一種地?zé)崴畠艋幚砉に嚨闹谱鞣椒?br>【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地?zé)崴畠艋幚砉に?，包括以下工藝步驟：(1)將地?zé)崴ㄈ氲責(zé)崴畠艋到y(tǒng)，地?zé)崴紫冗M入過濾器，過濾器內(nèi)上層為活性炭，中層為天然錳砂，底層為三氯化鈰和殼聚糖混合物；(2)將步驟(1)過濾出水通過超濾膜組件過濾；(3)將步驟(2)超濾膜系統(tǒng)出水進入反滲透系統(tǒng)，反滲透膜的形式為卷式膜。本發(fā)明提供的地?zé)崴畠艋幚砉に?，能將水中的高分子有機物、菌類、懸浮微粒、熱原體和各類硅、鐵和鋁的膠體等雜質(zhì)基本被完全截留，并且整個系統(tǒng)密閉運行，避免了水與外界接觸而引入新的污染源，避免了水中溶解氧的進入所帶來的供熱管網(wǎng)的設(shè)備腐蝕問題，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠。
【專利說明】
一種地?zé)崴畠艋幚砉に?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地?zé)崴畠艋幚砉に嚒?br>【背景技術(shù)】
[0002] 地?zé)崴侵笢囟蕊@著高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?，或者高于觀測深度的圍巖溫度的地下 水。地?zé)崴且环N寶貴的天然資源，它不僅可以向人類提供無污染的熱能，而且還可以作為 供水水源或礦物資源加以開發(fā)利用，對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。地?zé)崴Y源具有多 方面的日益廣泛的用途。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)將地?zé)崴饕糜谝韵聝煞矫?利用地?zé)岚l(fā)電和以地?zé)崴鳛闊嵩吹某?市集中供熱，地?zé)崴岜绕渌茉垂峋哂泄?jié)省礦物燃料和不造成城市大氣污染的特殊 優(yōu)點，作為一種可供選擇的新能源，其開發(fā)和利用正在受到重視。以地?zé)崴鳛闊嵩吹某鞘?集中供熱，按利用方式分有直接供熱和間接供熱兩種:直接供熱是把地?zé)崴苯右霟嵊?戶系統(tǒng)供熱；間接供熱是通過表面式換熱器，以地?zé)崴訜岫嗡嗡龠M入熱用戶系 統(tǒng)循環(huán)供熱。采用間接供熱傳熱溫差損失大約在5%~15%，地?zé)崴疁卦降桶俜直葥p失越大。 換熱器內(nèi)流過地?zé)崴?，?dāng)?shù)責(zé)崴|(zhì)差，有腐蝕性時，要用鈦合金鋼制作換熱器，價格昂貴， 使地?zé)崴a(chǎn)經(jīng)濟性變差;而且，無論使用殼式換熱器，還是使用板式換熱器，都會因腐蝕 與結(jié)垢造成換熱效率不斷下降。換熱器除垢與維修工作量大，使用壽命短，還會因更換換熱 器造成停產(chǎn)。
[0004]相對于間接供熱，使用直接供熱的方式具有以下優(yōu)點：沒有傳熱溫差損失;節(jié)省了 換熱器的投資。但是采用直接供熱對水質(zhì)要求較高，由于地?zé)崴泻衼碜缘叵聨r層中的 巖粉、巖肩或砂土等碎肩物，長期使用地?zé)崴?，可對設(shè)備和管道產(chǎn)生沉積和堵塞;有的地?zé)?水含有較多的低價鐵和錳，在空氣中被氧化后，使水變成鐵銹色，并附在容器壁上，影響設(shè) 備的感觀;有的地?zé)崴V化度較高，且含有多種腐蝕性成份，對設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕破壞， 直接影響其使用壽命;還有的地?zé)崴V化度相對較高，溫度降低后，部分溶解性物質(zhì)超過其 飽和度而產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，造成設(shè)備及輸水管道的堵塞。為此，直接利用地?zé)崴话銘?yīng)根據(jù)地 熱水的水質(zhì)條件及用途作相應(yīng)的凈化處理后再利用，可以保持設(shè)備良好的運行狀態(tài)，延長 使用壽命。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)的地?zé)崴畠艋椒ㄖ饕切跄⒊两?、砂濾等工藝處理，一方面現(xiàn)有技術(shù) 的方法處理后的水質(zhì)不能滿足生活和工業(yè)應(yīng)用的要求;另一方面地?zé)崴畠艋^程屬于開放 式、降溫過程，這會導(dǎo)致熱量資源利用率十分低下。目前我國的地?zé)崴_發(fā)采用直接供暖的 工程很少，其主要原因在于缺乏穩(wěn)定有效的水處理方法和工藝。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種地?zé)崴畠艋幚砉に嚕越鉀Q常規(guī)處理方 法處理效果不穩(wěn)定、處理水質(zhì)不合格、熱量利用率低等技術(shù)問題，實現(xiàn)處理出水可直接進行 采暖供熱的要求，高效利用地?zé)崴Y源。
[0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種地?zé)崴畠艋幚砉に?，包括以下工藝步驟： (1) 將地?zé)崴?m3/h~4.5m3/h流量通入地?zé)崴畠艋到y(tǒng)，地?zé)崴紫冗M入過濾器，過 濾器內(nèi)上層為活性炭，中層為天然錳砂，底層為三氯化鈰和殼聚糖混合物，活性炭層和天然 錳砂層主要吸附過濾鐵離子和錳離子，三氯化鈰和殼聚糖層主要吸附過濾含硼化合物，設(shè) 計流速為2m/h~4.5m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá)0.2MPa~0.4MPa時進行反沖洗，水反沖洗強度 為0.5m3/min · m2~2.5m3/min · m2,氣反洗強度為5.5m3/min · m2~7.5m3/min · m2,反洗歷時 15min~30min; (2) 將步驟(1)過濾出水通過超濾膜組件過濾，超濾膜系統(tǒng)采用孔徑為0.03μπι的管式無 機陶瓷膜，膜面積為2.0m2;超濾膜運行壓力為0.3MPa~0.5MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流 過濾且膜面流速為1.5m/s~3m/s，反沖周期為20min~40min，反沖洗歷時8s~15s，在此條 件下，超濾膜的穩(wěn)定通量為2. Om3/h~3.5m3/h; (3) 將步驟(2)超濾膜系統(tǒng)出水進入反滲透系統(tǒng)，反滲透膜的形式為卷式膜，反滲透膜 元件膜面積為35m2~50m2，運行壓力為1.2MPa~2.4MPa，膜的穩(wěn)定通量為0.5m 3/h~0.8m3/ h〇
[0009] 優(yōu)選的，所述的步驟（1)中三氯化鈰和殼聚糖混合物中三氯化鈰和殼聚糖質(zhì)量比 為 1:8 ~1:10〇
[0010] 優(yōu)選的，所述的步驟（1)中設(shè)計流速為2.5m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá)0.3MPa時進行反 沖洗，水反沖洗強度為1.5m3/min · m2,氣反洗強度為6m3/min · m2,反洗歷時25min。
[0011]優(yōu)選的，所述的步驟(2)中超濾膜運行壓力為0.4MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流過 濾且膜面流速為2.5m/s，反沖周期為25min，反沖洗歷時10s，在此條件下，超濾膜的穩(wěn)定通 量為 2.5m3/h。
[0012]優(yōu)選的，所述的步驟（1)中反滲透膜元件膜面積為45m2,運行壓力為1.6MPa，膜的 穩(wěn)定通量為〇.6m3/h。
[0013] 有益效果:本發(fā)明中地?zé)崴?jīng)過超濾系統(tǒng)，水中的高分子有機物、菌類、懸浮微粒、 熱原體和各類硅、鐵和鋁的膠體等雜質(zhì)基本被完全截留，僅部分小分子有機物、溶解性的 鹽、金屬離子等隨水透過超濾膜。超濾膜濾出液中的顆粒性雜質(zhì)含量已經(jīng)很少，可以有效保 證后續(xù)工藝中的吸附裝置及反滲透的進水水質(zhì)要求。另外，本發(fā)明提供的地?zé)崴畠艋幚?工藝，使整個系統(tǒng)密閉運行，避免了水與外界接觸而引入新的污染源，避免了水中溶解氧的 進入所帶來的供熱管網(wǎng)的設(shè)備腐蝕問題，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠;且整套系統(tǒng)在保溫狀態(tài)下運 行，不需要另設(shè)冷卻塔等降溫或換熱設(shè)備，實現(xiàn)了地?zé)崴Y源高效、直接利用。
[0014]
【具體實施方式】
[0015] 下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)介紹，但不局限于此。
[0016] 實施例1 一種地?zé)崴畠艋幚砉に?，包括以下工藝步驟： (1)將地?zé)崴?m3/hh流量通入地?zé)崴畠艋到y(tǒng)，地?zé)崴紫冗M入過濾器，過濾器內(nèi)上 層為活性炭，中層為天然錳砂，底層為質(zhì)量比為1:9的三氯化鈰和殼聚糖混合物，活性炭層 和天然錳砂層主要吸附過濾鐵離子和錳離子，三氯化鈰和殼聚糖層主要吸附過濾含硼化合 物，設(shè)計流速為2m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá)0.2MPa時進行反沖洗，水反沖洗強度為0.5m3/ min · m2,氣反洗強度為5.5m3/min · m2,反洗歷時15min; (2) 將步驟(1)過濾出水通過超濾膜組件過濾，超濾膜系統(tǒng)采用孔徑為0.03μπι的管式無 機陶瓷膜，膜面積為2. Om2;超濾膜運行壓力為0.5MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流過濾且膜 面流速為3m/s，反沖周期為40min，反沖洗歷時15s，在此條件下，超濾膜的穩(wěn)定通量為 3.5m3/h； (3) 將步驟(2)超濾膜系統(tǒng)出水進入反滲透系統(tǒng)，反滲透膜的形式為卷式膜，反滲透膜 元件膜面積為35m2，運行壓力為1.2MPa，膜的穩(wěn)定通量為0.5m3/h。
[0017] 實施例2 一種地?zé)崴畠艋幚砉に?，包括以下工藝步驟： (1) 將地?zé)崴?.5m3/h流量通入地?zé)崴畠艋到y(tǒng)，地?zé)崴紫冗M入過濾器，過濾器內(nèi) 上層為活性炭，中層為天然錳砂，底層為質(zhì)量比為1:10的三氯化鈰和殼聚糖混合物，活性炭 層和天然錳砂層主要吸附過濾鐵離子和錳離子，三氯化鈰和殼聚糖層主要吸附過濾含硼化 合物，設(shè)計流速為4.5m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá)0.4MPa時進行反沖洗，水反沖洗強度為2.5m3/ min · m2,氣反洗強度為7.5m3/min · m2,反洗歷時30min; (2) 將步驟(1)過濾出水通過超濾膜組件過濾，超濾膜系統(tǒng)采用孔徑為0.03μπι的管式無 機陶瓷膜，膜面積為2. Om2;超濾膜運行壓力為0.3MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流過濾且膜 面流速為1.5m/s，反沖周期為20min，反沖洗歷時8s，在此條件下，超濾膜的穩(wěn)定通量為 2·Om3/h; (3) 將步驟(2)超濾膜系統(tǒng)出水進入反滲透系統(tǒng)，反滲透膜的形式為卷式膜，反滲透膜 元件膜面積為50m2，運行壓力為2.4MPa，膜的穩(wěn)定通量為0.8m3/h。
[0018] 實施例3 一種地?zé)崴畠艋幚砉に?，包括以下工藝步驟： (1) 將地?zé)崴?.5m3/h流量通入地?zé)崴畠艋到y(tǒng)，地?zé)崴紫冗M入過濾器，過濾器內(nèi) 上層為活性炭，中層為天然錳砂，底層為質(zhì)量比為1:8的三氯化鈰和殼聚糖混合物，活性炭 層和天然錳砂層主要吸附過濾鐵離子和錳離子，三氯化鈰和殼聚糖層主要吸附過濾含硼化 合物，設(shè)計流速為2.5m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá)0.25MPa時進行反沖洗，水反沖洗強度為2m3/ min · m2,氣反洗強度為7m3/min · m2,反洗歷時20min; (2) 將步驟(1)過濾出水通過超濾膜組件過濾，超濾膜系統(tǒng)采用孔徑為0.03μπι的管式無 機陶瓷膜，膜面積為2. Om2;超濾膜運行壓力為0.4MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流過濾且膜 面流速為2m/s，反沖周期為30min，反沖洗歷時13s，在此條件下，超濾膜的穩(wěn)定通量為3m3/ h； (3) 將步驟(2)超濾膜系統(tǒng)出水進入反滲透系統(tǒng)，反滲透膜的形式為卷式膜，反滲透膜 元件膜面積為40m2，運行壓力為2.2MPa，膜的穩(wěn)定通量為0.7m3/h。
[0019] 實施例4 一種地?zé)崴畠艋幚砉に?，包括以下工藝步驟： (1)將地?zé)崴?m3/h流量通入地?zé)崴畠艋到y(tǒng)，地?zé)崴紫冗M入過濾器，過濾器內(nèi)上 層為活性炭，中層為天然錳砂，底層為質(zhì)量比為1:9的三氯化鈰和殼聚糖混合物，活性炭層 和天然錳砂層主要吸附過濾鐵離子和錳離子，三氯化鈰和殼聚糖層主要吸附過濾含硼化合 物，設(shè)計流速為2.5m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá)0.3MPa時進行反沖洗，水反沖洗強度為1.5m3/ min · m2,氣反洗強度為6m3/min · m2,反洗歷時25min; (2) 將步驟(1)過濾出水通過超濾膜組件過濾，超濾膜系統(tǒng)采用孔徑為0.03μπι的管式無 機陶瓷膜，膜面積為2. Om2;超濾膜運行壓力為0.4MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流過濾且膜 面流速為2.5m/s，反沖周期為25min，反沖洗歷時10s，在此條件下，超濾膜的穩(wěn)定通量為 2·5m3/h; (3) 將步驟(2)超濾膜系統(tǒng)出水進入反滲透系統(tǒng)，反滲透膜的形式為卷式膜，反滲透膜 元件膜面積為45m2，運行壓力為1.6MPa，膜的穩(wěn)定通量為0.6m3/h。
[0020] 對比例 一種地?zé)崴畠艋幚砉に?，包括以下工藝步驟： (1) 將地?zé)崴?m3/h流量通入地?zé)崴畠艋到y(tǒng)，地?zé)崴紫冗M入過濾器，過濾器內(nèi)上 層為活性炭，中層為天然錳砂，底層為殼聚糖，活性炭層和天然錳砂層主要吸附過濾鐵離子 和錳離子，殼聚糖層主要吸附過濾含硼化合物，設(shè)計流速為2.5m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá) 0.3MPa時進行反沖洗，水反沖洗強度為1.5m3/min · m2,氣反洗強度為6m3/min · m2,反洗歷 時25min; (2) 將步驟(1)過濾出水通過超濾膜組件過濾，超濾膜系統(tǒng)采用孔徑為0.03μπι的管式無 機陶瓷膜，膜面積為2. Om2;超濾膜運行壓力為0.4MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流過濾且膜 面流速為2.5m/s，反沖周期為25min，反沖洗歷時10s，在此條件下，超濾膜的穩(wěn)定通量為 2·5m3/h; (3) 將步驟(2)超濾膜系統(tǒng)出水進入反滲透系統(tǒng)，反滲透膜的形式為卷式膜，反滲透膜 元件膜面積為45m2，運行壓力為1.6MPa，膜的穩(wěn)定通量為0.6m3/h。
[0021] 根據(jù)GB5749-2006對上述實施例1至4及和對比例處理得到的水及地?zé)崴M行 水質(zhì)測試，測試結(jié)果如下表所示：
從以上結(jié)果中可以看出，實施例1至4及對比例處理后的地?zé)崴疂岫?，鐵、錳、硼含量，化 學(xué)需氧量及菌落數(shù)都較地?zé)崴即蟠蠼档停f明經(jīng)此工藝處理的地?zé)崴乃|(zhì)大大提 高，實施例4較對比例對比，對比例步驟(1)中殼聚糖中沒有加三氯化鈰，對比例處理的地?zé)?水中硼含量及菌落數(shù)均高于實施例4,說明殼聚糖中加入三氯化鈰能增強對硼的過濾西服 效率，同時能增強其殺菌效率。
【主權(quán)項】
1. 一種地?zé)崴畠艋幚砉に嚕涮卣髟谟诎ㄒ韵鹿に嚥襟E： (1) 將地?zé)崴?m3/h~4.5m3/h流量通入地?zé)崴畠艋到y(tǒng)，地?zé)崴紫冗M入過濾器，過 濾器內(nèi)上層為活性炭，中層為天然錳砂，底層為三氯化鈰和殼聚糖混合物，活性炭層和天然 錳砂層主要吸附過濾鐵離子和錳離子，三氯化鈰和殼聚糖層主要吸附過濾含硼化合物，設(shè) 計流速為2m/h~4.5m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá)0.2MPa~0.4MPa時進行反沖洗，水反沖洗強度 為0.5m 3/min · m2~2.5m3/min · m2,氣反洗強度為5.5m3/min · m2~7.5m3/min · m2,反洗歷時 15min~30min; (2) 將步驟（1)過濾出水通過超濾膜組件過濾，超濾膜系統(tǒng)采用孔徑為0.03μπι的管式無 機陶瓷膜，膜面積為2. Om2;超濾膜運行壓力為0.3MPa~0.5MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流 過濾且膜面流速為1.5m/s~3m/s，反沖周期為20min~40min，反沖洗歷時8s~15s，在此條 件下，超濾膜的穩(wěn)定通量為2. Om3/h~3.5m3/h; (3) 將步驟(2)超濾膜系統(tǒng)出水進入反滲透系統(tǒng)，反滲透膜的形式為卷式膜，反滲透膜 元件膜面積為35m2~50m 2，運行壓力為1.2MPa~2.4MPa，膜的穩(wěn)定通量為0.5m3/h~0.8m3/ h〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)崴畠艋幚砉に?，其特征在于所述的步驟(1)中三氯化鈰 和殼聚糖混合物中三氯化鈰和殼聚糖質(zhì)量比為1:8~1:10。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)崴畠艋幚砉に?，其特征在于所述的步驟(1)中設(shè)計流速 為2.5m/h，當(dāng)進出水壓力差達(dá)0.3MPa時進行反沖洗，水反沖洗強度為1.5m 3/min · m2，氣反洗 強度為6m3/min · m2,反洗歷時25min。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)崴畠艋幚砉に嚕涮卣髟谟谒龅牟襟E(2)中超濾膜運 行壓力為〇. 4MPa，過濾方式采用內(nèi)壓式錯流過濾且膜面流速為2.5m/s，反沖周期為25min， 反沖洗歷時l〇s，在此條件下，超濾膜的穩(wěn)定通量為2.5m 3/h。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)崴畠艋幚砉に?，其特征在于所述的步驟(1)中反滲透膜 元件膜面積為45m2，運行壓力為1.6MPa，膜的穩(wěn)定通量為0.6m 3/h。
【文檔編號】C02F9/02GK105836912SQ201610401965
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】劉家容
【申請人】劉家容