一种农村家庭式生活用水除氟净水装置及系统

1.本实用新型涉及净水处理技术领域，具体而言，涉及一种农村家庭式生活用水除氟净水装置及系统。


背景技术：

2.目前农村地区生活用水方式主要为家庭自用水井存蓄用水，即在自来水管供水时将其存入水井中，日常用水时进行人工吊水或使用自吸泵抽水，溶解性有机物、氨氮、藻类含量较大，浅层地下水中高含氟（氟化物≥1.0mg/l）量表现较为突出。长期饮用高氟地下水会引起人体的钙磷代谢失调，造成体内缺钙，引起氟中毒。轻者导致氟斑牙（≥1.5mg/l），牙齿产生斑点并变脆，重者导致氟骨症（氟化物≥4mg/l）的出现，致使骨髓畸形，严重者可导致骨骼变形、肢体残疾，氟中毒还会使妊娠期妇女产后发生瘫痪。氟污染还可致使动植物中毒，影响农牧业生产。
3.目前已有的除氟装置大多没有进行分级处理，没有结合臭氧曝气及活性炭催化氧化进行深度净水，净水效果不佳，不能实现嗅、味、色度、氯化有机物、农药、放射性有机物、人工合成有机物、藻类等的综合处理。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是如何提高除氟净水装置的净水效果，目的在于提供一种农村家庭式生活用水除氟净水装置及系统。
5.本实用新型通过下述技术方案实现：
6.一方面，本实用新型提供一种农村家庭式生活用水除氟净水装置，包括：
7.封闭的u型管，所述u型管的两端分别设置进水口和出水口，u型管左侧管部内设置有改性活性氧化铝及陶瓷颗粒，u型管右侧管部内设置有活性炭颗粒所述u型管的管底设置有石英砂；
8.与所述u型管的右侧管部连通的臭氧发生器，用以排入臭氧至已经过改性活性氧化铝及陶瓷颗粒的水中。
9.优选的，所述臭氧发生器与所述u型管之间设置有曝气控制装置。
10.另一方面，本实用新型提供一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，包括：
11.上述任一种农村家庭式生活用水除氟净水装置；
12.设置于所述进水口的第一泵，用以泵入水至u型管；
13.设置于所述出水口的第二泵，用以泵出u型管中的水；
14.与所述u型管的左侧管部连通的第三泵，用以泵出u型管中的水。
15.优选的，包括连接于所述第二泵的出水口的超滤装置。
16.优选的，包括储水罐，所述储水罐设置有隔水板以将储水罐分割为相互独立的储水空间和用水空间，所述储水空间与所述超滤装置的出水口连通。
17.优选的，所述第二泵为加压泵。
18.优选的，所述第三泵为自吸泵。
19.优选的，所述第一泵为自吸泵。
20.优选的，包括流量监测装置，所述流量监测装置用于监测所述进水口和出水口的过水流速。
21.优选的，所述流量监测装置分别与所述第一泵、第二泵、第三泵连接以分别控制第一泵、第二泵、第三泵的启停。
22.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
23.1、本实用新型实施例提供的一种农村家庭式生活用水除氟净水装置，对含氟的水实现分级处理，外来进水首先通过一级的改性活性氧化铝及陶瓷颗粒进行氟化物的吸附，实现初级除氟，再通过二级的活性炭催化臭氧氧化以进一步除氟，从而提高除氟效果，并且，活性炭催化臭氧氧化后还可实现去除嗅、味、色度、氯化有机物、农药、放射性有机物、人工合成有机物、藻类等，继而提高除氟净水装置的净水效果；
24.2、本实用新型实施例提供的一种农村家庭式生活用水除氟净水装置，通过u型管的设置，只要左侧液位上升，右侧液位也同时上升，u型管内的水能否排出可仅关联于水量的多少，而对过水流速可不做要求，从而可减小引水动力的工作压力；
25.3、本实用新型实施例提供的一种农村家庭式生活用水除氟净水装置，u型管内的水在出管前是自下而上的行进方向，在低流速的环境下，具有一定的沉淀作用，可提高出水质量；
26.4、本实用新型实施例提供的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，通过采用u型管作为除氟净水装置，对进水口的第一泵的功率要求降低，同时u型管两侧管部分别实现一级除氟和二级除氟，保证分级除氟的连续性，从而保证系统的整体性；
27.5、本实用新型实施例提供的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，通过第三泵的设置，还可实现除氟净水装置的反冲洗。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1为本实用新型实施例提供的一种农村家庭式生活用水除氟净水装置的结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例提供的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统的结构示意图。
31.附图中标记及对应的零部件名称：
32.1-u型管，2-改性活性氧化铝及陶瓷颗粒，3-活性炭，4-臭氧发生器，5-曝气控制装置，6-进水口，7-出水口，8-超滤装置，9-第一泵，10-第二泵，11-第三泵，12-储水罐，13-隔水板。
具体实施方式
33.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
34.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
35.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
36.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
实施例
37.一方面，本实用新型提供一种农村家庭式生活用水除氟净水装置，如图1所示，在本实施例中，农村家庭式生活用水除氟净水装置包括：
38.封闭的u型管1，所述u型管1的两端分别设置进水口6和出水口7，u型管1左侧管部内设置有改性活性氧化铝及陶瓷颗粒2，u型管1右侧管部内设置有活性炭颗粒2所述u型管1的管底设置有石英砂；
39.与所述u型管1的右侧管部连通的臭氧发生器4，用以排入臭氧至已经过改性活性氧化铝及陶瓷颗粒2的水中。
40.具体而言，参见图1，u型管1的两个端口通过端盖密封或者设置为浇筑成型的一体式封闭u型管1，为了便于维护，本实施例中u型管1的端口通过端盖进行密封，依图示方向，u型管1的左侧管部的上端设置进水口6，左侧管部的管内设置改性活性氧化铝及陶瓷颗粒2，改性活性氧化铝的粒径为4mm，陶瓷颗粒采用高岭土陶瓷颗粒，粒径为3mm，改性活性氧化铝及陶瓷颗粒2堆积而成的总高度为800mm，主要用以吸附水中的氟化物，左侧管部的管内上下两端可分别设置滤网，上下两端的滤网对中间的改性活性氧化铝及陶瓷颗粒2形成限位，防止前述两者随水流的带动而流失，u型管1的右侧管部设置活性炭3，活性炭3在所述的右侧管部内堆积而成的整体高度为800mm，活性炭3的粒径为2~4mm，比表面积为900~1150m2/g，堆积密度为400~550g/l，亚甲蓝值为552mg/g，碘值为950mg/g，并且所述的右侧管部还连通有臭氧发生器4，当臭氧被排入u型管1中后，活性炭3便可催化臭氧氧化，进一步除氟，还可去除嗅、味、色度、氯化有机物、农药、放射性有机物、人工合成有机物、藻类等污染指标，从而提高净水效果，在u型管1管内底部，还设置有石英砂，石英砂堆积而成的高度为400mm，
用于过滤水中的悬浮物胶体等颗粒杂质，降低二级处理及后续的净水处理的净水压力。
41.可理解的是，本实施例中左侧管部的管内上下两端若设置滤网，主要是针对水流量过大的情况下防止改性氧化铝及陶瓷颗粒流失，同理，右侧管部的管内上下两端也可设置滤网，滤网的网孔大小根据颗粒的粒径适宜选择，而当水流量过小时，则可不设置滤网以保证颗粒的能动性。
42.可理解的是，本实施例中所述的出水口7处应设置滤网以过滤活性炭3颗粒，防止活性炭3颗粒流失。
43.承上，在一些实施例中，臭氧发生器4与u型管1之间设置曝气控制装置5，曝气控制装置5采用钛板曝气器，在提高污染物去除率的同时，增加臭氧利用效率，从而降低有机物的遗传毒性，与设置曝气控制装置5前相比对污染物的去除率提高了20%。
44.另一方面，本实用新型提供一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，如图2所示，本实施例中，农村家庭式生活用水除氟净水系统包括：
45.上述任一实施例所述的农村家庭式生活用水除氟净水装置；
46.设置于所述进水口6的第一泵9，用以泵入水至u型管1；
47.设置于所述出水口7的第二泵10，用以泵出u型管1中的水；
48.与所述u型管1的左侧管部连通的第三泵11，用以泵出u型管1中的水。
49.具体而言，参见图2，u型管1的进水口6处设置第一泵9，考虑到多种水质的适用性，第一泵9设置为自吸泵，可进行悬浊液的输送且流速低，适用于除氟净水装置，u型管1的出水口7处设置第二泵10，第二泵10采用加压泵，u型管1中的水自出水口7流出时压强较小，采用加压泵有利于水的后续处理，在u型管1的左侧管部上还设置有第三泵11，第三泵11的作用是对u型管1内的水进行直接抽吸，故第三泵11选用自吸泵，当停止第一泵9及第二泵10时，打开第三泵11便可对u型管1进行反冲洗。
50.在一些实施例中，为了进一步提高净水效果，在第二泵10的出水口7设置超滤装置8，超滤装置8的超滤膜采用中空纤维超滤膜，中空纤维超滤膜的截流孔径为0.05微米。
51.在一些实施例中，还包括储水罐12，所述储水罐12设置有隔水板13以将储水罐12分割为相互独立的储水空间和用水空间，所述储水空间与所述超滤装置8的出水口7连通。
52.具体而言，参见图2，储水罐12整体形状为封闭的等腰直角三棱柱，储水罐12的中部设置一隔水板13，隔水板13两端分别与三棱柱的两个底面相接，隔水板13上端与三棱柱的侧面具有间距，隔水板13一侧作为储水的储水空间，储水空间与超滤装置8的出水口7连通，隔水板13另一侧作为便于取水的用水空间，储水罐12上开设以开口以使用水空间与储水罐12外部空间连通，当储水空间的水的液面高于隔水板13后，用水空间才得以进水以供使用，储水空间中保留的水则可用于清理除氟净水统。
53.在一些实施例中，为了能够及时了解除氟净水系统的堵塞情况，便于及时处理，设置流量监测装置，所述流量监测装置用于监测所述进水口6和出水口7的过水流速。
54.具体而言，流量监测装置与第三泵11安装在一起，当进水口6或出水口7的过水流速未达到10cm/min时，便视为除氟净水系统已被堵塞，此时就需要停止第一泵9、第二泵10工作，并启动第三泵11实现除氟净水系统的反冲洗，以解除堵塞。
55.承上，反冲洗的时机应该越快越好，以避免第一泵9、第二泵10运行过载被烧毁，故在一些实施例中，参见图2，流量监测装置分别与所述第一泵9、第二泵10、第三泵11连接以
分别控制第一泵9、第二泵10、第三泵11的启停。
56.当进水口6或出水口7的过水流速未达到10cm/min，此时流量监测装置便能第一时间控制第一泵9、第二泵10停止工作，控制第三泵11启动以实现自动反冲洗。
57.曝气装置同样可能发生堵塞情况，曝气装置的出气口同样也可与流量监测装置连接以检测出气口的气体流速，同时曝气装置与流量监测装置连接以受控，当气体流速过低时，表明臭氧量不足，此时，可通过流量检测装置控制第一泵9、第二泵10的功率，使过水流速减小，从而使u型管1中的水能够被充足的臭氧净化，提高出水质量。
58.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种农村家庭式生活用水除氟净水装置，其特征在于，包括：封闭的u型管（1），所述u型管（1）的两端分别设置进水口（6）和出水口（7），u型管（1）左侧管部内设置有改性活性氧化铝及陶瓷颗粒（2），u型管(1)右侧设有活性炭(3)，所述u型管（1）的管底设置有石英砂；与所述u型管（1）的右侧管部连通的臭氧发生器（4），用以排入臭氧至已经过改性活性氧化铝及陶瓷颗粒（2）的水中。2.根据权利要求1所述的一种农村家庭式生活用水除氟净水装置，其特征在于，所述臭氧发生器（4）与所述u型管（1）之间设置有曝气控制装置（5）。3.一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，其特征在于，包括：如权利要求1~2任一项所述的农村家庭式生活用水除氟净水装置；设置于所述进水口（6）的第一泵（9），用以泵入水至u型管（1）；设置于所述出水口（7）的第二泵（10），用以泵出u型管（1）中的水；与所述u型管（1）的左侧管部连通的第三泵（11），用以泵出u型管（1）中的水。4.根据权利要求3所述的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，其特征在于，包括连接于所述第二泵（10）的出水口（7）的超滤装置（8）。5.根据权利要求4所述的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，其特征在于，包括储水罐（12），所述储水罐（12）设置有隔水板（13）以将储水罐（12）分割为相互独立的储水空间和用水空间，所述储水空间与所述超滤装置（8）的出水口（7）连通。6.根据权利要求3~4任一项所述的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，其特征在于，所述第二泵（10）为加压泵。7.根据权利要求3所述的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，其特征在于，所述第三泵（11）为自吸泵。8.根据权利要求3所述的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，其特征在于，所述第一泵（9）为自吸泵。9.根据权利要求3所述的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，其特征在于，包括流量监测装置，所述流量监测装置用于监测所述进水口（6）和出水口（7）的过水流速。10.根据权利要求9所述的一种农村家庭式生活用水除氟净水系统，其特征在于，所述流量监测装置分别与所述第一泵（9）、第二泵（10）、第三泵（11）连接以分别控制第一泵（9）、第二泵（10）、第三泵（11）的启停。

技术总结
本实用新型公开了提供一种农村家庭式生活用水除氟净水装置及系统，旨在提高除氟净水装置的净水效果，其中，除氟净水装置包括：封闭的U型管，所述U型管的两端分别设置进水口和出水口，U型管左侧管部内设置有改性活性氧化铝及陶瓷颗粒，U型管右侧设有活性炭，所述U型管的管底设置有石英砂；与所述U型管的右侧管部连通的臭氧发生器，用以排入臭氧至已经过改性活性氧化铝及陶瓷颗粒的水中。本实用新型具有通过分级处理以达到了更好的除氟净水效果、可适用低流速或无源引流的水源等优点。适用低流速或无源引流的水源等优点。适用低流速或无源引流的水源等优点。


技术研发人员：宗永臣 郭明哲 王俊 傅椿惠 崔婧楠 赵立帅 唐世龙
受保护的技术使用者：西藏农牧学院
技术研发日：2021.11.05
技术公布日：2022/5/25