专利名称：一种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及城市地下水源热泵技术应用和地下水资源污染预防与治理，具体地说是ー种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置。
背景技术：
水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技木。水源热泵可分为地源热泵和水环热泵。地源热泵包括地下水热泵、地表水(江、河、湖、海)热泵、土壌源热泵；利用自来水的水源热泵习惯上被称为水环热泵。地球表面浅层水源(一般在1000米以内)，如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐 射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是通过输入少量高 品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。水源热泵与常规空调技术相比，具有高效节能、可再生、节水省地、环保效益显著、一机多用，应用范围广、运行稳定可靠，维护方便等优点。同时，和任何事物一祥，水源热泵也不是十全十美的，更不是万能的。其应用也会受到制约。就使用地下水源的热泵系统来说一是水层的地理结构的限制，对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壌的条件，保证用后尾水的100%回灌，同时杜绝对地下水源的污染。ニ是可利用的水源条件限制。水源系统的水量、水温、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置。该水处理装置必须要满足以下三个方面的要求或者叫解决以下三个问题ー是水源热泵对直接进入主机的水质要求。含沙量小于1/20万(防止机组磨损和管道堵塞)；浑浊度小于20毫升/升(防磁管道堵塞)；酸碱度PH值:6. 5-8. 5 (防止腐蚀)；硬度CaO含量小于200毫克/升(防止结垢);矿化度小于350毫克/升(防止结垢)；腐蚀性Cじ小于100毫克/升(防止腐蚀)；SO42-小于100毫克/升(防止腐蚀)；Fe；小于I毫克/升(防止腐蚀)；H2S小于0. 5毫克/升(防止腐蚀)；ニ是水源热泵机组在运行过程中对地下水源“无害化”要求。我国水资源非常缺乏，主管部门对开采地下水有严格管理，为保证地下水源热泵系统长期正常运行，补充地下水源，调节水位，维持储量平衡，必须进行100%同层回灌。同时，为避免在热泵装置中冷却或加热后回灌到地下的水，因短路而被抽回，回灌井与取水井之间应保证一定距离。目前，虽然还没有回灌水质国家标准，但回灌水质至少应等于原地下水质，以保证回灌后不会引起区域性地下水水质污染。作为ー种高科技设备，热泵机组在正常运转过程中，对水体产生的影响包括I、温度变化，在冬季，水温降低10度左右，在夏季，水温升高10度左右。2、由于温度的变化，在机组内进行换热的时候已发生结垢现象，造成水体中离子浓度的变化。3、机组内某些区域水流不畅，加上温度适宜，可造成藻类和微生物大量繁殖。4、机组可能出现漏油、渗漏等故障。这些情况如不予处理，任其发展，势必会对地下水源造成严重污染，所以对地下水源热泵技术，不能仅仅要求其实现100%回灌，更要实现对回灌水的无害化处理。 三是解决城市浅层地下水污染治理的要求。根据国土资源部发布的《我国主要城市和地区地下水水情通报》，2006年163个城市地下水水位监测资料显示，与2005年相比，监测区地下水位总体保持稳定，深层地下水位较浅层变化明显，水位变化明显区主要在地下水开采程度较高的华北、华东、西北等地区。根据对163个城市的地下水水质监测资料分析，监测区主要监测点的地下水水质以良好-较差为主，深层地下水水质优于浅层地下水，开采程度低的地区地下水水质优于开采程度高的地区。在开展浅层地下水水质监测的125个城市中，主要监测点地下水水质呈恶化趋势的城市有21个，主要分布在东北、西北、华东、中南等地区；开展深层地下水水质监测的75个城市中，主要监测点地下水水质呈恶化趋势的城市12个，主要分布东部沿海地区。大部分城市地下水预报组分呈增长趋势，主要增长的组分有矿化度、总硬度、硝酸根、亚硝酸根、硫酸盐、铁、锰、COD和氨氮等。地下水受污染的主要表现形式包括I、水体化学类型发生改变个别地区形成含有大量Cじ、Na+为特征的水化学污染。
2、局部地区矿化度明显升高。3、NO2-N检出率升高，且范围较广。4、NO3-N污染严重。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置，运用物理和生物方法，将热泵技术的水质无害化处理和地下水资源污染的治理结合，既满足水源热泵机组对水质的要求，又避免了热泵机组对地下水环境的扰动，同时在长期的热泵运行过程中，不断地对地下水进行“抽出-处理”，逐步降低地下水的污染。为了达成上述目的，本实用新型提供了 ー种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置，包括连接在抽水井水泵与热泵机组之间的旋流除砂器、曝气生物滤池和电子式水处理器；所述旋流除砂器连接抽水井水泵，所述电子式水处理器连接热泵机组；所述曝气生物滤池一端与旋流除砂器连接，另一端与电子式水处理器连接。所述曝气生物滤池还包括反冲洗水装置，所述反冲洗水装置连接在曝气生物滤池上，在曝气生物滤池反冲洗水装置出水口上还连接有市政污水管网，所述市政污水管网还与旋流除砂器相连接。所述曝气生物滤池还连接有风机。[0030]相较于现有技术，本实用新型有如下优点普通的地源热泵水处理装置包含一个旋流除砂器，可将水中的沙砾去除90%。但是无法去除水体中其他污染物和杂质。本实用新型包含旋流除砂器、曝气生物滤池、电子水处理器，可以去除水体中的沙砾、以及其他其他污染物和杂质。可以使热泵机组的运行环境更加良好，同时可以改善对地下水的水质。
图I为本实用新型一种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供參 考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。根据图I所示，一种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置，包括连接在抽水井水泵与热泵机组之间的旋流除砂器、曝气生物滤池和电子式水处理器；所述旋流除砂器连接抽水井水泵，所述电子式水处理器连接热泵机组；所述曝气生物滤池一端与旋流除砂器连接，另一端与电子式水处理器连接。所述曝气生物滤池还包括反冲洗水装置，所述反冲洗水装置连接在曝气生物滤池上，在曝气生物滤池反冲洗水装置出水口上还连接有市政污水管网，所述市政污水管网还与旋流除砂器相连接。所述曝气生物滤池还连接有风机。本实用新型对普通的地下水源热泵系统流程重新进行设计，在流程中将旋流除砂技术、生物曝气滤池技术和高频电磁振荡水处理技术有机结合,可较好的解决背景技术中所提到的三个需求。本实用新型首先将旋流除砂器与曝气生物滤池进行结合。地下水由水泵从水井中抽取上来以后，首先进入旋流除砂装置进行除砂。当水流在一定的压カ下从除砂进水口以切向进入设备后，产生强烈的旋转运动，由于砂和水密度不同，在离心力、向心力、浮力和流体曳カ的共同作用下，使密度低的水上升，由出水ロ排出进行曝气生物滤池，密度大的砂粒由设备底部的排污ロ排出，从而达到除砂的目的。经过除砂的地下水，已满足热泵主机对含沙量的要求。进入曝气生物滤池后，水体中的浑浊度、有机物、氨氮等指标将进一歩降低。曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的ー种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。该エ艺具有去除SS、C0D、B0D、硝化、脱氮、除磷、去除AOX(有害物质)的作用。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体，节省了后续沉淀池(ニ沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好运行能耗低，运行费用少的特点。曝气生物滤池的应用范围较为广泛，其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理中都有很好的、甚至不可替代的功能。本实用新型所应用的就是曝气生物滤池的微污染源处理的特性，将轻度污染的地下水进行处理。经过曝气生物滤池的处理，水体的SS、COD、BOD、氨氮、磷、以及AOX等指标已满足污染治理的要求。但是，由于碳酸钙在自然界分布极广，石灰石、大理石、骸骨、水泥等都含有大量的碳酸钙，碳酸钙遇到含有ニ氧化碳的水之后，变成可溶于水的碳酸氢钙，这些含有碳酸氢钙(大理石也含有少量的碳酸氢镁)的水，就是我们通常所说的硬水，这种水受热以后，碳酸氢钙又分解成不溶于水的碳酸钙，沉淀、结晶在锅炉内、管道壁形成水垢。为了避免水垢的形成，同时去除水中的微生物、藻类等，本实用新型使用的是电子式水处理器，通过处理的水，在强高频电磁场的作用下，被极化、振荡、撕裂，部分水分子被电离成氢离子和氢氧根离子，氢氧根离子能使碳酸氢钙发生水解反应，生成氢氧化钙、水和ニ氧化碳，氢氧化钙在水中的溶解度较高(相对碳酸氢钙而言)，不会分解沉淀。此外，高频水垢处理仪还具有显著的杀菌灭藻功能，强高频电磁场破坏了它们的有机体，一般杀菌率在98%以上，灭藻率100%。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。
权利要求1.一种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置，其特征在于，包括连接在抽水井水泵与热泵机组之间的旋流除砂器、曝气生物滤池和电子式水处理器；所述旋流除砂器连接抽水井水泵，所述电子式水处理器连接热泵机组；所述曝气生物滤池一端与旋流除砂器连接，另一端与电子式水处理器连接。
2.根据权利要求I所述的ー种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置，其特征在干，所述曝气生物滤池还包括反冲洗水装置，所述反冲洗水装置连接在曝气生物滤池上，在曝气生物滤池反冲洗水装置出水口上还连接有市政污水管网，所述市政污水管网还与旋流除砂器相连接。
3.根据权利要求I所述的ー种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置，其特征在于，所述曝气生物滤池还连接有风机。
专利摘要本实用新型提供一种用于水源热泵与地下水污染防治的综合水处理装置，包括连接在抽水井水泵与热泵机组之间的旋流除砂器、曝气生物滤池和电子式水处理器；所述旋流除砂器连接抽水井水泵，所述电子式水处理器连接热泵机组；所述曝气生物滤池一端与旋流除砂器连接，另一端与电子式水处理器连接。运用物理和生物方法，将热泵技术的水质无害化处理和地下水资源污染的治理结合，既满足水源热泵机组对水质的要求，又避免了热泵机组对地下水环境的扰动，同时在长期的热泵运行过程中，不断地对地下水进行“抽出一处理”，逐步降低地下水的污染。
文档编号C02F9/14GK202543001SQ201220098489
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者周广涛, 白清芹, 范宝克, 董雪莉, 贾建军 申请人:枣庄市建筑节能与抗震管理办公室