专利名称：苦咸水淡化矿化处理装置的制作方法
技术领域：
一种苦咸水淡化矿化处理装置，属饮用水卫生安全处理技术领域。
背景技术：
苦咸水是指在饮用水中当氯化物超过国家标准250mg/L时，即视为苦咸水。我国苦咸水主要分布在北方和东部沿海地区，涉及农村人口 3800多万人。苦咸水不仅口感苦涩，很难直接饮用，更严重的是长期饮用苦咸水会导致胃肠功能紊乱，人体免疫力低下。目前我国对苦咸水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等。蒸馏法就是把苦咸水加热至沸腾蒸发，再把蒸汽冷凝成淡水。蒸馏法是最早采用的苦咸水淡化法，它的优点是结构简单、操作最容易、淡化水的水质好。缺点是设备易结垢和腐蚀，能源消耗大，运行成本高；电渗析法是利用离子交换膜在电场作用下，水中的离子作定向迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，经选择透过性离子交换膜，分离盐水中的阴、阳离子，从而使盐分浓度降低。该技术已比较成熟，具有除盐率高、制水成本低、 不污染环境等优点，但存在对水质要求严格，需对原水进行预处理，适用于低浓度苦咸水脱盐，且不能去除水中有机物和细菌等缺点；反渗透法是用一种选择透过性膜将容器分为两半，在浓溶液一边加上比自然渗透更高的压力，扭转自然渗透方向，把溶液中的离子压到半透明膜的另一边。反渗透法可以去除水中的90%以上的溶解性盐类和99%以上的胶体微生物及有机物等。反渗透膜分离的特点是它的“广谱”分离，即不但能够脱除水中的各种离子，而且能够脱除比离子大的微粒，如大部分的有机物、胶体、病毒、细菌、悬浮物等，故反渗透分离法又有广谱分离法之称。反渗透法与其它水处理方法相比，具有无相态变化、常温操作、占地少、适应范围广等优点，缺点是建设和运行程序复杂。河北省沧州市投资2200万元，建成一座18000m3/d苦咸水反渗透淡化厂。其程序是，原水进入淡化前设置预处理池，首先添加2mg/L次氯酸钠灭菌，灭菌后再加5mg/L聚合氯化铁絮凝，然后经过多介质过滤器和细沙过滤器的两级过滤，在过滤器出水中再加入 3mg/L亚硫酸氢钠，来还原水余氯，使游离氯含量< 0. lmg/L,以达到反渗透装置的进水要求。另外，还采用了添加27mg/L FlOCOn260阻垢分散剂和30%浓度盐酸，以防止膜内碳酸钙、硫酸钙、钡的结垢和铁铝氧化物及其它污染物的沉积。经过繁杂的预处理过程，淡化选用了一级二段的反渗透处理方式，一段为苦咸水反渗透膜，二段为海水反渗透膜。淡化厂投入运行后，单位造水成本为2. 48元/m3。诸如此类的淡化厂，需要专业人员去管理才能运行。 在农村特别是偏僻的农村无法应用，而苦咸水饮用群体中绝大部分是农民。深受苦咸水危害的广大农民居住分散，很难集中建厂、集中淡化、远距离供水，加之农民本身缺乏专业知识，很难保证淡化水厂的正常运行。农民若要靠自己操作运行喝上淡化的苦咸水，需要简易的苦咸水淡化设备。要求简易淡化设备男女老少都可以使用，有电无电均能运行。同时，利用反渗透技术所获取的淡水，其中有益健康的物质也被去除，长期饮用仍不利于人体健康。在简易淡化设备中应具备向所产生的淡水中添加人体必需的微量元素，把大分子团水改变成小分子团水，调节水的PH值，使水活化的功能。既方便易行，又功能齐全，这样的简易淡化设备才是农村所需要的。
发明内容
本发明提供了一种苦咸水淡化矿化处理装置，在有电的地区用电来驱动，在无电地区可用人力驱动。苦咸水原水通过预处理、脱盐、去除有害物质、添加有益元素和活化，成为口感好，富含人体必需的微量元素，小分子团的活化水，长期饮用有益身体健康。可有效解决苦咸水地区饮水难题，特别是解决无电和常规能源短缺地区农民生活用水问题的既经济又可靠的途径。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的苦咸水淡化矿化处理装置，它包括由原水箱、原水入口、硅藻土膜过滤器、硅藻土预涂膜、磁铁、第一斜底板、沉淀物一号排出口、澄清水箱、装有沸石的排除器、第二斜底板、 沉淀物二号排出口、装有活性炭的吸附器、初级过滤网、灭菌器、澄清水出口组成的预处理系统；由精过滤网、压力总成、反渗透膜组件、淡水管、咸水输出管组成的淡化系统；由淡水箱、装有电气石的调节器、装有麦饭石的矿化器、饮用水箱、水龙头组成的饮用水调节系统。原水入口上安装硅藻土膜过滤器，硅藻土膜过滤器中设有硅藻土预涂膜，硅藻土膜过滤，可去除水中悬浮颗粒和很大比例的胶体杂质，去除阿米巴痢疾孢囊、大肠杆菌及其它病原微生物，去除水中铁、锰等重金属，去除藻类、色度、腐植酸等有机物。硅藻土膜过滤器的下面装有磁铁，磁力线具有改变水分子结构的功能，在原水垂直通过磁力线时即把大的水分子团变成小分子团。经过滤和磁化的水在原水箱中进行自然沉淀，沉淀物落在第一斜底板上，由沉淀物一号排出口排出。首次沉淀后的水通过排除器入水口进入排除器，排除器中装有沸石，沸石具有除氟、砷、铁、锰、氨、氮及降低总硬度的作用。经排除器处理的水， 由排除器出水口进入澄清水箱。沸石需要定期进行再生，再生溶液经再生水出入管进入排除器，注满排除器后，关闭阀门VI，达到预定再生时间，打开阀门VI，放出再生水，然后用同样的方法用清水进行冲洗。水在澄清水箱中继续自然沉淀，沉淀物落在第二斜底板上，由沉淀物二号排出口排出。经二次沉淀的水由吸附器入水口进入吸附器，吸附器内装有活性炭， 活性炭对水中的游离氯进行吸附，吸附器出水口设有初级过滤网，用来拦截水中微粒及大分子物质。经初级过滤的水进入灭菌器，灭菌器杀灭水中的细菌和病毒后由澄清水出口排出。吸附器和灭菌器定期更换。澄清水出口用连接箍与澄清水管相接，澄清水管设有精过滤网，精过滤网是用来截留微米级的微粒，使水进一步净化后，由澄清水管引入淡化系统。淡化系统的上部安装压力总成，压力总成由配重、压力板、胶垫、提升辘轳、提升带、中轴、固定板、摇把、电动机构成。配重的重量因反渗透所需的压力确定，配重安装在压力板上面，压力板的边缘设有胶垫，以防止压力板施压时渗水。反渗透膜组件安装在淡化系统的下部，由反渗透膜、固定框、 反渗透膜冲洗器、自动阀板、淡水出口、咸水输出管、踏板、阀门VII、咸水出口构成。淡化系统的运行程序是，配重压力板从上部水面按照反渗透水回收量的要求，根据设计速度下落， 在机械压力作用下，水徐徐透过反渗透膜进入淡水管，自动阀板开启，淡水流入淡水箱，压力板落到预定的位置时，压力板触动踏板，阀门VII开启，咸水由咸水出口排出，一轮反渗透程序结束。无电地区用人力摇动摇把，提升辘轳卷起提升带，将压力板提起升至淡化系统上部，进行下一轮压力下落反渗透。有电的地区利用电动机，把提升辘轳拆除，电动机带动提升带，将压力板提升至淡化系统上部。在反渗透膜的出水一侧，安装反渗透膜冲洗器，对反渗透膜定期进行反冲洗，以延长反冲洗膜的使用寿命。反渗透膜渗透的水进入饮用水调节系统的淡水箱中，淡水箱内安装调节器，调节器中放置电气石，电气石化学成分复杂，是以硼为主要成分的铝、纳、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物。水不是以单独分子存在，它与氢结合形成分子团，称为分子束。电气石可缩小水分子束，使惰性水分子变成独立水分子。小分子活化水能增加水分子的含氧量，口感好， 渗透力强，提高吸收力，增加细胞活力。反渗透水通过调节器入水口进入调节器，电气石与水反应，使水发生重组现象，提高水的机能后，由调节器出水口流出。在调节器中安装调节器反冲洗器，调节器反冲洗器的入水口和出水口均装有阀门。淡水箱用隔板分隔成两部分，调节器的出水口设在隔板里侧的上部，矿化器入水口设在隔板里侧的下部，调节器的出水进入矿化器入水口。矿化器中放置麦饭石。麦饭石是一种对生物无毒、无害并有一定生物活性的复合矿物。麦饭石具有吸附性、溶解性、PH值调节性、生物活化性和矿化性等性能。它能吸附水中的游离金属离子。麦饭石中含AI203 约15%，是典型的两性氧化物，在水溶液中遇碱即起反应降低PH值，遇酸则起反应提高PH 值，具有双向调节PH的功能。经检测，麦饭石含有五十八种对机体有益的常量元素和微量元素，其中很多矿物元素是生物体内各种酶的活动中心，能激发酶的活动，提高酶的催化作用，从而改善代谢机能，促进营养物质的消化与吸收，增强抗病能力，促进生长发育。经矿化器处理的水进入饮用水箱。矿化器需要定期反冲洗，反冲洗水由矿化器反冲洗水入口进入矿化器，由矿化器反冲洗水出口排出，在入口和出口均设有阀门。反冲洗和再生均利用虹吸管完成，虹吸是一种流体力学现象，可以不借助泵而抽吸液体，包括虹吸管、虹吸入水口、气囊、虹吸出水口，高端为入水口，低端为出水口，虹吸管两端的水压强差能够推动水越过最高点，向另一端排放，反冲洗时，低端出水口与反冲洗入水口相连接，再生时与再生入水口相连接。水龙头安装在饮用水箱的外面。在淡化矿化装置和预处理系统的下面安装支撑架。本发明苦咸水淡化矿化处理装置的有益效果是1、电力、人力两用，可解决偏远单户农民生活用水问题；2、在对苦咸水淡化的同时，对水补充了人体需要的微量元素，调节了水的PH值， 缩小了水的分子束，增加了水中含氧量，把苦咸水改变成有益健康的活化水；3、结构简单，使用方便，适合农民应用；4、制造成本低，运行费用低，维修量小；5、适合工业化生产，可快速解决苦咸水地区饮用水难题；6、非苦咸水地区进行水的净化矿化同样实用；
图1为本发明整体安装示意图；图2为预处理系统示意图；图3为反渗透膜组件示意图；图4为图3的A-A剖面示意图；图5为虹吸管示意图6为反渗透膜冲洗器示意图；图7为咸水输出管示意图。对各幅附图中的标示说明如下(1)淡化矿化装置、( 淡水箱、( 调节器入水口、⑷配重、(5)提升辘轳、(6)提升带、(7)中轴、⑶固定板、(9)摇把、(10)连接箍、 (11)澄清水管、(12)精过滤网、(13)压力板、(14)胶垫、(15)淡化系统、(16)反渗透膜组件、(17)咸水输出管、(18)装置支撑架、(19)反渗透膜冲洗器水管、(20)阀门I、(21)阀门 II、(22)调节器反冲洗器、03)调节器反冲水出口、04)阀门III、(25)矿化器反冲水入口、(26)阀门1111、(27)饮用水调节系统、(28)矿化器反冲水出口、(29)阀门V、(30)水龙头、(31)矿化器反冲洗器、(32)矿化水出入口、(33)矿化器、(34)麦饭石、(35)矿化器入水口、(36)饮用水箱、(37)电气石、(38)水位计、(39)调节器、(40)调节器出水口、(41) 隔板、(42)预处理系统、(43)磁铁、(44)原水入口人45)原水箱、(46)第一斜底板、(47)沉淀物一号排出口、G8)预处理系统支撑架、09)再生水出入管、(50)阀门VI、(51)沉淀物二号排出口、(52)吸附器入水口、(53)第二斜底板、(54)排除器、(55)吸附器、(56)沸石、 (57)活性炭、(58)澄清水出口、(59)初级过滤网、(60)灭菌器、(61)排除器出水口、(62) 澄清水箱、(63)排除器入水口、(64)反渗透膜、(65)固定框、(66)固定框孔、(67)虹吸管、 (68)虹吸入水口、(69)气囊、(70)虹吸出水口、(71)淡水管、(72)自动阀板、(73)反渗透膜冲洗器、(74)踏板、(75)阀门VII、(76)咸水出口、(77)电动机、(78)压力总成、(79)硅藻土预涂膜、(80)硅藻土膜过滤器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明实施例一如图1、图2所示，原水箱45的原水入口 44的下面安装硅藻土膜过滤器80，在硅藻土膜过滤器80的里面设有硅藻土预涂膜79，在硅藻土膜过滤器80的下面安装磁铁43，在原水箱45的下部设有第一斜底板46，在第一斜底板46最低处设有沉淀物一号排出口 47。 在原水箱45的上部设有排除器入水口 63，排除器入水口 63连接澄清水箱62中的排除器 M，在排除器M中放置沸石56，排除器出水口 61设置在澄清水箱62内，排除器M的下端连接再生水出入管49，再生水出入管49上安装阀门VI 50。澄清水箱62的下部设有第二斜底板53，第二斜底板53的最低处设有沉淀物二号排出口 51。在澄清水箱62的外侧安装吸附器55，吸附器55内放置活性炭57，吸附器入水口 52设置在澄清水箱62内，吸附器55 与灭菌器60相连接，在吸附器55和灭菌器60之间安装初级过滤网59，澄清水出口 58用连接箍10与澄清水管11相接通。由原水箱45和澄清水箱62组成的预处理系统42的下面安装预处理系统支撑架48。实施例二在实施例一的基础上，如图1、图3、图4、图6、图7所示，澄清水管11上安装精过滤网12，澄清水管11与淡化系统15相接通。在淡化系统15的上部安装压力总成78，压力总成78的安装程序是，首先安装压力板13，压力板13的边缘设有胶垫14，压力板13的上面安放配重4，穿过配重4在压力板13上固定安装提升带6，提升带6缠绕在提升辘轳5 上，中轴7横穿过提升辘轳5的中心并与提升辘轳相固定，中轴7的一端安装摇把9，中轴7由固定板8支撑。在具备电力条件时，将提升辘轳5卸下，提升带6与电动机77直接连接。 在淡化系统15的下部安装反渗透膜组件16，反渗透膜组件16包括反渗透膜64、固定框65、 固定框孔66、淡水管71、自动阀板72、咸水输出管17、咸水输出管17上安装踏板74、安装阀门VII 75、咸水输出管17设有咸水出口 76。在反渗透膜组件16中安装反渗透膜冲洗器 73，反渗透膜冲洗器水管19设有阀门I 20。淡水管71的自动阀板72开启，淡水进入饮用水调节系统27的调节器入水口 3，调节器39安装在淡水箱2中，调节器39内放置电气石 37，调节器39中安装调节器反冲洗器22，调节器反冲洗器22装有阀门II 21，反冲洗水由调节器反冲水出口 23排出，调节器反冲水出口 23设有阀门III24，调节器出水口 40设置在隔板41的里侧上部，隔板41的里侧下部设置矿化器入水口 35，隔板41的外侧为饮用水箱36。矿化器33安装在饮用水箱36的下部，矿化器33 中放置麦饭石34，在矿化器的上面设有矿化水出入口 32，矿化水由矿化水出入口 32进入饮用水箱36，水龙头30开启时，饮用水箱36贮存的饮用水通过矿化水出入口 32从水龙头30 流出。在矿化器33中安装矿化器反冲洗器31，矿化器反冲洗水入口 25装有阀门IIII 26， 矿化器反冲洗水出口观装有阀门V 29。饮用水箱36的外部装有水位计38。淡化矿化装置1的下面安装装置支撑架18。实施例三在实施例一、例二的基础上，如图5所示，虹吸管67设有虹吸入水口 68，虹吸出水口 70和气囊69。
权利要求
1.一种苦咸水淡化矿化处理装置，包括预处理系统(42)、淡化系统(15)、饮用水调节系统(27)，其特征在于原水入口 04)安装硅藻土膜过滤器(80)，安装磁铁(43)，在澄清水箱(6 中安装放置沸石(56)的排除器(M)，澄清水箱(6 的外侧安装放置活性炭(57) 的吸附器65)，吸附器(55)与灭菌器(60)相接，之间设有初级过滤网(59)；淡化系统(15) 的上部安装压力总成(78)，下部安装反渗透膜组件(16)；澄清水管(11)上装有精过滤网 (12)，饮用水调节系统(XT)中安装放置电气石(37)的调节器(39)，安装放置麦饭石(34) 的矿化器(33)。
2.根据权利要求1所述的苦咸水淡化矿化处理装置，其特征在于，压力总成(78)的压力板(1 边缘设有胶垫(14)，压力板(1 上面安放配重G)，压力板(1 上固定提升带 (6)，提升带(6)缠绕在提升辘轳( 上，中轴(7)穿过提升辘轳( 的中心并固定，中轴(7) 由固定板(8)支撑，中轴(7)的一端安装摇把(9)，在具备电源地区，利用电动机(77)作为动力，卸下提升辘轳( 将提升带(6)与电动机(77)连接。
3.根据权利要求1所述的苦咸水淡化矿化处理装置，其特征在于，反渗透膜组件(16) 包括反渗透膜(64)、固定框(65)、淡水管(71)、自动阀板(72)、踏板(74)、阀门VII (75)、咸水出口(76)、反渗透膜冲洗器(73)、反渗透膜冲洗器水管(19)、阀门1(20)。
4.根据权利要求1所述的苦咸水淡化矿化处理装置，其特征在于，在原水箱0 下部设有第一斜底板(46)，第一斜底板06)的最低处设有沉淀物一号排出口(47)，澄清水箱 (62)的下部设有第二斜底板(53)，第二斜底板(5 的最低处设有沉淀物二号排出口(51)。
5.根据权利要求1所述的苦咸水淡化矿化处理装置，其特征在于，调节器反冲洗器 (22)、矿化器反冲洗器(31)、反渗透膜冲洗器(73)、再生水出入管(49)，入水时与虹吸管 (67)相连接，虹吸管(67)设有虹吸入水口(68)，设有虹吸出水口(70)，设有气囊阳9)。
全文摘要
本发明涉及一种苦咸水淡化矿化处理装置，属饮用水卫生安全处理技术领域。技术方案包括预处理系统，淡化系统和饮用水调节系统。其特征是，苦咸水进入本装置后，通过去除原水中有害物质，杀灭细菌病毒，咸水淡化，添加人体需要的微量元素，缩小水分子团等一系列处理措施，使苦咸水成为有益人体健康的活化水。处理过程既可以无能耗运行，也可以采用电力。适用范围广，城乡及没有常规动力源的地区都能够应用。对苦咸水淡化矿化开辟了一条新路。
文档编号C02F1/44GK102358657SQ20111027195
公开日2012年2月22日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者张迎秋 申请人:吉林市友好环保科技有限公司