CN104591451A - 一种自来水净化处理*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自来水净化处理***，它包括依次通过管道连接的臭氧杀菌器、原水水箱、原水加压泵、气提式砂滤器、除铁锰过滤器、活性炭过滤器、软水器、保安过滤器、光催化反应器、超滤设备、纳滤设备及无菌储水罐,所述原水水箱内部设有逆流形成装置以及水箱过滤网，所述逆流形成装置包括两个上、下两个漏斗形的部件，所述上漏斗形部件的底部中间设有水流通道，所述下漏斗形部件底部密封，所述水箱过滤网位于所述逆流形成装置的下方，将所述原水水箱分为上、下两个腔室，所述原水水箱设有pH控制装置。经过本发明处理后的自来水水质能够达到并高于新版《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的标准。

Description

一种自来水净化处理***

技术领域

本发明涉及一种自来水净化处理***，属于水处理技术领域。

背景技术

自来水是指通过自来水处理厂净化、消毒后生产出来的符合相应标准的供人们生活、生产使用的水。生活用水主要通过水厂的取水泵站汲取江河湖泊及地下水，地表水，由自来水厂按照《国家生活饮用水相关卫生标准》，经过沉淀、消毒、过滤等工艺流程的处理，最后通过配水泵站输送到各个用户。

自来水与人们的生活息息相关，自来水的水质与人们的健康关系密切。我国的水质标准目前比国际标准还有一定的差距。目前供水安全正面临着水源污染日益严重和给水水质标准逐渐提高的双重压力，这对给水深度处理技术也就提出了更高的要求。

传统的水处理工艺主要采取以下工艺：抽取水源→混凝→沉淀→过滤→送入清水池进行消毒→输入供水管道。但是目前水资源的污染日益严重，尤其是重金属污染和有机物污染，根据统计，我国的地表水源约50%水源受到污染，上百种有机化合物、重金属离子进入水源；地下水源存在氟、砷、铁、锰等超标现象。而我国目前大多数的自来水厂仍使用传统水处理工艺，如果水源被重金属离子和有机化合物所污染，那么上述传统工艺就显得力不从心。因此，有必要对供水进行深度处理。

虽然水源水质污染不断加剧, 但随着人民生活水平的提高, 对饮用水的质量提出了更高的要求。为此于2007 年7 月1 日开始实施《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）, 新标准中水质指标由1985年标准的35 项增加到106 项, 且很多指标的限值更加严格。新标准重点加强了对微生物、重金属和有机污染物的控制要求，基本与国际组织和发达国家的水质标准接轨。

因此，进一步保障供水安全，为了人们的身体健康及社会的发展，有必要，研究开发出一种新型的自来水净化处理***，该***可以自来水供水进行深度处理，使得处理后的水质达到国家规定的新标准。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种自来水净化处理***。

技术方案：为了实现以上目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自来水净化处理***，它包括依次通过管道连接的臭氧杀菌器、原水水箱、原水加压泵、气提式砂滤器、除铁锰过滤器、活性炭过滤器、软水器、保安过滤器、光催化反应器、超滤设备、纳滤设备及无菌储水罐,所述原水水箱内部设有逆流形成装置以及水箱过滤网，所述逆流形成装置包括两个上、下两个漏斗形的部件，所述上漏斗形部件的底部中间设有水流通道，所述下漏斗形部件底部密封，所述水箱过滤网位于所述逆流形成装置的下方，将所述原水水箱分为上、下两个腔室，所述原水水箱的底部设有出水口，所述出水口附近设有水箱紫外线杀菌器，所述原水水箱设有pH控制装置。

本发明中设有的臭氧杀菌器可以对水源进行初步消毒杀菌处理，并且把臭氧杀菌器放在后续的絮凝沉淀之前，可以氧化金属物质，改善混凝过滤效果，取代以往的加氯消毒，减少氯的毒副作用，同时也起到了杀菌的作用，可以氧化水中有机物、减小后续处理难度，降低污染物的作用；

设有的原水加压泵主要是实现原水的一次重力提升，以实现后续处理工艺的重力流，减轻后续处理设备的压力；

设有气提式砂滤器，气提式砂滤器是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤处理装置，气提式砂滤器相对于常规的絮凝沉淀过滤处理装置而言，具有过滤连续运行，无需停机反冲洗，效率高，能耗低，节约成本等优点；

设有的除铁锰过滤器可以除去水中多余的铁元素和锰元素，尽管铁锰在维持生命活动中具有不可替代的作用，但对于人体，铁元素每日的摄取量仅为20 mg，而人体中锰的含量却只有10～20 mg，对于如此微量的铁锰需求，人类完全可以通过饮食得以弥补，为了抑制高铁高锰过分摄取对人体产生潜在危害的发生，则可以通过除铁锰过滤器去除多余的铁元素和锰元素；

设有的活性炭过滤器可以充分利用活性炭的吸附作用，可以对各种性质的物质进行化学吸附，除去水体中的异味、有机物、胶体、余氯等以达到优化水质的目的；

设有的软水器可以去除原水中的水碱、水垢以及一些无机盐等，以降低水的硬度；

设有的保安过滤器是一种精密过滤器，相较于前处理程序中比较粗过滤而言，保安过滤器可以进一步去除原水中的一些颗粒较小的杂质；

设有的光催化反应器，利用光催化反应的原理，对自来水进行消毒，够去除彻底、杀菌、抑制病毒活性且无二次污染，处理成本相对较低；

设有的超滤设备主要是为了适应新的水质标准而设有的，以往的水处理设备可以除掉水中的一些有机物和杂质，但是新标准中，对有机物、重金属、微生物，甚至对浊度等都有着严格的要求，因此，需要使用更为高级的设备，而超滤因为具有以下独特的优点而可以被应用于水处理上：( 1) 超滤是一种绿色物理分离技术, 其分离机理主要是筛分和扩散作用。即使不加混凝剂, 也能有效去除原水中的悬浮物和胶体物质, 将出水浊度降至0. 1 NTU 以下。因此超滤可少用甚至不用混凝剂, 从而减少混凝药剂对水质的污染。( 2) 超滤技术可有效去除几乎全部致病微生物, 包括隐孢子虫、贾第虫、细菌和病毒等, 出水水质一般可达到水质标准对微生物指标的要求, 因此原则上没有必要再对出水进行杀菌消毒。当然, 还需向水中投加少量消毒剂, 以保持一定的持续消毒能力, 以免水在输配过程中受到二次污染。( 3) 超滤可截留相对分子质量范围为500~ 106的物质, 而天然水中有机物的分子量大部分也在这个范围, 因此超滤可以较有效地去除原水中的有机物。同时由于采用超滤技术可减少消毒剂的用量,故可显著减少水中消毒副产物的生成量, 从而提高了水的化学安全性。( 4) 在常规的过滤中, 污染物是通过吸附在滤料表面而被去除的, 是一种随机过程, 因此具有波动性。与传统处理工艺相比, 超滤去除水中污染物的过程是通过膜孔的直接筛除作用, 因此对污染物的去除有极好的稳定性。( 5) 超滤通常采用的操作压力为0. 1 ~0. 4 MPa, 小于纳滤膜的操作压力, 能耗相对较低。( 6) 水通过超滤膜的过滤时间很短, 这使得超滤膜设备的容积很小, 这是其他常规处理工艺远不能及的。( 7) 应用规模和处理能力可在较大的范围内变化, 设备可实现工业化生产和自动化控制, 日常运行和维护管理较方便。

设有的纳滤设备主要是为了弥补超滤设备的一些不足之处，其作用于反渗透膜类似，尤其是起到脱色、去除天然有机物与合成有机物(如农药等)、三致物质、消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体和挥发性有机物，保证饮用水的生物稳定性等的作用，与超滤设备配合使用，可以充分的的饮用水进行深度处理；

使用无菌储水罐进行储水，可以避免处理过的无菌水在储存是受到污染；

原水水箱中设有的逆流形成装置它主要是起到挡水、过水、双向流形成以及水流混掺的作用，最终达到调节水箱内部水体压力、稳定水流流量的目的，同时可以使得水箱水质中的沉淀物质进行充分沉淀，使得过滤效果更好，从而使得水箱的净化能力增强；设有的过滤网可以对水进行初步过滤，水箱紫外线杀菌器可以中和水箱中残留的臭氧，同时起到杀菌作用；

原水水箱中设有的pH控制装置，可以控制水箱中自来水的pH值，为后续处理和水质安全提供了保证。

所述气提式砂滤器包括主体，所述主体的底部设有砂滤器进气口，顶部设有洗砂装置，所述砂滤器进气口与洗砂装置之间设有竖直设置的提砂管，所述提砂管的左右设有布水器，所述主体的上方左右两侧分别设有砂滤器进水口和砂滤器出水口，所述砂滤器进水口与所述布水器相连接，所述主体的中下部填充有砂层。该装置结构简单、占地面积小，并且可以高效的过滤除去水中的杂质。

所述光催化反应器包括光催化反应容器和分离装置，所述催化反应容器和分离装置的底部都分别设有排空口，所述两个排空口之间设有水泵，所述光催化反应容器内部设有石英管，所述石英管内部设有紫外灯，所述光催化反应容器顶部设有进水口和出水口，所述分离装置的顶部设有进水口和出水口，所述光催化反应容器的出水口与分离装置的进水口之间设有回流水流量计，所述分离装置的出水口设有合格水流量计和压力表，所述光催化反应容器内部装有光催化剂，所述光催化剂包括以下重量组分：

丙烯酸甲酯：100份；

纳米二氧化钛：6-7份；

聚乳酸：10-15份；安全无毒，具有良好的生物相容性，加入到纳米二氧化钛中可以增加其抗菌性；

壳聚糖：6-8份；环保型抗菌剂，可以增加整体的杀菌性；

醋酸纤维素：5-7份；增加纳米二氧化钛的光催化特性和杀菌性；

环氧丙基三甲基氯化铵：10-15份；季铵盐，既可以与纳米二氧化钛反应，增强光催化特性，又可以作为相转移试剂，使得溶液的整体混合更为均匀；

去离子水：200-300份。该装置中将光催化剂放在反应容器中与待处理自来水进行混合，而不是将光催化剂附着在具体的装置上，相较于其他的反应装置，本发明的反应装置既保证了光催化氧化的高效率，又实现了光催化剂颗粒与水的有效分离。而光催化试剂中，进纳米二氧化钛与其他的试剂进行混合，充分利用了各组分的特性，使得该光催化剂的反应除菌效果更好。

所述超滤设备采用的超滤膜为孔径为0.1-0.12μm的聚四氟乙烯中空纤维膜。中空纤维相较于其他形式的膜而言，其除菌效果更好，同时聚四氟乙烯膜具有酸碱稳定性能好，耐高温等优点，相较于其他膜材料而言，是使用寿命更长一些。

所述纳滤设备采用的纳滤膜为膜孔径1.2-2.0μm的中空纤维纳滤膜。

所述原水水箱的顶部分别设有水箱进水口、水箱液位控制器以及水箱充气排气过滤装置，所述原水水箱的内部水箱进水口下方设有至少两个水平安装的喷头，所述喷头下方设有所述逆流形成装置，所述逆流形成装置的下方设有所述水箱过滤网，所述原水水箱的底部还设有水箱排污口。喷头使进入的自来水再经过逆流形成装置时更为均匀，使得逆流形成装置效果更好，进而使得过滤效果更好，最后使得净化水质效果更好。水箱液位控制器控制液位，便于随时充放水，排气过滤装置，保证内部空气环境质量。

所述pH控制装置包括pH传感器，盐酸加料箱、氢氧化钠加料箱以及PLC控制器。pH传感器对水箱中的水进行pH检测，将测得的结果反应到PLC控制器中，PLC控制器进行计算，如果水质偏酸，就打开氢氧化钠加料箱向水箱中加入氢氧化钠溶液，如果水质偏碱，就打开盐酸加料箱，加入盐酸进行调节，直至水箱中的水质其pH值符合要求为止。

所述原水水箱（2）内部设有防腐蚀层，所述防腐蚀层的材料包括以下重量组分：

FEEK：100份；

FEP：20-25份；

碳纤维：10-15份；

纳米氮化硅：2-4份；

蒙脱土：2-4份；

玻璃纤维：3-5份；

石蜡：1-2份；

偶联剂：0.5-0.8份；

增塑剂：6-8份；

稳定剂：2-3份。水箱中的水质中杂质较多，并且还残留上一步的臭氧杀菌残留物，以及还会在水箱中进行pH调节等措施，这样，难免对水箱长生腐蚀，因此，设有的防腐蚀层可以保护水箱，避免腐蚀，延长水箱的使用寿命；

防腐蚀层，其中，FEEK：聚醚醚酮，是一种环保无毒的材料，在高温、腐蚀、蒸汽及酸碱等苛刻环境中仍表现出耐高温、自润滑、耐磨损、高强度和高尺寸稳定性等优点，其连续使用温度高达260℃，即使在300℃的高温下仍可保持优良的力学强度，以其为主体材料，可以保证防腐蚀层的耐腐蚀性；添加的FEP：氟化乙烯丙烯共聚物，是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的，具有极佳的绝缘性、耐化学稳定性等，引入PEP后，可以很好的提高产品的韧性和耐腐蚀性；添加了碳纤维和纳米氮化硅，可以进一步增强FEEK主体材料的机械性能及防腐蚀性能；添加的蒙脱土可以很好地提高产品的耐冲击性、柔韧性、贮存稳定性以及耐蚀性；添加的玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，加入后，可以提高产品的耐腐蚀性；添加了石蜡、增塑剂、稳定剂、偶联剂等助剂，使得防腐蚀层产品的综合性能提高，其中增塑剂可以选用癸二酸二辛酯，稳定剂可以选用钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物，偶联剂可以选用乙烯基三过氧化叔丁基硅烷。

所述无菌储水罐的内部设有壳聚糖抗菌层，外部设有PEF保温层。无菌储水罐储存的是最终处理过的干净的自来水，为了避免自来水长期储存会滋生细菌，因此设有抗菌层，而壳聚糖是一种环保无毒的抗菌材料，不会产生二次污染；设有的保温层可以对储水罐进行保温。

有益效果：本发明提供的自来水净化处理***与现有技术相比，具有以下优点：

（1）本发明的自来水净化处理***，结合了臭氧消毒、紫外线消毒、光催化消毒等多种消毒方式，消毒除菌效果更佳，同时将膜技术与臭氧-活性炭工艺结合起来，可以充分的处理原水中的有机物、重金属、微生物等，达到对水质的深度处理，使得处理后水质能够达到并高于新版《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的标准；

（2）本发明的自来水净化处理***，采用气提式砂滤器代替常规的絮凝沉淀工序，在保证了高效过滤的同时还减轻了成本；

（3）本发明的自来水净化处理***，采用的光催化装置将光催化剂放在反应容器中与待处理自来水进行混合，而不是将光催化剂附着在具体的装置上，相较于其他的反应装置，本发明的反应装置既保证了光催化氧化的高效率，又实现了光催化剂颗粒与水的有效分离；而光催化试剂中，将纳米二氧化钛与其他的试剂进行混合，充分利用了各组分的特性，使得该光催化剂的反应除菌效果更好；

（4）本发明的自来水净化处理***，原水水箱内部设有环保型的防腐蚀层，可以避免水箱的腐蚀，最终的储水罐，其内部设有抗菌层，可以避免了水质的存储时滋生细菌产生二次污染。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自来水净化处理***的结构示意图；

图2为本发明实施例中原水水箱的结构示意图；

图3为本发明实施例中光催化反应器的结构示意图；

图4为本发明实施例中气提式砂滤器的结构示意图；

图中：1-臭氧杀菌器 、2-原水水箱、3-原水加压泵、4-气提式砂滤器、5-除铁锰过滤器、6-活性炭过滤器、7-软水器、8-保安过滤器、9-光催化反应器、10-超滤设备、11-纳滤设备、12-无菌储水罐、21-水箱进水口、22-水箱液位控制柜、23-水箱充气排气过滤装置、24-喷头、25-逆流形成装置、26-水箱过滤网、27-水箱出水口、28、水箱紫外线杀菌器、29-水箱排污口、210-pH控制装置、41-洗砂装置、42-砂滤器排污口、43-砂滤器出水口、44-砂层、45-砂滤器进气口、46-提砂管、47-布水器、48-砂滤器进水口、91-回流水流量计、92-合格水流量计、93-压力表、94-分离装置、95-水泵、96-光催化反应容器、97-紫外灯、98-石英管。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明进行详细说明，但同时说明本发明的保护范围并不局限于本实施例的具体范围，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-4所示：一种自来水净化处理***，其特征在于：它包括依次通过管道连接的臭氧杀菌器1、原水水箱2、原水加压泵3、气提式砂滤器4、除铁锰过滤器5、活性炭过滤器6、软水器7、保安过滤器8、光催化反应器9、超滤设备10、纳滤设备11及无菌储水罐12,所述原水水箱2内部设有逆流形成装置25以及水箱过滤网26，所述逆流形成装置25包括两个上、下两个漏斗形的部件，所述上漏斗形部件的底部中间设有水流通道，所述下漏斗形部件底部密封，所述水箱过滤网26位于所述逆流形成装置25的下方，将所述原水水箱2分为上、下两个腔室，所述原水水箱2的底部设有出水口27，所述出水口27附近设有水箱紫外线杀菌器28，所述原水水箱2设有pH控制装置210，所述pH控制装置210包括pH传感器，盐酸加料箱、氢氧化钠加料箱以及PLC控制器，所述原水水箱2的顶部分别设有水箱进水口21、水箱液位控制器22以及水箱充气排气过滤装置23，所述原水水箱2的内部水箱进水口21下方设有至少两个水平安装的喷头24，所述喷头24下方设有所述逆流形成装置25，所述逆流形成装置25的下方设有所述水箱过滤网26，所述原水水箱2的底部还设有水箱排污口29，所述原水水箱2内部设有防腐蚀层，所述防腐蚀层的材料包括以下重量组分：

FEEK：100份；

FEP：20份；

碳纤维：10份；

纳米氮化硅：2份；

蒙脱土：2份；

玻璃纤维：3份；

石蜡：1份；

偶联剂：乙烯基三过氧化叔丁基硅烷：0.5份；

增塑剂：癸二酸二辛酯：6份；

稳定剂：钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物：2份。

所述气提式砂滤器4包括主体，所述主体的底部设有砂滤器进气口45，顶部设有洗砂装置41，所述砂滤器进气口45与洗砂装置41之间设有竖直设置的提砂管46，所述提砂管46的左右设有布水器47，所述主体的上方左右两侧分别设有砂滤器进水口48和砂滤器出水口43，所述砂滤器进水口48与所述布水器47相连接，所述主体的中下部填充有砂层44。

所述光催化反应器9包括光催化反应容器96和分离装置94，所述催化反应容器96和分离装置94的底部都分别设有排空口，所述两个排空口之间设有水泵95，所述光催化反应容器96内部设有石英管98，所述石英管98内部设有紫外灯97，所述光催化反应容器96顶部设有进水口和出水口，所述分离装置94的顶部设有进水口和出水口，所述光催化反应容器96的出水口与分离装置94的进水口之间设有回流水流量计91，所述分离装置94的出水口设有合格水流量计92和压力表93，所述光催化反应容器96内部装有光催化剂，所述光催化剂包括以下重量组分：

丙烯酸甲酯：100份；

纳米二氧化钛：6份；

聚乳酸：10份；

壳聚糖：6份；

醋酸纤维素：5份；

环氧丙基三甲基氯化铵：10份；

去离子水：200份。

所述超滤设备10采用的超滤膜为孔径为0.1μm的聚四氟乙烯中空纤维膜。

所述纳滤设备11采用的纳滤膜为膜孔径1.2μm的中空纤维纳滤膜。

所述无菌储水罐12的内部设有壳聚糖抗菌层，外部设有PEF保温层。

实施例2：

如图1-4所示：一种自来水净化处理***，它包括依次通过管道连接的臭氧杀菌器1、原水水箱2、原水加压泵3、气提式砂滤器4、除铁锰过滤器5、活性炭过滤器6、软水器7、保安过滤器8、光催化反应器9、加热器10、聚四氟乙烯过滤膜11及无菌储水罐12,所述原水水箱2内部设有逆流形成装置25以及水箱过滤网26，所述逆流形成装置25包括两个上、下两个漏斗形的部件，所述上漏斗形部件的底部中间设有水流通道，所述下漏斗形部件底部密封，所述水箱过滤网26位于所述逆流形成装置25的下方，将所述原水水箱2分为上、下两个腔室，所述原水水箱2的底部设有出水口27，所述出水口27附近设有水箱紫外线杀菌器28，所述原水水箱2设有pH控制装置210，所述pH控制装置210包括pH传感器，盐酸加料箱、氢氧化钠加料箱以及PLC控制器，所述原水水箱2的顶部分别设有水箱进水口21、水箱液位控制器22以及水箱充气排气过滤装置23，所述原水水箱2的内部水箱进水口21下方设有至少两个水平安装的喷头24，所述喷头24下方设有所述逆流形成装置25，所述逆流形成装置25的下方设有所述水箱过滤网26，所述原水水箱2的底部还设有水箱排污口29，所述原水水箱2内部设有防腐蚀层，所述防腐蚀层的材料包括以下重量组分：

FEEK：100份；

FEP：23份；

碳纤维：13份；

纳米氮化硅：3份；

蒙脱土：3份；

玻璃纤维：4份；

石蜡：1.5份；

偶联剂：乙烯基三过氧化叔丁基硅烷：0.65份；

增塑剂：癸二酸二辛酯：7份；

稳定剂：钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物：2.5份。

所述气提式砂滤器4包括主体，所述主体的底部设有砂滤器进气口45，顶部设有洗砂装置41，所述砂滤器进气口45与洗砂装置41之间设有竖直设置的提砂管46，所述提砂管46的左右设有布水器47，所述主体的上方左右两侧分别设有砂滤器进水口48和砂滤器出水口43，所述砂滤器进水口48与所述布水器47相连接，所述主体的中下部填充有砂层44。

所述光催化反应器9包括光催化反应容器96和分离装置94，所述催化反应容器96和分离装置94的底部都分别设有排空口，所述两个排空口之间设有水泵95，所述光催化反应容器96内部设有石英管98，所述石英管98内部设有紫外灯97，所述光催化反应容器96顶部设有进水口和出水口，所述分离装置94的顶部设有进水口和出水口，所述光催化反应容器96的出水口与分离装置94的进水口之间设有回流水流量计91，所述分离装置94的出水口设有合格水流量计92和压力表93，所述光催化反应容器96内部装有光催化剂，所述光催化剂包括以下重量组分：

丙烯酸甲酯：100份；

纳米二氧化钛：6.5份；

聚乳酸：13份；

壳聚糖：7份；

醋酸纤维素：6份；

环氧丙基三甲基氯化铵：13份；

去离子水：250份。

所述超滤设备10采用的超滤膜为孔径为0.7μm的聚四氟乙烯中空纤维膜。

所述纳滤设备11采用的纳滤膜为膜孔径1.6μm的中空纤维纳滤膜。

所述无菌储水罐12的内部设有壳聚糖抗菌层，外部设有PEF保温层。

实施例3：

如图1-4所示：一种自来水净化处理***，它包括依次通过管道连接的臭氧杀菌器1、原水水箱2、原水加压泵3、气提式砂滤器4、除铁锰过滤器5、活性炭过滤器6、软水器7、保安过滤器8、光催化反应器9、加热器10、聚四氟乙烯过滤膜11及无菌储水罐12,所述原水水箱2内部设有逆流形成装置25以及水箱过滤网26，所述逆流形成装置25包括两个上、下两个漏斗形的部件，所述上漏斗形部件的底部中间设有水流通道，所述下漏斗形部件底部密封，所述水箱过滤网26位于所述逆流形成装置25的下方，将所述原水水箱2分为上、下两个腔室，所述原水水箱2的底部设有出水口27，所述出水口27附近设有水箱紫外线杀菌器28，所述原水水箱2设有pH控制装置210，所述pH控制装置210包括pH传感器，盐酸加料箱、氢氧化钠加料箱以及PLC控制器，所述原水水箱2的顶部分别设有水箱进水口21、水箱液位控制器22以及水箱充气排气过滤装置23，所述原水水箱2的内部水箱进水口21下方设有至少两个水平安装的喷头24，所述喷头24下方设有所述逆流形成装置25，所述逆流形成装置25的下方设有所述水箱过滤网26，所述原水水箱2的底部还设有水箱排污口29，所述原水水箱2内部设有防腐蚀层，所述防腐蚀层的材料包括以下重量组分：

FEEK：100份；

FEP： 25份；

碳纤维： 15份；

纳米氮化硅： 4份；

蒙脱土： 4份；

玻璃纤维： 5份；

石蜡： 2份；

偶联剂：乙烯基三过氧化叔丁基硅烷： 0.8份；

增塑剂：癸二酸二辛酯： 8份；

稳定剂：钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物： 3份。

所述气提式砂滤器4包括主体，所述主体的底部设有砂滤器进气口45，顶部设有洗砂装置41，所述砂滤器进气口45与洗砂装置41之间设有竖直设置的提砂管46，所述提砂管46的左右设有布水器47，所述主体的上方左右两侧分别设有砂滤器进水口48和砂滤器出水口43，所述砂滤器进水口48与所述布水器47相连接，所述主体的中下部填充有砂层44。

所述光催化反应器9包括光催化反应容器96和分离装置94，所述催化反应容器96和分离装置94的底部都分别设有排空口，所述两个排空口之间设有水泵95，所述光催化反应容器96内部设有石英管98，所述石英管98内部设有紫外灯97，所述光催化反应容器96顶部设有进水口和出水口，所述分离装置94的顶部设有进水口和出水口，所述光催化反应容器96的出水口与分离装置94的进水口之间设有回流水流量计91，所述分离装置94的出水口设有合格水流量计92和压力表93，所述光催化反应容器96内部装有光催化剂，所述光催化剂包括以下重量组分：

丙烯酸甲酯：100份；

纳米二氧化钛： 7份；

聚乳酸： 15份；

壳聚糖： 8份；

醋酸纤维素： 7份；

环氧丙基三甲基氯化铵： 15份；

去离子水： 300份。

所述超滤设备10采用的超滤膜为孔径为0.12μm的聚四氟乙烯中空纤维膜。

所述纳滤设备11采用的纳滤膜为膜孔径2.0μm的中空纤维纳滤膜。

所述无菌储水罐12的内部设有壳聚糖抗菌层，外部设有PEF保温层。

上述实施例中，本发明的自来水净化处理***，其具体工作运行过程如下：

原水首先经过臭氧杀菌器1进行初步杀菌消毒处理；然后在进入到原水水箱2中，接着通过原水加压泵3进行重力提升进入到气提式砂滤器4中进行絮凝、沉淀、过滤一体化处理，气提式砂滤器4可以对原水进行初步的粗过滤；接着原水进入到除铁锰过滤器5中以除去水质中多余的铁元素和锰元素；然后水质进入到软水器7中进行水质软化，除去水质中的污垢，降低水质的硬度；接着软化后的水进入到保安过滤器8中进行精过滤，进一步除去水中的杂质；然后水进入到光催化反应器9中通过光催化反应进行杀菌消毒，经过消毒处理后的自来水再先后通过超滤设备10和纳滤设备11进行膜处理，最终除掉水质中残留的杂质，处理并加热后的干净的自来水最后储存到无菌储水罐12中以便进行下一步的分水操作。

其中，自来水在原水水箱2中的流向为：水流从水箱进水口21进入，在喷头24的作用下流经内部的逆流形成装置25，水流由逆流形成装置25上部件的中间空隙和边壁空隙流过，将水体由整体分为流速较慢水量较小的水流，其目的在于改变中部流速较大的水流流向，在流经中间区域时受到下部件的阻挡形成逆向流，逆向流与靠近边壁的正向流剧烈混掺，达到双向流消能的效果，原水水箱2的中的水流压力保持稳定，水流经过逆流形成装置25后再经过水箱过滤网26进行过滤，最后流出原水水箱2。另外，自来水在原水水箱2中还会通过pH控制装置进行pH调节控制，比如，如果要求水质的pH值保留在7（理想的中性状态）左右，如果pH传感器测得的pH值过于偏小，即水质偏酸，那么就需要通过PLC控制器控制氢氧化钠加料箱进行加料，如果pH值过于偏大，即水质偏碱，那么，就需要控制盐酸加料箱进行加料，直至水质的pH值基本达到中性为止。

其中，自来水在气提式砂滤器4中的过滤处理过程具体为：首先，水从砂滤器进水口48送到底部开有圆周放射状条形细孔的布水器47中，水以向上流方向从砂层44（选用粒径为1-2mm 的石英砂，砂层的厚度一般为800-850mm左右，砂层的孔隙率一般为0.45-0.47左右 ）底部慢慢上升，砂层44从底部开始过滤水中的杂质，从而使底部砂粒逐渐集中了大量杂质；同时，砂滤器进气口45 流入定流量的气体（供气风量为可调节状态，调节范围为0-2.8 m³/h））使得砂层44 底部的砂粒被提起，提起的砂粒混合着自来水从中间的提砂管46 上升至洗砂装置41，在这过程中，砂粒和水充分接触，由于砂子与水之间力的相互作用，产生了大量气泡，固体颗粒物被气泡裹附，砂因重力作用从洗砂装置41 和砂滤器排污口42 之间狭缝回落到砂层44的顶部，而由于砂滤器出水口43和砂滤器排污口42之间存在液位差，使得气泡，固体颗粒物还有一部分水从砂滤器排污口42排出，处理后的水从砂滤器出水口43流出继续到下个环节，这样，气提式砂滤器一个周期的工作流程完成，以此周期性的运行下去。

其中，自来水在光催化反应器9中反应过程为：光催化剂加入到光催化反应容器96中与待处理的自来水进行混合，然后开动水泵95，使水在光催化反应容器96和分离装置94之间循环流动，待光催化剂达到悬浮状态,打开紫外灯97,在紫外灯97的照射下光催化反应开始，水中的杂质得到降解,光催化剂通过分离装置94时被截留，处理后的水如果不合格则一直在在光催化反应容器96和分离装置94之间循环往复处理，直至合格，处理后合格的水则从分离装置94的出水口流出，这样该光催化反应器9可以保证了光催化氧化的高效率，又实现了光催化剂颗粒与水的有效分离。

经过本发明的自来水净化处理***，其处理后的自来水水质指标完全可以达到新标准《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自来水净化处理***，其特征在于：它包括依次通过管道连接的臭氧杀菌器（1）、原水水箱（2）、原水加压泵（3）、气提式砂滤器（4）、除铁锰过滤器（5）、活性炭过滤器（6）、软水器（7）、保安过滤器（8）、光催化反应器（9）、超滤设备（10）、纳滤设备（11）及无菌储水罐（12）,所述原水水箱（2）内部设有逆流形成装置（25）以及水箱过滤网（26），所述逆流形成装置（25）包括两个上、下两个漏斗形的部件，所述上漏斗形部件的底部中间设有水流通道，所述下漏斗形部件底部密封，所述水箱过滤网（26）位于所述逆流形成装置（25）的下方，将所述原水水箱（2）分为上、下两个腔室，所述原水水箱（2）的底部设有出水口（27），所述出水口（27）附近设有水箱紫外线杀菌器（28），所述原水水箱（2）设有pH控制装置（210）。

2.根据权利要求1所述的自来水净化处理***，其特征在于：所述气提式砂滤器（4）包括主体，所述主体的底部设有砂滤器进气口（45），顶部设有洗砂装置（41），所述砂滤器进气口（45）与洗砂装置（41）之间设有竖直设置的提砂管（46），所述提砂管（46）的左右设有布水器（47），所述主体的上方左右两侧分别设有砂滤器进水口（48）和砂滤器出水口（43），所述砂滤器进水口（48）与所述布水器（47）相连接，所述主体的中下部填充有砂层（44）。

3.根据权利要求1所述的自来水净化处理***，其特征在于：所述光催化反应器（9）包括光催化反应容器（96）和分离装置（94），所述催化反应容器（96）和分离装置（94）的底部都分别设有排空口，所述两个排空口之间设有水泵（95），所述光催化反应容器（96）内部设有石英管（98），所述石英管（98）内部设有紫外灯（97），所述光催化反应容器（96）顶部设有进水口和出水口，所述分离装置（94）的顶部设有进水口和出水口，所述光催化反应容器（96）的出水口与分离装置（94）的进水口之间设有回流水流量计（91），所述分离装置（94）的出水口设有合格水流量计（92）和压力表（93），所述光催化反应容器（96）内部装有光催化剂，所述光催化剂包括以下重量组分：

丙烯酸甲酯：100份；

纳米二氧化钛：6-7份；

聚乳酸：10-15份；

壳聚糖：6-8份；

醋酸纤维素：5-7份；

环氧丙基三甲基氯化铵：10-15份；

去离子水：200-300份。

4.根据权利要求1所述的基于膜技术的自来水除菌***，其特征在于：所述超滤设备（10）采用的超滤膜为孔径为0.1-0.12μm的聚四氟乙烯中空纤维膜。

5.根据权利要求1所述的基于膜技术的自来水除菌***，其特征在于：所述纳滤设备（11）采用的纳滤膜为膜孔径1.2-2.0μm的中空纤维纳滤膜。

6.根据权利要求1所述的自来水净化处理***，其特征在于：所述原水水箱（2）的顶部分别设有水箱进水口（21）、水箱液位控制器（22）以及水箱充气排气过滤装置（23），所述原水水箱（2）的内部水箱进水口（21）下方设有至少两个水平安装的喷头（24），所述喷头（24）下方设有所述逆流形成装置（25），所述逆流形成装置（25）的下方设有所述水箱过滤网（26），所述原水水箱（2）的底部还设有水箱排污口（29）。

7.根据权利要求1或6所述的自来水净化处理***，其特征在于：所述pH控制装置（210）包括pH传感器，盐酸加料箱、氢氧化钠加料箱以及PLC控制器。

8.根据权利要求7所述的自来水净化处理***，其特征在于：所述原水水箱（2）内部设有防腐蚀层，所述防腐蚀层的材料包括以下重量组分：

FEEK：100份；

FEP：20-25份；

碳纤维：10-15份；

纳米氮化硅：2-4份；

蒙脱土：2-4份；

玻璃纤维：3-5份；

石蜡：1-2份；

偶联剂：0.5-0.8份；

增塑剂：6-8份；

稳定剂：2-3份。

9.根据权利要求1所述的自来水净化处理***，其特征在于：所述无菌储水罐（12）的内部设有壳聚糖抗菌层，外部设有PEF保温层。