饮用水处理系统的制作方法

本实用新型涉及饮用水净化技术领域，特别是涉及一种饮用水处理系统。

背景技术：

农村饮水安全工程：按照水质、水量、用水方便程度等指标衡量，目前全国尚有3亿多农村人口(中西部地区占80％)饮水未达到安全标准。2005年，国家启动了农村饮水安全应急工程，要在两年内解决2120万农村人口饮水安全问题。

尤其是农村等地区，由于环境污染的原因很多地下水源受到破坏，原可直接饮用的地下水需要净化处理后才可使用，这给饮用者带来了很大的难题：一是农村等地没有饮用地下水之前进行净化的习惯；二是缺少简单有效的水处理系统；三是现阶段能够满足需求的水处理系统净水效率低，净水效果不佳，无法从根本解决农村净水难的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、净水效果好、净水效率高的饮用水处理系统。

本实用新型饮用水处理系统，其中，包括混合过滤罐、氨氮过滤罐和活性炭过滤罐，所述混合过滤罐的进水口与供水装置连接，所述混合过滤罐的出水口与氨氮过滤罐的进水口连接，所述氨氮过滤罐的出水口与活性炭过滤罐的进水口连接，

所述混合过滤罐包括曝气部、第一过滤部和第二过滤部，所述曝气部设置在所述混合过滤罐内的上部，所述混合过滤罐的进水口设置在所述混合过滤罐的顶部，所述混合过滤罐的出水口设置在混合过滤罐的底部，所述混合过滤罐的进水口与所述曝气部连通，所述曝气部内安装有曝气设备，所述第一过滤部设置在所述混合过滤罐内的中部，所述第一过滤部内填充有高锰沙滤料，所述第二过滤部设置在所述混合过滤罐内的下部，所述第二过滤部内填充有除砷矿石。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述曝气设备包括鼓风机、第一曝气装置和第二曝气装置，所述鼓风机的出风口分别与所述第一曝气装置和所述第二曝气装置的进气口连通，所述第一曝气装置的曝气口与所述第二曝气装置的曝气口相对设置，所述第一曝气装置的曝气口与所述第二曝气装置的曝气口之间留有曝气间距，所述第一曝气装置的曝气口与所述第二曝气装置的曝气口都浸入液面下方。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述鼓风机设置在混合过滤罐的罐体外部。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述鼓风机的出风口与所述第一曝气装置的进气口之间通过第一曝气管连通，所述鼓风机的出风口与所述第二曝气装置的进气口之间通过第二曝气管连通。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述曝气设备还包括控制所述第一曝气装置和所述第二曝气装置曝气状态的控制器，所述控制器的控制信号输出端与所述鼓风机的控制端连接。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述控制器为单片机控制器。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述供水装置包括对待处理水源进行提升的深井泵和调节所述混合过滤罐内部压强的稳压管，所述深井泵设置在井中液面以下位置，所述稳压管设置在所述深井泵与所述混合过滤罐之间。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述饮用水处理系统还包括消毒器，所述消毒器与所述活性炭过滤罐的出水口连接，所述消毒器的出水口直接对外供水。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述消毒器内添加的药物为二氧化氯。

本实用新型饮用水处理系统，其中所述氨氮过滤罐内填装有氨氮滤料。

本实用新型饮用水处理系统与现有技术不同之处在于：本实用新型通过混合过滤罐、氨氮过滤罐和活性炭过滤罐依次对井水进行净化处理。在混合过滤罐内又设置有曝气部、第一过滤部和第二过滤部，曝气部内安装的曝气设备增加水中溶氧量，使第一过滤部内填充的高锰沙滤料对水中的Fe 2+和Mn 2+氧化成不溶于水的Fe3+和MnO2，在经过第二过滤部内填充的除砷矿石对井水进行充分净化，从而达到饮用标准。本实用新型结构简单、净水效果好、净水效率高。

下面结合附图对本实用新型饮用水处理系统作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型饮用水处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型饮用水处理系统中混合过滤罐的内部结构示意图；

图3为混合过滤罐中曝气设备的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型饮用水处理系统的结构示意图，包括混合过滤罐3、氨氮过滤罐4、活性炭过滤罐5和消毒器6，混合过滤罐3的进水口304与供水装置连接，混合过滤罐3的出水口305与氨氮过滤罐4的进水口连接，氨氮过滤罐4的出水口与活性炭过滤罐5的进水口连接，消毒器6与活性炭过滤罐5的出水口连接，消毒器6的出水口直接对外供水。供水装置包括对待处理水源进行提升的深井泵1和调节混合过滤罐3内部压强的稳压管2，深井泵1设置在井中液面以下位置，稳压管2设置在深井泵1与混合过滤罐3之间。

如图2所示，混合过滤罐3包括曝气部301、第一过滤部302和第二过滤部303，曝气部301设置在混合过滤罐3内的上部，混合过滤罐3的进水口304设置在混合过滤罐3的顶部，混合过滤罐3的出水口304设置在混合过滤罐3的底部，混合过滤罐3的进水口304与曝气部301连通，曝气部301内安装有曝气设备306，第一过滤部302设置在混合过滤罐3内的中部，第一过滤部302内填充有高锰沙滤料，第二过滤部303设置在混合过滤罐3内的下部，第二过滤部303内填充有除砷矿石。

如图3所示，曝气设备306包括鼓风机3061、第一曝气装置3064和第二曝气装置3066，鼓风机3061设置在混合过滤罐3的罐体外部，鼓风机3061的出风口通过第一曝气管3063与第一曝气装置3064的进气口通过；鼓风机3061的出风口通过第二曝气管3065与第二曝气装置3066的进气口连通。第一曝气装置3064的曝气口与第二曝气装置3066的曝气口相对设置，第一曝气装置3064的曝气口与第二曝气装置3066的曝气口之间留有曝气间距，第一曝气装置3064的曝气口与第二曝气装置3066的曝气口都浸入液面下方。第一曝气装置3064的曝气口与第二曝气装置3066的曝气口相对设置，曝出的气体在第一曝气装置3064的曝气口与第二曝气装置3066的曝气口之间发生撞击，撞击过程中会产生大量气泡并破裂，增加溶氧量。

如图3所示，曝气设备306还包括控制第一曝气装置3064和第二曝气装置3066曝气状态的控制器3062，控制器3062的控制信号输出端与鼓风机3061的控制端连接。通过控制器3062控制鼓风机3061的出风状态，进而对第一曝气装置3064和第二曝气装置3066曝气状态进行控制。自动化程度大大提高，可实现远程控制。

本实用新型的一个实施例中，所采用的控制器3062为单片机控制器。

本实用新型的一个实施例中，消毒器6内添加的药物为二氧化氯。

本实用新型的一个实施例中，氨氮过滤罐4内填装有氨氮滤料。

在混合过滤罐3内设置有曝气部301、第一过滤部302和第二过滤部303，曝气部301内设置有曝气设备，第一过滤部302内填装有高锰沙滤料，第二过滤部303内填装有除砷天然矿石。第一过滤部302用于含铁锰超标地下水除铁除锰，工业软化水、除盐水设备的预处理。曝气部301用于曝气氧化，锰砂催化、吸附、过滤的除铁除锰原理，利用曝气部301将空气中的氧气溶于水中，进而将水中Fe 2+和Mn 2+氧化成不溶于水的Fe3+和MnO2，再结合天然锰砂的催化、吸附、过滤将水中铁锰离子去除。铁锰氧化反应式如下：铁氧化4Fe2++3O2+6H2O＝4Fe(OH)3；锰砂MnOMn2O7+4Fe2++2O2+6H 2O＝3MnO2+4Fe(OH)3；锰氧化Mn2++O2＝MnO2；锰砂Mn2++MnO2·H2O＝MnO2·MnOH2O+2H+。

第二过滤部303内的除砷天然矿石采用火山岩，火山岩是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质，是30多种火山岩族矿物的总称。在世界40多个国家的火山碎屑沉积岩中，已发现有1000多处火山岩产地。常见的主要矿物有钠性火山岩、钙性火山岩等，它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。其化学通式可以表示为：(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y·[Alx+ySin-(x+2y)O2n]·mH2O。其中，x为碱金属离子个数，y为碱土金属离子个数，n表示铝硅离子的个数之和，m表示水分子的个数。构成火山岩结晶阴离子型架状结构的最基本单位是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。在这种四面体中，中心是硅(或铝)原子，每个硅(或铝)原子的周围有4个氧原子，各个硅氧四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来，形成所谓的巨大分子。其中在铝氧四面体中由于1个氧原子的价电子没有得到中和，使得整个铝氧四面体带有1个负电荷，为保持电中性，附近必须有1个带正电荷的金属阳离子(M+)来抵消极性(通常是碱金属或碱土金属离子)。这些阳离子和铝硅酸盐结合相当弱，具有很大的流动性，极易和周围水溶液中的阳离子发生交换作用，交换后的火山岩结构不被破坏。火山岩的这种结构决定了它具有离子交换性。

火山岩具有空旷的骨架结构，晶穴体积约为总体积的40％～50％，独特的晶体结构使其具有大量均匀的微孔，孔径大多在1nm以下。其均匀的微孔与一般物质的分子大小相当，由此形成了分子筛的选择吸附特性，即火山岩孔径的大小决定了可以进入其晶穴内部的分子大小，只有比火山岩孔径小的分子或离子才能进入。

火山岩的这种结晶阴离子型架状结构产生了特定的阳离子选择顺序，这是由该结构产生的静电吸附选择效应和分子筛选择效应共同形成的。一方面，每一种火山岩都有自己特定的结晶阴离子格架并产生各自特定的电场，各种阳离子与每种火山岩格架及其相关的电场间相互作用的方式不一样，使得火山岩与各种阳离子的亲和力也不一样，产生了特定的阳离子静电吸附选择效应；另一方面，各种阳离子在水中形成的水合离子半径不同，使得进入火山岩微孔的难易程度不同，从而产生了分子筛选择效应。火山岩对不同阳离子的选择吸附性可由选择性系数表示，即KaB＝(A)znA(Bn)nB/(B)znB(An)nA，式中(An)，(Bn)表示阳离子A及B在平衡溶液中当量浓度；(A)z，(B)z表示阳离子A及B在火山岩上的当量部分；nA，nB表示在A及B的交换反应化学方程式中A及B的克分子数。

氨氮过滤罐4内部填装氨氮滤料。除氨氮活性氧化颗粒对氨氮吸附过程的交换速率由液膜扩散和粒子扩散共同控制，吸附行为符合Langmuir方程。除氨氮活性氧化颗粒对氨氮的饱和吸附量可达17.4mg/g；固液比、滤料粒径、温度、溶液pH均对滤料吸附氨氮效果有影响，滤料对氨氮吸附过程以离子交换吸附为主。与除氨氮活性氧化颗粒相比，改性后的除氨氮活性氧化颗粒中硅铝比减小，沸石的结构也发生变化，其比表面积是除氨氮活性氧化颗粒的1/2～1/3。铝改性除氨氮活性氧化颗粒的磷吸附效果除与AlCl3的浓度、除氨氮活性氧化颗粒的粒度和活化的条件有关，还受到溶液pH、接触时间的影响。实验得到的铝改性除氨氮活性氧化颗粒对磷的吸附效果很好，在pH为7～8、磷浓度小于2mg/L范围内，固液比1∶100时，溶液脱磷率可达90％。

活性炭过滤罐5采用饮用水活性吸附颗粒。饮用水活性吸附颗粒工艺在水处理领域中占有相当重要的地位，是水深度处理中不可缺少的工艺，它所具有的某些特殊功效是其它水处理工艺所无法替代的。

1、去色：可去除由铁、锰及植物分解生成物或有机污染物等所形成的色度。

2、脱氯：可去除因余氯所造成的嗅味。

3、去除有机物：可去除由于水源污染而常规工艺又无法去除的水中微量污染物，如农药，杀虫剂，氯化烃，芳香族化合物，以及BOD与COD等。

4、去除有机氯：可去除在原水净化过程中及自来水出厂前投加预氧化剂和消毒剂(如氯气)所产的THMS等“三致”物质。有分析表明，自来水中“三致物质THMS占去大半，有效的去除对于提高水质量十分关键。

5、去除氨氮和亚硝酸盐：饮用水活性吸附颗粒可有效去除氨氮和亚硝酸盐。

6、去除剩余氯或氧化剂，保护超滤、反渗透的滤膜

7、另外，它还可以除臭，去除水中的微量重金属离子(如汞、铬等离子)，合成洗涤剂及放射性物质等。

吸附作用主要发生在这些细孔的表面上，每克吸附剂具有的总表面积称为比表面积。但是，活性炭的吸附量除与比表面积有关以外，还与细孔的形状和分布以及表面的化学性质有关，活性炭的比表面积可达500～1700m2/g，活性炭微孔的形状取决于活化方法和活化条件，有圆筒形、圆锥形、瓶形，平板形、V字型、毛细管形等等。

采用活性炭对废水的深度处理，可以提高出水质。这是由于活性炭的吸附作用，吸附了废水溶解的有机物。容易实现同步消化反硝化，这是由于活性炭上可以形成一层生物膜，所形成的生物膜中存在好氧厌氧区。活性炭可以减少生物处理的效果，它可以吸附一些对微生物要毒害的重金属离子。它可以提高污泥的沉降性，是由于它的吸附性，将很多稳定性好的小分子有机物通过吸附形成大的絮体。另一方面来讲，如果活性炭上的生物膜一旦形成，就有很好的去BOD能力。

下面对所述活性炭吸附池中的活性炭做进一步的说明。

活性炭在水处理方面的技术优势：

(1)稳定，处理效果好；

(2)提高了微生物对有机物和重金属的抗性；活性炭能吸附表面活性物质，解决了曝气池中的气泡问题；产生了有凝聚力的炭体和微生物，形成了坚实和稠密的污泥，改善了活性污泥法的操作条件；

(3)能用于处理成分复杂，浓度和水量多变的废水；

(4)成本低。活性炭与膜联用法是利用活性炭对有机物的富集作用和对水中溶解氧的选择吸附性，在温度及营养物适宜的条件下，使活性炭表面上生长好氧微生物，将活性炭的吸附作用和微生物的分解氧化作用协同起来。采用此法，不仅可以提高废水的处理效果，而且能够较大幅度的延长活性炭的使用寿命，同时还可以降低处理成本，简化运转操作管理。这是一种新近发展起来的净水处理技术。

消毒器6采用二氧化氯消毒，能更好的的去除饮用水中的细菌，保持饮用水进一步安全健康。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。