然该方法提高了 PH 值， 但是由于水中二氧化碳的含量很 低， 提高的硬度与碱度非常有限， 很难达到水质化学稳定性的标准。 发明内容 0005 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有技术中出厂水碱度和硬度过低、。
9、 具有较 强腐蚀供水管网的缺陷， 提供一种可以有效提高饮用水的碱度和硬度、 稳定饮用水 pH 值、 提高水质及化学稳定性、 同时对水中的铅铜锰等重金属有去除效果的用于稳定水质、 处理 时间短的饮用水处理方法。 0006 本发明要解决的技术问题在于， 提供一种结构简单、 能连续高效处理饮用水、 提高 饮用水的碱度和硬度、 稳定饮用水 pH 值、 提高水质及化学稳定性的用于稳定水质的饮用水 处理设备。 0007 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 一种用于稳定水质的饮用水处理方 法， 包括以下步骤 ： 0008 (1)、 曝气 ： 先对饮用水进行二氧化碳曝气 ； 0009 (2)、 石灰石。
10、接触处理 ： 再将曝气后的饮用水流经石灰石接触处理 ； 说 明 书 CN 102276087 A CN 102276090 A2/4 页 4 0010 (3)、 脱气 ： 最后将饮用水进行二氧化碳脱气除去多余的二氧化碳， 使得处理后的 饮用水 pH 值为 7.5-8.5、 硬度为 80mg/L-120mg/L、 碱度为 80mg/L-100mg/L。 0011 所述步骤 (1) 中， 对饮用水进行二氧化碳曝气， 曝气后的饮用水中的二氧化碳含 量为 40mg/L-70mg/L。 0012 所述步骤 (2) 中， 将曝气后的饮用水通过石灰石颗粒进行接触处理， 接触时间为 20-60min。 001。
11、3 所述步骤 (2) 中， 石灰石颗粒为重质碳酸钙颗粒或轻质碳酸钙颗粒。 0014 所述步骤 (2) 中， 重质碳酸钙颗粒的粒径为 0.71 1.25mm、 1.0 2.0mm、 1.6 2.8mm 或 11 14mm。 0015 所述步骤 (2) 中， 轻质碳酸钙颗粒的粒径为 1.0 3.0mm 或 3.0 5.0mm。 0016 所述步骤 (3) 中， 采用鼓风脱气方式去除水中游离的二氧化碳。 0017 所述石灰石处理步骤后设有过滤步骤， 所述过滤步骤是 ： 将石灰石处理后的饮用 水通过过滤装置过滤。 0018 所述过滤步骤后还设有反冲洗步骤， 对使用一段时间的过滤装置进行反冲洗。本 发明。
12、方法中， 首先对低碱低硬的饮用水进行二氧化碳曝气， 提高水中二氧化碳含量， 曝气后 的饮用水再流经石灰石(碳酸钙)接触处理， 在与石灰石接触处理中， 利用水和碳酸盐的平 衡， 将石灰石中的 Ca2+溶解到水中。 0019 平衡等式如下 ： 0020 0021 0022 0023 0024 随着碳酸钙的不断溶解， 水中硬度、 碱度、 PH 值不断提高。但随着水中硬度、 碱度、 PH 值的提高， 碳酸钙的溶解速率慢慢降低， 因此对不同水质的饮用水的硬度、 碱度、 PH 值都 具有自动调节作用， 同时由于石灰石颗粒的吸附作用， 对水中的铅、 铜、 锰等重金属有去除 效果， 而且饮用水的浊度基本不变。。
13、由于前期曝了过量的二氧化碳， 加快了碳酸钙的溶解， 使得接触时间缩短， 但是 PH 值却较低， 因此后续需要对二氧化碳进行脱气处理， 经过脱气 后， PH 值能达到 8.0 左右， 并且脱气后饮用水的硬度、 碱度变化不大。本发明的方法采用二 氧化碳曝气与石灰石接触联用， 能很好地控制水质化学稳定性， 有效提高水的硬度、 碱度， 稳定 PH 值在 8.0 左右， 从而控制好拉森比率， 碳酸钙沉淀势等水质化学稳定性指标。与现 有技术相比， 本发明所需接触时间更短， 处理效果更好。 具体实施方式 0025 实施例 1、 一种用于稳定水质的饮用水处理方法， 包括以下步骤 ： 0026 (1)、 先对饮。
14、用水进行多次二氧化碳曝气， 二氧化碳曝气是将高压的二氧化碳气体 说 明 书 CN 102276087 A CN 102276090 A3/4 页 5 通过曝气头释放到饮用水中， 经过多次二氧化碳曝气后， 饮用水中的二氧化碳含量为 40mg/ L。 0027 (2)、 曝气后的饮用水流经石灰石颗粒组成的接触床进行接触处理， 接触时间为 40min ； 石灰石颗粒采用重质碳酸钙， 其粒径为 0.71 1.25mm。超出该粒径范围的重质碳 酸钙 颗粒不超过 10。 0028 (3)、 最后将石灰石处理后的饮用水采用鼓风脱气方式进行二氧化碳脱气处理， 除 去水中多余的二氧化碳。具体是将饮用水从上至下流。
15、经填料层， 含有二氧化碳的水由上而 下形成薄雾状或小水滴， 由下而上鼓入空气， 与水形成逆向接触， 减少水面上的二氧化碳的 分压， 去除水中的二氧化碳气体。 0029 经检测， 在脱气处理后的饮用水 pH 值为 7.6、 硬度为 105mg/L、 碱度为 92mg/L。 0030 其中 pH 值的检测采用便携式 pH 计。 0031 硬度检测采用 EDTA 滴定法， 主要检测饮用水中的总硬度。 0032 碱度检测采用酸碱指示剂滴定法。 0033 以下实施例都采用上述检测方法来检测。 0034 实施例 2、 一种用于稳定水质的饮用水处理方法， 包括以下步骤 ： 0035 (1)、 先对饮用水进行。
16、多次二氧化碳曝气， 二氧化碳曝气是将高压的二氧化碳气体 通过曝气头释放到饮用水中， 经过多次二氧化碳曝气后， 饮用水中的二氧化碳含量为 70mg/ L。 0036 (2)、 再将曝气后的饮用水流经石灰石颗粒组成的接触床进行接触处理， 接触时间 为 20min ； 石灰石颗粒采用重质碳酸钙， 其粒径为 0.71 1.25mm。超出该粒径范围的重质 碳酸钙颗粒不超过 10。 0037 (3)、 最后将石灰石处理后的饮用水采用鼓风脱气方式进行二氧化碳脱气处理， 除 去水中多余的二氧化碳。具体是将饮用水从上至下流经填料层， 含有二氧化碳的水由上而 下形成薄雾状或小水滴， 由下而上鼓入空气， 与水形成逆。
17、向接触， 减少水面上的二氧化碳的 分压， 去除水中的二氧化碳气体。经检测， 处理后的饮用水 pH 值为 8.5、 硬度为 110mg/L、 碱 度为 100mg/L。 0038 实施例 3、 一种用于稳定水质的饮用水处理方法， 包括以下步骤 ： 0039 (1)、 先对饮用水进行多次二氧化碳曝气， 二氧化碳曝气是将高压的二氧化碳气体 通过曝气头释放到饮用水中， 经过多次二氧化碳曝气后， 饮用水中的二氧化碳含量为 50mg/ L。 0040 (2)、 再将曝气后的饮用水流经石灰石颗粒组成的接触床进行接触处理， 接触时间 为 60min ； 石灰石颗粒采用重质碳酸钙， 其粒径为 0.71 1.25。
18、mm。超出该粒径范围的重质 碳酸钙 颗粒不超过 10。 0041 石灰石处理后的饮用水再流经过滤装置过滤掉其中微小的石灰石颗粒。 0042 (3)、 最后将石灰石处理后的饮用水采用鼓风脱气方式进行二氧化碳脱气处理， 除 去水中多余的二氧化碳。具体是将饮用水从上至下流经填料层， 含有二氧化碳的水由上而 下形成薄雾状或小水滴， 由下而上鼓入空气， 与水形成逆向接触， 减少水面上的二氧化碳的 分压， 去除水中的二氧化碳气体。 0043 经检测， 处理后的饮用水 pH 值为 8.2、 硬度为 115mg/L、 碱度为 97mg/L。 说 明 书 CN 102276087 A CN 102276090 。
19、A4/4 页 6 0044 实施例 4、 一种用于稳定水质的饮用水处理方法， 包括以下步骤 ： 0045 (1)、 先对饮用水进行多次二氧化碳曝气， 二氧化碳曝气是将高压的二氧化碳气体 通过曝气头释放到饮用水中， 经过多次二氧化碳曝气后， 饮用水中的二氧化碳含量为 45mg/ L。 0046 (2)、 再将曝气后的饮用水流经石灰石颗粒组成的接触床进行接触处理， 接触时间 为 30min ； 石灰石颗粒采用轻质碳酸钙， 其粒径为 1.0 3.0mm。超出该粒径范围的轻质碳 酸钙颗粒不超过 10。 0047 石灰石处理后的饮用水再流经过滤装置过滤掉其中微小的石灰石颗粒。 0048 (3)、 最后将。
20、石灰石处理后的饮用水采用鼓风脱气方式进行二氧化碳脱气处理， 除 去水中多余的二氧化碳。具体是将饮用水从上至下流经填料层， 含有二氧化碳的水由上而 下形成薄雾状或小水滴， 由下而上鼓入空气， 与水形成逆向接触， 减少水面上的二氧化碳的 分压， 去除水中的二氧化碳气体。 0049 经检测， 处理后的饮用水 pH 值为 8.1、 硬度为 880mg/L、 碱度为 91mg/L。 0050 实施例 5、 一种用于稳定水质的饮用水处理方法， 包括以下步骤 ： 0051 (1)、 先对饮用水进行多次二氧化碳曝气， 二氧化碳曝气是将高压的二氧化碳气体 通过曝气头释放到饮用水中， 经过多次二氧化碳曝气后， 饮。
21、用水中的二氧化碳含量为 50mg/ L。 0052 (2)、 再将曝气后的饮用水流经石灰石颗粒组成的接触床进行接触处理， 接触时间 为 60min ； 石灰石颗粒采用轻质碳酸钙， 其粒径为 3.0 5.0mm。超出该粒径范围的轻质碳 酸钙颗粒不超过 10。 0053 石灰石处理后的饮用水再流经过滤装置过滤掉其中微小的石灰石颗粒， 在过滤一 段时间后， 采用反冲洗解决过滤装置中过滤材料堵塞问题， 恢复过滤装置的过滤性能。 反冲 洗就是在过滤装置的出水位置设置反冲洗进口， 泵入清水对过滤材料进行反向冲洗， 来去 除过滤材料中堵塞的碳酸钙颗粒。 0054 (3)、 最后将石灰石处理后的饮用水采用鼓风脱气方式进行二氧化碳脱气处理， 除 去水中多余的二氧化碳。具体是将饮用水从上至下流经填料层， 含有二氧化碳的水由上而 下形成薄雾状或小水滴， 由下而上鼓入空气， 与水形成逆向接触， 减少水面上的二氧化碳的 分压， 去除水中的二氧化碳气体。 0055 经检测， 处理后的饮用水 pH 值为 7.8、 硬度为 80mg/L、 碱度为 85mg/L。 说 明 书 CN 102276087 A 。