再矿化工艺中预处理石灰水试验研究

摘要

本课题主要针对再矿化工艺中的石灰水的预处理进行研究,具体研究内容如下:(1)不同浊度的石灰水投加至清水池对出厂水浊度的影响；(2)石灰水不同滤料的直接过滤效果的试验研究；(3)石灰水沉淀及沉淀过滤联用处理效果的试验研究；(4)石灰水投加对出厂水水质稳定性、安全性的影响。
　　 再矿化的工艺核心是使用二氧化碳和饱和石灰水,提高水体的钙硬度、总碱度和pH,使之达到水质稳定；其投加石灰的方式为两点投加,即前投加和后投加。
　　 为了降低向清水池投加石灰带来的浊度上升问题,对石灰水进行了包括直接过滤、沉淀以及沉淀和过滤联用的预处理方法研究。投加当量为5mg/L的情况下,石灰水经过预处理后浊度在15NTU以下基本对水厂出厂水浊度不造成影响,15～50NTU时使出厂水浊度上升至0.3NTU,50～110NTU时使出厂水浊度升至0.5NTU。投加当量减少,同样石灰水浊度对出厂水浊度影响稍有降低。
　　 通过过滤实验可知,过滤对石灰水的浊度去除效果很好,出水后投加至清水池基本上不引起出厂水浊度的变化,然而,直接过滤普遍存在过滤周期短的问题。炭滤料过滤对氢氧化钙存在吸附作用,致使石灰水出水饱和度下降程度大,碱度降低,且炭池在周期为2小时的情况下运行一个月后,滤料“砂化”,酸洗再生耗酸量大,1体积炭需要3体积1mol/L,的盐酸浸泡搅拌10分钟才可再生。
　　 通过石灰水沉淀实验可知,竖流沉淀池沉淀时间为1小时,进水石灰水质量分数为0.15％,浊度为650～900NTU,出水浊度为50～100NTU。中心管加搅拌以及搅拌絮凝对出水浊度影响甚微。通过装置改装,将中心管上部部分放大成100L的搅拌室进行搅拌及搅拌絮凝实验,絮凝搅拌有利于石灰水沉淀处理,使石灰水出水浊度有所下降。
　　 随着石灰投加量的增加(1 mg/L～5mg/L),LSI、AI、CCPP不断上升,而RSI、LR不断下降,这表明随着石灰投加量的增大,水体的腐蚀性、侵蚀性以及阴离子穿透腐蚀瘤的可能性都不断降低,水质化学稳定性提高。在前部投加当量全年平均为6—7mg/L的情况下,当后部投加当量大于等于3mg/L时,除拉森比率在0.62-0.66之间外(可接受值为小于0.5),其他的水质化学稳定指数均达到了可接受的数值范围内。

目录

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第1章 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.1.1 课题背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 再矿化工艺的提出及其必要性

1.3.1 水质化学稳定性的判别

1.3.2 传统加碱工艺处理低碱低硬度水的局限

1.3.3 再矿化工艺的提出和必要性

1.4 本课题主要研究内容

第2章 石灰水直接过滤试验研究

2.1 直接过滤原理

2.1.1 过滤理论

2.1.2 过滤过程的影响因素[39]

2.2 实验室过滤实验

2.2.1 不同滤纸过滤实验

2.2.2 玻璃砂芯漏斗过滤实验

2.2.3 滤后石灰水投加至出厂水中对浊度的影响

2.3 砂滤及纤维过滤的中试研究

2.3.1 砂滤柱过滤实验

2.3.2 纤维束过滤器过滤实验

2.4 炭滤池过滤生产性实验

2.4.1 炭滤池过滤生产性实验装置

2.4.2 炭池出水浊度曲线及结果分析

2.4.3 炭滤料的酸洗

2.5 本章小结

第3章 石灰水沉淀处理及沉淀过滤联用研究

3.1 沉淀原理

3.2 实验室沉淀实验

3.2.1 饱和石灰水静沉曲线

3.2.2 0.05%、0.1%、0.15%石灰水搅拌沉淀实验

3.2.3 0.15%石灰水絮凝沉淀实验

3.2.4 沉淀后石灰水投加对出厂水浊度的影响

3.3 沉淀中试实验

3.3.1 中试实验装置

3.3.2 中试实验结果及分析

3.4 沉淀砂滤联用试验研究

3.4.1 竖流沉淀池与砂滤柱联用实验结果及分析

3.5 沉淀纤维束过滤器联用实验研究

3.5.1 竖流沉淀池与纤维束过滤器联用实验装置图

3.5.2 竖流沉淀池与纤维束过滤器联用实验结果及分析

3.6 本章小结

第4章 清水池投加石灰水对水质稳定性及安全性的影响

4.1 清水池投加石灰的安全性评价

4.1.1 石灰的品质

4.1.2 浊度升高对出水微生物的影响

4.1.3 重金属风险分析

4.2 清水池投加石灰对水质稳定性的影响

4.2.1 水质化学稳定性评价指标的选取及水质指标的检测仪器与方法

4.2.2 清水池投加石灰对pH值的影响

4.2.3 清水池投加石灰对碱度的影响

4.2.4 清水池投加石灰对化学稳定性的影响

4.3 本章小结

结论

参考文献

致谢