专利名称：用于稳定水质的饮用水处理方法
技术领域：
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：
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。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。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
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、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。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。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(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 80mg/L-120mg/L、碱度为 80mg/L_100mg/L。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。所述步骤O)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。所述步骤O)中，石灰石颗粒为重质碳酸钙颗粒或轻质碳酸钙颗粒。所述步骤(2)中，重质碳酸钙颗粒的粒径为0. 71 1. 25mm、1. 0 2. OmmU. 6 2. 8mm 或 11 14mm。所述步骤⑵中，轻质碳酸钙颗粒的粒径为1. 0 3. Omm或3. 0 5. 0mm。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。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。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。平衡等式如下:C02(aq、+H20<^H2C03 ；
H2CO3 ^ H+ +HCO-
HCO；^ H+ +CO23-
CaCO3(S) ^ Ca2+ +CO23-
Ca2+ + 2HCO- ο CaiHCO,)2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。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。
具体实施例方式实施例1、一种用于稳定水质的饮用水处理方法，包括以下步骤(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40mg/ L0O)、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%。(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。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。其中pH值的检测采用便携式pH计。硬度检测采用EDTA滴定法，主要检测饮用水中的总硬度。碱度检测采用酸碱指示剂滴定法。以下实施例都采用上述检测方法来检测。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(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70mg/ L0O)、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%。(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。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。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(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/ L0(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. 25mm。超出该粒径范围的重质碳酸钙颗粒不超过10%。 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。(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。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。
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(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/ L0(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%。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。(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。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。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(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/ L0(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%。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。(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。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。
权利要求
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. OmmU. 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. Omm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。
全文摘要
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。
文档编号C02F1/28GK102276087SQ201110211818
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者王煜邦, 许仕荣 申请人:湖南大学