[发明专利]一种去除地下水暂时硬度的方法及其装置

说明书

本发明公开了一种去除地下水暂时硬度的方法及其装置，方法包括将原水与盐酸混合得到溶有CO₂气体的水，溶有CO₂气体的水与空气进行气水混合得到含有微小空气泡的水，水中的微小空气泡与水中溶解的CO₂气体结合浮出水面使CO₂随微小空气泡逸入到大气中将水中的CO₂气体去除；装置包括由上到下依次设置的集水吹脱区和气水混合区，连接集水吹脱区和气水混合区设置气水混合器，该装置构造简单，占地面积小；反应原理简单，操作方便，针对暂时硬度大的地下水具有很高的水垢去除率。

技术领域

本发明属于水处理设备领域，具体涉及一种去除地下水暂时硬度的方法及其装置。

技术背景

地下水是我国居民重要和优质的饮用水水源。大中城市由于用水量大而普遍采用地表水水源地表水源主要包括河流、湖泊、水库等，其特点是硬度低，但是悬浮杂质多，有机物和细菌多，水处理相对复杂，并且易受到外界环境的影响和污染，而将地下水作为城市备用水源。相比于地表水，地下水具有悬浮杂质少，有机物和细菌少，水处理相对容易，并且不易受到外界环境的影响和污染，在中小城市、镇和农村普遍采用地下水水源。

地下水普遍存在硬度和暂时硬度(水垢)高的问题。水垢是在烧开水过程中由暂时硬度形成的，即碳酸盐硬度，是总硬度的一部分，相当于与水中重碳酸盐和少量碳酸盐结合的钙、镁所形成的硬度，当水煮沸时，钙、镁的重碳酸盐分解生成沉淀从而降低水的硬度，可以用煮沸的方法来去除部分硬度。如果硬水中钙和镁主要以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在，即为永久硬度。

水垢多导致饮用开水感官性差，对居民生活和身体健康存在潜在影响。尽管我国《生活饮用水卫生标准》中规定水的总硬度不得超过450mg/L，但对暂时硬度没有限制规定。喀斯特地区地表水中大量存在的HCO₃^-和CO₃^2-离子，烧开后在水中出现大量沉淀和漂浮物，导致浊度升高，部分水浊度超过5NTU，这与我国饮用水关于浊度和不得有可见物规定矛盾。我国《生活饮用水卫生标准》是在参考WHO和西方发达国家相关标准而制定的，其制定依据是饮用生水，而与我国居民常以烧开水饮用差异较大，前者主要饮用溶解的钙、镁离子，我国居民饮用的是部分离子转化为碳酸钙，长期饮用高碳酸钙水对正常人影响不明。没有经常引用硬水的人一旦长期饮用硬水，则会出现不适症状，造成腹泻和肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服”；用硬水洗衣，肥皂起沫少，造成浪费；用硬水烹调鱼肉、蔬菜，会因不易煮熟而降低食物的营养价值；用硬水洗头，会使头发黏结、发脆等。

目前处理高硬度水的技术主要有药剂软化法、离子交换法和膜软化法。药剂软化法适用于用水量小的情况，当用水量大时运行成本偏高，由于加入了化学物质使水的的应用受到了很大限制。离子交换软化法工艺设备复杂，需要消耗大量的酸或盐做再生剂，成本相对较高。膜软化法运行过程中动力消耗较大，制水成本较高。离子交换法和膜软化法都需要较为繁琐的预处理过程，以减轻主体工艺中树脂或膜材料受到的污染，离子交换使得水中钠离子等增加。

现有的软化技术处理成本高，急需一种经济去地下水水垢工艺。我国常见的地表水源总硬度满足《生活饮用水卫生标准》，但水垢引起的群众不满意投诉多见，现有的处理技术，在水厂需建设复杂和庞大的处理系统，处理成本高。而且从现有研究成果表明溶解钙镁离子对人体无显著影响，寻求经济地去除地下水水垢的技术，对于提高饮用开水感官和消除饮用碳酸钙潜在问题非常重要，到目前为止国内外关于饮用水硬度处理研究，主要集中于总硬度降低工艺中，而对水垢即暂时硬度研究不多见，无成熟工艺和设备。因此本发明着力于寻求出一种简单易行，并且成本相当低廉的处理方法来去除暂时硬度。

发明内容