(19)中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局
(12)發(fā)明專利申請
(10)申請公布號 (43)申請公布日 (21)申請?zhí)?201910648970.5
(22)申請日 2019.07.18
(71)申請人 貴州財經(jīng)大學(xué)
地址 550025 貴州省貴陽市花溪區(qū)花溪大
學(xué)城貴州財經(jīng)大學(xué)
(72)發(fā)明人 劉云龍
(74)專利代理機(jī)構(gòu) 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)
所(普通合伙) 51241
代理人 李鵬
(51)Int.Cl.
C02F 9/04(2006.01)
C02F 101/14(2006.01)
(54)發(fā)明名稱一種羥基磷灰石除氟濾料裝置及其工藝(57)摘要本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別涉及一種羥基磷灰石除氟濾料裝置及其工藝，包括進(jìn)水單元，進(jìn)水單元的出口端設(shè)有混合管路，還包括在線式更換器和用以容納濾料的濾筒，濾料采用球狀羥基磷灰石，濾筒的中段外部對稱設(shè)有開設(shè)有兩個開口，
每個開口內(nèi)分別設(shè)有一個過濾布，混合管路的下游端呈倒置姿態(tài)，濾筒呈水平并且兩個開口中的其中一個開口與混合管路下游端連通，濾筒的外部還設(shè)有澄清管路，澄清管路與另一個開口相連通，在線式更換器設(shè)于濾筒內(nèi)，濾筒的兩端分別開設(shè)有一個循環(huán)口和填充口，填充口處于循環(huán)口上方，且二者間通過循環(huán)轉(zhuǎn)送器連通，填充口上方對稱設(shè)有兩個測距傳感器，本發(fā)明的除
氟效果能夠始終保持穩(wěn)定范圍。權(quán)利要求書2頁 說明書8頁 附圖9頁CN 110316872 A 2019.10.11
C N 110316872
A
1.一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，包括進(jìn)水單元(1)以及設(shè)置在進(jìn)水單元(1)的中段區(qū)域并且與之相連通的聚合氯化鋁投加管路(111)和粉末羥基磷灰石投加管路(112)，進(jìn)水單元(1)的出口端安裝有混合管路(113)，其特征在于：還包括控制器、在線式更換器、循環(huán)單元以及用以容納濾料的濾筒(4)，該濾料采用球狀羥基磷灰石，濾筒(4)的中段外部對稱設(shè)有開設(shè)有兩個開口，每個開口內(nèi)分別設(shè)有一個過濾布(414)，混合管路(113)的下游端呈倒置姿態(tài)，濾筒(4)呈水平并且兩個開口中的其中一個開口與混合管路(113)的下游端相連通，濾筒(4)的外部還設(shè)有澄清管路(8)，澄清管路(8)與另一個開口相連通，在線式更換器安裝在濾筒(4)內(nèi)，濾筒(4)的兩端分別開設(shè)有一個循環(huán)口(415)和填充口(416)，填充口(416)處于循環(huán)口(415)的上方，循環(huán)口(415)和填充口(416)之間通過循環(huán)轉(zhuǎn)送器相連通，填充口(416)的上方對
稱設(shè)有兩個與控制器電性連接的測距傳感器(7)，循環(huán)單元的兩端分別與循環(huán)口(415)以及混合管路(113)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，其特征在于：濾筒(4)為不銹鋼筒，并且其兩端為封閉結(jié)構(gòu)，濾筒(4)的中段外包裹有外襯套(411)，外襯套(411)的內(nèi)壁與濾筒(4)的外壁之間預(yù)留有進(jìn)水間距(412)，進(jìn)水間距(412)內(nèi)對稱設(shè)有兩個擋板(413)，每個擋板(413)與循環(huán)口(415)和填充口(416)之間的間隔角度分別為90°，混合管路(113)和澄清管路(8)分別通過一個散流件與進(jìn)水間距(412)內(nèi)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，其特征在于：在線式更換器包括轉(zhuǎn)軸(2)、螺旋葉片(211)以及第一電機(jī)(212)，轉(zhuǎn)軸(2)鉸接在濾筒(4)內(nèi)，并且二者的軸線相重合，螺旋葉片(211)固定在轉(zhuǎn)軸(2)上，螺旋葉片(211)由不銹鋼材質(zhì)鑄造而成，螺旋葉片(211)的外表面與濾筒(4)的內(nèi)壁之間間隙配合，第一電機(jī)(212)設(shè)于濾筒(4)外部，并且其輸出轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸(2)同軸相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，其特征在于：螺旋葉片(211)的螺旋圈數(shù)至少為4圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，其特征在于：每個散流件均包括一個進(jìn)水管(6)和多個沿進(jìn)水管(6)的軸向等距分布的出水管(611)，所有出水管(611)的一端均與進(jìn)水管(6)相連通，
并且其另一端貫穿外襯套(411)與進(jìn)水間距(412)內(nèi)相連通，所有出水管(611)均正對過濾布(414)，每個散流件中的所有出水管(611)與螺旋葉片(211)中段區(qū)域的所有螺距分別一一對應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，其特征在于：循環(huán)轉(zhuǎn)送器包括第一螺旋送料器(5)和不銹鋼管道(511)，循環(huán)口(415)和填充口(416)處分別設(shè)有一個料倉(417)，對應(yīng)循環(huán)口(415)處的料倉(417)與不銹鋼管道(511)一端相連通，不銹鋼管道(511)的另一端向下傾斜，并且第一螺旋送料器(5)的進(jìn)料端與不銹鋼管道(511)的該一端相連通，第一螺旋送料器(5)的出料端向上傾斜，并且與填充口(416)處的料倉(417)相連通，測距傳感器(7)呈倒置安裝在填充口(416)處的料倉(417)頂端，測距傳感器(7)的檢測端始終朝向螺旋葉片(211)位于濾筒(4)端部區(qū)域的螺距處，對應(yīng)循環(huán)口(415)處的料倉(417)的底部為過濾結(jié)構(gòu)，并且循環(huán)單元與該料倉(417)底部相連通，不銹鋼管道(511)上方還設(shè)有補(bǔ)料裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，其特征在于：循環(huán)單元包括循環(huán)管路(3)、雜質(zhì)過濾器(311)和反沖閥門(312)，循環(huán)管路(3)的兩端分別與循環(huán)口(415)處
的料倉(417)以及混合管路(113)相連通，循環(huán)管路(3)朝向混合管路(113)的一端設(shè)有循環(huán)泵(313)，雜質(zhì)過濾器(311)設(shè)置在循環(huán)管路(3)的中段，循環(huán)管路(3)朝向料倉(417)的一端設(shè)有廢料管(314)，反沖閥門(312)設(shè)于廢料管(314)上，循環(huán)管路(3)還設(shè)有啟閉閥(315)，啟閉閥(315)處于料倉(417)和反沖閥門(312)之間，循環(huán)管路(3)上還設(shè)有單向閥(316)，單向閥(316)處于混合管路(113)和循環(huán)泵(313)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，其特征在于：補(bǔ)料裝置包括第二螺旋送料器(9)和儲料箱(911)，第二螺旋送料器(9)的出料端通過補(bǔ)料管與不銹鋼管道(511)內(nèi)相連通，儲料箱(911)的底部與第二螺旋送料器(9)的進(jìn)料端相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，其特征在于：過濾布(414)呈繃直狀態(tài)安裝在開口內(nèi)，過濾布(414)的過濾精度在0.5μm以下，并且濾料的規(guī)格大于過濾布(414)的過濾精度。
10.一種羥基磷灰石除氟工藝，其特征在于：包括以下步驟：
步驟一、待處理水進(jìn)入進(jìn)水單元(1)，聚合氯化鋁、粉末羥基磷灰石分別通過聚合氯化鋁投加管路(111)和粉末羥基磷灰石投加管路(112)投入至進(jìn)水單元(1)內(nèi)，并且使得前述三者在混合管路(113)內(nèi)實現(xiàn)混合，率先實現(xiàn)除氟；
步驟二、進(jìn)水單元(1)內(nèi)的流速為6.0-8.0m/h之間，混凝劑與粉末羥基磷灰石的質(zhì)量比為1.2：1；
步驟三、由步驟一得到的混合水自上而下式灌入濾筒(4)內(nèi)，由濾筒(4)內(nèi)的球狀羥基磷灰石作為濾料并對該混合水實施進(jìn)一步的除氟，濾筒(4)內(nèi)的濾料始終處于飽滿狀態(tài)，使得濾速控制在3.5-5.0m/h之間，在線式更換器每15min工作一次，達(dá)到在線更換新的濾料，并且將先前的濾料推動至循環(huán)口(415)區(qū)域，將事先由于除氟所致的廢料通過循環(huán)口(415)處的料倉(417)排送至循環(huán)單元內(nèi)，其余可以在使用的濾料經(jīng)循環(huán)轉(zhuǎn)送器循環(huán)遞送至填充口(416)內(nèi)，達(dá)到循環(huán)使用目的；
步驟四、由測距傳感器(7)工作，判定其檢測區(qū)域的填充高度，即濾料的堆積高度，達(dá)到設(shè)定高度后，由測距傳感器(7)反饋至控制器，控制器指示在線式更換器到時間后可進(jìn)行工作，其目的用于確保后續(xù)遞送至濾筒(4)中段處的濾料是處于飽滿狀態(tài)的；
步驟五、步驟三中的廢料進(jìn)入循環(huán)單元后，廢料由雜質(zhì)過濾器(311)被截留在循環(huán)單元內(nèi)，循環(huán)單元內(nèi)的地下水則通過雜質(zhì)過濾器(311)的過濾返回至混合管路(113)內(nèi)。
一種羥基磷灰石除氟濾料裝置及其工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別涉及一種羥基磷灰石除氟濾料裝置及其工藝。
背景技術(shù)
[0002]中國的地下水氟污染問題突出，高氟水分布面積超過160萬平方公里，涉及用水人口近億人。通過飲用水途徑攝入過量的氟后而導(dǎo)致的氟中毒，是世界范圍內(nèi)普遍存在的嚴(yán)重問題。羥基磷灰石為近期被用于地下水除氟的一種效果良好的新材料，由于材料本身沒有毒害作用受到廣泛關(guān)注。羥基磷灰石的形式包括粉狀料和球形顆粒狀濾料，并在一些實際工程中得到應(yīng)用；然而，如何充分利用羥基磷灰石的吸附容量成為制約其推廣應(yīng)用的瓶頸之一。
[0003]根據(jù)上述問題：經(jīng)檢索中國專利號：CN201210102971.8公開的一種地下水除氟裝置及除氟方法，該技術(shù)方案能夠有效實現(xiàn)地下水的除氟，但是存在一定的用料成本過大，如果地下水的含氟量比較大的時候，那么則需要采用大量的粉末羥基磷灰石，進(jìn)而大幅增加能耗；同時由于粉末羥基磷灰石不利于回收。另外經(jīng)檢索：中國專利號：CN201310022487.9公開了一種飲用水除氟工藝以及中國專利號：CN201220510288.3公開了一種新的地下水除氟裝置，上述兩個技術(shù)方案內(nèi)均采用了球狀羥基磷灰石，但是球狀羥基磷灰石在配備聚合氯化鋁使用過程中，會使得球狀羥基磷灰石的除氟表面由于和含氟水的接觸，而產(chǎn)生脫落，脫落的部分到底是如何進(jìn)行排除的，并沒有詳細(xì)描述，如果不進(jìn)行即刻的排除，產(chǎn)量過大，會導(dǎo)致除氟效果越來越差，除氟的水質(zhì)效果/標(biāo)準(zhǔn)難以控制在一個范圍標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)；同時球狀羥基磷灰石濾料層是如何快速更換的也沒有說明，由于球狀羥基磷灰石是屬于損耗品，在針對含氟量不一的地下水時，耗損程度也是難以掌控的。
發(fā)明內(nèi)容
[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種羥基磷灰石除氟濾料裝置及其工藝。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
[0006]一種羥基磷灰石除氟濾料裝置，包括進(jìn)水單元以及設(shè)置在進(jìn)水單元的中段區(qū)域并且與之相連通的聚合氯化鋁投加管路和粉末羥基磷灰石投加管路，進(jìn)水單元的出口端安裝有混合管路，還包括控制
器、在線式更換器、循環(huán)單元以及用以容納濾料的濾筒，該濾料采用球狀羥基磷灰石，濾筒的中段外部對稱設(shè)有開設(shè)有兩個開口，每個開口內(nèi)分別設(shè)有一個過濾布，混合管路的下游端呈倒置姿態(tài)，濾筒呈水平并且兩個開口中的其中一個開口與混合管路的下游端相連通，濾筒的外部還設(shè)有澄清管路，澄清管路與另一個開口相連通，在線式更換器安裝在濾筒內(nèi)，濾筒的兩端分別開設(shè)有一個循環(huán)口和填充口，填充口處于循環(huán)口的上方，循環(huán)口和填充口之間通過循環(huán)轉(zhuǎn)送器相連通，填充口的上方對稱設(shè)有兩個與控制器電性連接的測距傳感器，循環(huán)單元的兩端分別與循環(huán)口以及混合管路相連通。
[0007]進(jìn)一步地，濾筒為不銹鋼筒，并且其兩端為封閉結(jié)構(gòu)，濾筒的中段外包裹有外襯
套，外襯套的內(nèi)壁與濾筒的外壁之間預(yù)留有進(jìn)水間距，進(jìn)水間距內(nèi)對稱設(shè)有兩個擋板，每個擋板與循環(huán)口和填充口之間的間隔角度分別為90°，混合管路和澄清管路分別通過一個散流件與進(jìn)水間距內(nèi)相連通。
[0008]進(jìn)一步地，在線式更換器包括轉(zhuǎn)軸、螺旋葉片以及第一電機(jī)，轉(zhuǎn)軸鉸接在濾筒內(nèi)，并且二者的軸線相重合，螺旋葉片固定在轉(zhuǎn)軸上，螺旋葉片由不銹鋼材質(zhì)鑄造而成，螺旋葉片的外表面與濾筒的內(nèi)壁之間間隙配合，第一電機(jī)設(shè)于濾筒外部，并且其輸出轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸同軸相連。
[0009]進(jìn)一步地，螺旋葉片的螺旋圈數(shù)至少為4圈。
[0010]進(jìn)一步地，每個散流件均包括一個進(jìn)水管和多個沿進(jìn)水管的軸向等距分布的出水管，所有出水管的一端均與進(jìn)水管相連通，并且其另一端貫穿外襯套與進(jìn)水間距內(nèi)相連通，所有出水管均正對過濾布，每個散流件中的所有出水管與螺旋葉片中段區(qū)域的所有螺距分別一一對應(yīng)。
[0011]進(jìn)一步地，循環(huán)轉(zhuǎn)送器包括第一螺旋送料器和不銹鋼管道，循環(huán)口和填充口處分別設(shè)有一個料倉，對應(yīng)循環(huán)口處的料倉與不銹鋼管道一端相連通，不銹鋼管道的另一端向下傾斜，并且第一螺旋送料器的進(jìn)料端與不銹鋼管道的該一端相連通，第一螺旋送料器的出料端向上傾斜，并且與填充口處的料倉相連通，測距傳感器呈倒置安裝在填充口處的料倉頂端，測距傳感器的檢測端始終朝向螺旋葉片位于濾筒端部區(qū)域的螺距處，對應(yīng)循環(huán)口處的料倉的底部為過濾結(jié)構(gòu)，并且循環(huán)單元與該料倉底部相連通，不銹鋼管道上方還設(shè)有補(bǔ)料裝置。
[0012]進(jìn)一步地，循環(huán)單元包括循環(huán)管路、雜質(zhì)過濾器和反沖閥門，循環(huán)管路的兩端分別與循環(huán)口處的料倉以及混合管路相連通，循環(huán)管路朝向混合管路的一端設(shè)有循環(huán)泵，雜質(zhì)過濾器設(shè)置在循環(huán)管路的中段，循環(huán)管路朝向料倉的一端設(shè)有廢料管，反沖閥門設(shè)于廢料管上，循環(huán)管路還設(shè)有啟閉閥，啟閉閥處于料倉和反沖閥門之間，循環(huán)管路上還設(shè)有單向閥，單向閥處于混合管路和循環(huán)泵之間。
[0013]進(jìn)一步地，補(bǔ)料裝置包括第二螺旋送料器和儲料箱，第二螺旋送料器的出料端通過補(bǔ)料管與不銹鋼管道內(nèi)相連通，儲料箱的底部與第二螺旋送料器的進(jìn)料端相連通。[0014]進(jìn)一步地，過濾布呈繃直狀態(tài)安裝在開口內(nèi)，過濾布的過濾精度在0.5μm以下，并且濾料的規(guī)格大于過濾布的過濾精度。
[0015]一種羥基磷灰石除氟工藝，包括以下步驟：
[0016]步驟一、待處理水進(jìn)入進(jìn)水單元，聚合氯化鋁、粉末羥基磷灰石分別通過聚合氯化鋁投加管路和粉末羥基磷灰石投加管路投入至進(jìn)水單元內(nèi)，并且使得前述三者在混合管路內(nèi)實現(xiàn)混合，率先實現(xiàn)除氟；
[0017]步驟二、進(jìn)水單元內(nèi)的流速為6.0-8.0m/h之間，混凝劑與粉末羥基磷灰石的質(zhì)量比為1.2：1；
[0018]步驟三、由步驟一得到的混合水自上而下式灌入濾筒內(nèi)，由濾筒內(nèi)的球狀羥基磷灰石作為濾料并對該混合水實施進(jìn)一步的除氟，濾筒內(nèi)的濾料始終處于飽滿狀態(tài)，使得濾速控制在3.5-5.0m/h之間，在線式更換器每15min工作一次，達(dá)到在線更換新的濾料，并且將先前的濾料推動至循環(huán)口區(qū)域，將事先由于除氟所致的廢料通過循環(huán)口處的料倉排送至循環(huán)單元內(nèi)，其余可以在使用的濾料經(jīng)循環(huán)轉(zhuǎn)送器循環(huán)遞送至填充口內(nèi)，達(dá)到循環(huán)使用目
