專利名稱：：一體化去除水中硬度的設備的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種一體化去除水中硬度的設備。
背景技術：
：在水資源回用過程中常常使用反滲透膜(RO)對水體進行過濾分離，反滲透可以將原水分離成兩股水，分別是滲透液(清液)和濃液。因為反滲透膜具有將除水分子以外的物質攔截的作用，因此清液水質接近于純水，而濃液則濃集了大部分污染物，由于反滲透膜自身性質、性能限制，污染物(包括Ca2+、Mg2+、SiO2等)濃度到達一定程度后，對產水水量、水質、膜性能、膜壽命、系統能耗都有較大的副作用。因此，反滲透系統針對一定的原水水質有一個固定的最高系統回收率限制，這極大地限制了水回用處理的回收比例，造成大量的水資源浪費，而且大量的濃液也是一個很難處理的水體。因此提高反滲透系統回收率是解決這些問題的關鍵，主要途徑有兩個，一是通過投加反滲透阻垢藥劑，但是費用較高，而且回收率只能上升到極為有限的一個高度；二是通過預處理降低反滲透進水的污染物濃度，這是從根本上解決水回用過程中回收率低的方法。CN2485294Y中公開了如下方案用反應罐、過濾罐、加藥泵、混合器、電滲析等部件組成的裝置能夠處理循環水，以降硬、酸化、除鹽處理，使得水質總硬度、鈣硬均能低于循環水補充水水質，基本能實現零排放。但是CN2485294Y中的處理裝置有如下的缺點-依靠其所謂的過濾器對反應區出水進行過濾，其濾液水質含有一定SS，一般認為SDI>5，對后續的反滲透或是電滲析等其他深度處理設備有很大的副作用；_相比反滲透除鹽系統，該文件中的電滲析除鹽系統回收率低、成本高；-該文件中的反應罐與過濾罐分開設計、放置，占地面積大。
實用新型內容為了解決水回用過程中回收率低等問題，本實用新型的總體目的是提供一種一體化去除水中硬度的設備，它能夠有效去除水中硬度，如高Ca2+、Mg2+，還能去除SiO2等物質；其出水水質可達到SDI<3，并可直接進入反滲透膜(RO)等深度處理裝置進行脫鹽處理。為了實現上述目的，提出一種去除水中硬度的設備，該設備包括除硬系統和除懸浮物系統，所述除硬系統和除懸浮物系統是一體化的，除硬系統位于去除水中硬度的設備的下部，除懸浮物系統位于除硬系統上方，在除懸浮物系統的與除硬系統相鄰的底部設有斜板或斜管，以便將除硬生成的顆粒阻隔在位于上部的所述除懸浮物系統的下方。在本實用新型的較佳實施例中，除硬系統包括結晶區，結晶區采用上下相向的錐形構造，其中，上錐形的底部和下錐形的底部相對。除懸浮物系統為膜過濾系統，該膜過濾系統包括膜過濾區，膜過濾區位于結晶區上方，并且在結晶區與所述膜過濾區之間設有所述斜板或斜管。在本實用新型的較佳實施例中，除硬系統還包括自動加藥系統，該自動加藥系統與結晶區連接，用以將除硬反應處理劑供應給結晶區。除硬系統還包括進水泵、管道混合器、結晶區排渣口。進水管路連接進水泵和管道混合器的入口，自動加藥系統通過加藥管路與管道混合器的入口相連，管道混合器的出口通過混合管路與結晶區的入口相連。待處理的高硬度進水由進水泵泵入進水管路中，并在管道混合器中與來自自動加藥系統的處理劑混合后，經由混合管路輸送給結晶區，在結晶區中由除硬反應產生的顆粒能夠通過結晶區排渣口排出。膜過濾系統還包括膜過濾泵。膜過濾區與膜過濾泵通過膜過濾管路相連。在膜過濾區中設有膜組件，通過膜過濾泵將結晶區中脫硬后的水體經由膜組件從去除水中硬度的設備中泵出。膜過濾系統還包括膜反洗泵。膜過濾區與膜反洗泵通過膜反洗管路相連。在膜組件下方可設有曝氣裝置。膜組件為微濾膜組件或超濾膜組件。在本實用新型的較佳實施例中，去除水中硬度的設備還包括與除硬系統及除懸浮物系統一體化的PH值調節系統和旋液分離系統。利用pH值調節系統與除硬系統的自動加藥系統和結晶區連接，從而能夠調節結晶區中的PH值。除硬系統的結晶區包括結晶區循環端，從該結晶區循環端出發的循環管路中設有循環泵，旋液分離系統位于循環管路中，在結晶區中進行除硬反應的水體由循環泵泵入旋液分離系統。該旋液分離系統包括旋液分離器，該旋液分離器具有旋液分離底流排渣口及旋液分離溢流口，除硬反應產生的大的顆粒能夠經由旋液分離底流排渣口排出，旋液分離溢流口則通過循環管路與管道混合器的入口相連。循環管路中的水體與進水管路中的高硬度進水以及自動加藥系統的加藥管路中的處理劑在管道混合器中進行混合，并再次經由混合管路進入結晶區中參加除硬反應。在進水管路中可以具有進水流量計，在循環管路中可以具有循環流量計。去除水中硬度的設備的各個系統配有相應的自動控制系統，以進行相應的除懸浮物(膜過濾)控制、PH值調節控制、旋液分離控制、排渣控制，等等。本實用新型有效地提高了水回用過程中的回收率，設備產生的廢渣又可以做工業原料回用，有很大的經濟效益和社會效益。本實用新型的優點在于-本實用新型的設備為一體化裝置，其將反應區(即結晶區)、過濾區合二為一，具有占地小、運輸方便、操作便捷、自動化程度高等優點；-本實用新型一體化裝置除硬效果好，Ca2+、Mg2+去除率分別達到98%、85%以上；-本實用新型一體化裝置在除硬同時，能有效去除SiO2等污染物；-本實用新型中結晶區結構以及控制在最合適SS的運行條件能使加堿除硬反應停留時間更短；-膜過濾區的出水水質好，SDI始終小于3，可以直接進反滲透等深度處理系統；-本實用新型設備除硬產生的廢渣可做化工原料回用。下面通過詳細的描述，將更好地理解本實用新型的上述和其它目的、特征和優點。在描述的過程中，將參照附圖，其中圖1是本實用新型設備的一個具體實施方式的結構示意圖。具體實施方式在圖1所示的本實用新型優選的實施例中示出了一種可用于高Ca2+、Mg2+離子水體的一體化去除水中硬度的設備。該設備包括一體化的除硬系統、PH值調節系統、旋液分離系統、除懸浮物(膜過濾)系統，以及自動控制系統，用以進行除懸浮物(膜過濾)控制、PH值調節控制、旋液分離控制、排渣控制等。根據本實用新型優選的實施例，除硬系統包括進水泵1、循環泵2、進水流量計4、循環流量計5、管道混合器6、自動加藥系統7、結晶區10、結晶區排渣口11。進水管路連接進水泵1和管道混合器6的入口，自動加藥系統7通過加藥管路與管道混合器6的入口相連，管道混合器6的出口通過混合管路與結晶區10的入口相連。待處理的高硬度進水由進水泵1泵入帶有進水流量計4的進水管路中，并在管道混合器6中與來自自動加藥系統7的堿性處理劑(如氫氧化鈣或氧化鈣+氫氧化鈉)混合后，經由混合管路輸送給結晶區10。PH值調節系統包括pH值檢測儀，pH值調節系統與自動加藥系統7和結晶區10連接，從而能夠調節結晶區10中的pH值。本實施例中的設備的下部2/3區域為結晶區(加堿除硬區)10，上部1/3區域為膜過濾區9。結晶區10內采用上下相向的錐形構造，其中，上錐形的底部和下錐形的底部相對。在上下相向的兩個錐形之間便是加堿除硬反應區，該構造可以保證反應區內循環流動狀態更利于除硬反應，停留時間更短。結晶區10主要是加堿除硬的反應區，有配套的加堿控制系統，確保加堿量能按照進水量、水質情況自動調節；另外能通過排放多余SS來控制反應區內的SS，使其始終控制在一個最合適的SS下，除硬生成的鈣、鎂沉淀物能不斷地形成并包裹在小晶體上，形成大晶體，更利于沉降。結晶區10中除硬反應所產生的晶體可通過結晶區排渣口11排出。結晶區10上方有斜板14，于是，在錐形反應區上方形成斜板沉淀區，使水中懸浮雜質在斜板中進行沉淀，水沿斜板上升流動，而分離出的懸浮雜質在重力作用下沿著斜板向下滑，從而所有除硬生成的顆粒均被阻隔在位于上部的膜過濾區9的下方，這樣能改善微濾膜或超濾膜過濾水環境，不易造成污堵，膜運行通量、壽命、清洗周期都大為增長。上述斜板也可以用斜管替代，由此形成的斜管沉淀區同樣具有阻隔懸浮顆粒的功能。結晶區10具有結晶區循環端，從結晶區循環端出發的循環管路中設有循環泵2。在結晶區10中進行除硬反應的水體經由從結晶區循環端出發的循環管路、通過循環泵2泵入位于循環泵下游的循環管路中的旋液分離系統中。該旋液分離系統包括旋液分離器12，其具有旋液分離底流排渣口13及旋液分離溢流口，其中，旋液分離溢流口通過循環管路與管道混合器6的入口相連。在循環管路中還帶有循環流量計5。結晶區排渣口11可設于旋液分離溢流口與循環流量計5之間的循環管路中。旋液分離系統通過旋液分離原理將循環流中的晶體顆粒有效分級，已結晶成的大顆粒能夠經由旋液分離底流排渣口13分離出系統，而具有較高結晶效率的小顆粒則繼續在系統中反應，即旋液分離系統中的具有小顆粒的水體經旋液分離溢流口通過循環管路與進水管路中的高硬度進水以及自動加藥系統7的加藥管路中的處理劑在管道混合器6中進行混合，并再次經由混合管路進入結晶區10中參加除硬反應。通過旋流分離能提高反應效率。在本實用新型中，旋液分離系統安裝、運行始終在循環管路上，相比采用沉降等其它顆粒分級方法，在占地、投資、運行費用等方面都有很大優勢。在性能上，通過對旋液分離的進液壓力，溢流、底流比等參數的調節，本系統在控制分離顆粒粒徑時具有一定的調節能力。除懸浮物系統包括膜過濾區9和膜過濾泵3以及膜反洗泵15，其中，膜過濾區9和膜過濾泵3通過膜過濾管路相互連接，膜反洗泵15與膜過濾區9通過膜反洗管路相連。膜反洗泵15與膜反洗管路可以有效地改善膜表面的污染狀況，在膜表面污堵、結垢后，可在反洗操作下，將表面結垢物質反沖脫離膜表面，改善膜組件的污染狀況。膜過濾區9位于結晶區10上方，膜過濾區與下方的結晶區有斜板(管)隔開，有效阻隔了除硬顆粒對膜的污染。膜過濾區9是一體化設備中微濾膜或超濾膜過濾的區域，該區域內有膜組件8，在膜組件下方設有曝氣裝置。通過膜過濾泵3將結晶區10中脫硬后的水體經由膜組件8從系統中泵出。膜運行采取開、停間歇的方式；曝氣裝置，有效減輕膜的污堵。過濾區內的膜組件8采用微濾膜或超濾膜組件。該微濾膜或超濾膜組件過濾性能良好，出水水質SDI能始終控制在3以下，從而脫硬后的出水可直接進入反滲透等深度處理裝置。本實用新型設備的運行參數如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>按照運行參數連續運行，并不斷調節運行參數，得出并控制在最佳運行參數下，連續運行3個月以上，出水穩定，進、出水水質如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>雖然已經示出和描述了本實用新型的優選實施例，但是本領域技術人員應該理解的是，在不脫離本實用新型的精神的情況下可以對上述實施例做出改變和修改。權利要求一種去除水中硬度的設備，其特征在于，所述去除水中硬度的設備包括除硬系統和除懸浮物系統，所述除硬系統和所述除懸浮物系統是一體化的，其中，所述除硬系統位于所述去除水中硬度的設備的下部，所述除懸浮物系統位于所述除硬系統上方，在所述除懸浮物系統的與所述除硬系統相鄰的底部設有斜板或斜管，以便將除硬生成的顆粒阻隔在位于上部的所述除懸浮物系統的下方。2.根據權利要求1所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述除硬系統包括結晶區(10)，所述結晶區(10)采用上下相向的錐形構造，其中，上錐形的底部和下錐形的底部相對。3.根據權利要求2所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述除懸浮物系統為膜過濾系統，所述膜過濾系統包括膜過濾區(9)，所述膜過濾區(9)位于所述結晶區(10)上方，所述結晶區(10)與所述膜過濾區(9)之間設有所述斜板或斜管(14)。4.根據權利要求3所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述除硬系統還包括自動加藥系統(7)，所述自動加藥系統(7)與所述結晶區(10)連接，用以將除硬反應處理劑供應給所述結晶區(10)。5.根據權利要求4所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述除硬系統還包括進水泵(1)、管道混合器(6)、結晶區排渣口(11)，進水管路連接所述進水泵(1)和所述管道混合器(6)的入口，所述自動加藥系統(7)通過加藥管路與所述管道混合器(6)的入口相連，所述管道混合器(6)的出口通過混合管路與所述結晶區(10)的入口相連；所述除懸浮物系統還包括膜過濾泵(3)，所述膜過濾區(9)與所述膜過濾泵(3)通過膜過濾管路相連，在所述膜過濾區(9)中設有膜組件(8)；所述除懸浮物系統還包括膜反洗泵(15)，所述膜過濾區(9)與所述膜反洗泵(15)通過反洗管路相連。6.根據權利要求5所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述膜組件(8)下方設有曝氣裝置。7.根據權利要求5所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述膜組件(8)為微濾膜組件或超濾膜組件。8.根據權利要求5所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述去除水中硬度的設備還包括pH值調節系統和旋液分離系統，所述pH值調節系統與所述除硬系統的所述自動加藥系統(7)和所述結晶區(10)連接，從而能夠調節所述結晶區(10)中的pH值，所述結晶區(10)具有結晶區循環端，從所述結晶區循環端出發的循環管路中設有循環泵(2)，所述旋液分離系統位于所述循環管路中，所述旋液分離系統包括旋液分離器(12)，所述旋液分離器(12)具有旋液分離底流排渣口(13)及旋液分離溢流口，所述旋液分離溢流口通過所述循環管路與所述管道混合器(6)的入口相連。9.根據權利要求8所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，在所述進水管路中具有進水流量計(4)，在所述循環管路中具有循環流量計(5)。10.根據權利要求8所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述去除水中硬度的設備的各個系統配有相應的自動控制系統。11.根據權利要求4所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述去除水中硬度的設備還包括pH值調節系統和旋液分離系統，所述pH值調節系統與所述除硬系統的所述自動加藥系統(7)和所述結晶區(10)連接，從而能夠調節所述結晶區(10)中的pH值，所述結晶區(10)具有結晶區循環端，從所述結晶區循環端出發的循環管路中設有循環泵(2)，所述旋液分離系統位于所述循環管路中，所述旋液分離系統包括旋液分離器(12)，所述旋液分離器(12)具有旋液分離底流排渣口(13)及旋液分離溢流口，所述旋液分離溢流口通過所述循環管路與所述管道混合器(6)的入口相連。12.根據權利要求11所述的去除水中硬度的設備，其特征在于，所述去除水中硬度的設備的各個系統配有相應的自動控制系統。專利摘要本實用新型涉及一種一體化去除水中硬度的設備。該設備包括除硬系統和除懸浮物系統，該除硬系統和除懸浮物系統是一體化的，除硬系統位于所述去除水中硬度的設備的下部，除懸浮物系統位于除硬系統上方，在除懸浮物系統的與除硬系統相鄰的底部設有斜板或斜管，以便將除硬生成的顆粒阻隔在位于上部的除懸浮物系統的下方。文檔編號C02F5/00GK201574102SQ20092007691公開日2010年9月8日申請日期2009年6月25日優先權日2009年6月25日發明者傅立德申請人:凱膜過濾技術(上海)有限公司