石灰處理中幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的研究

王惠麗

摘 要：本文主要解決熱水系統(tǒng)結(jié)垢的問題。某單位采用的是石灰軟化法，但是運(yùn)行一段時(shí)間之后，鍋爐中結(jié)垢嚴(yán)重，經(jīng)分析氧化鈣的含量為66.80%，氧化鎂的含量為6.60%，水垢為鈣鎂水垢。通過對(duì)其系統(tǒng)的考查，對(duì)原水和水垢的化驗(yàn)，原系統(tǒng)對(duì)鐵的去除率為79.30%，對(duì)硬度的去除率為4.89%。因此提出解決方案：（1）增加石灰的加藥量；（2）在混合池上方加一個(gè)低速攪拌槳。而經(jīng)過改進(jìn)后的系統(tǒng)對(duì)鐵的去除率為88.15%，對(duì)硬度的去除率為41.50%，采用此處理工藝后硬度為3.8752mmol/L，鐵含量為73.00μg/L，都能滿足現(xiàn)場(chǎng)用水的要求。

關(guān)鍵詞：石灰軟化 硬度 水垢 混凝

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（c）-0091-02

水的石灰處理法是國(guó)內(nèi)外在水處理領(lǐng)域采用較多的一種方法。目前大多數(shù)被用于以下幾方面，電廠循環(huán)冷卻水、電廠煙氣脫硫、城市廢水處理、各中小型企業(yè)的自用水處理。硬水軟化法主要有離子交換法、膜分離和藥劑軟化[1]，前兩種方法的設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，而石灰軟化（藥劑軟化的一種）是一個(gè)處理費(fèi)用很低的工藝，石灰來源廣、價(jià)格便宜，石灰軟化用于只去除鈣鎂離子的生活飲用水處理，特別是負(fù)硬度水的處理，出水水質(zhì)可以滿足要求[2]，尤其是對(duì)于中小型企業(yè)，采用石灰軟化法處理高硬度地下水，其經(jīng)濟(jì)效益令人滿意，而且操作簡(jiǎn)單，廢棄物為固體，容易處理[3]。

1 問題的查找

原系統(tǒng)：原水（地下水）→次氯酸鈉和鹽酸→曝氣→加石灰乳→混合箱→過濾器→次氯酸鈉和鹽酸→清水箱。

現(xiàn)場(chǎng)操作條件有限，而且工人技術(shù)水平不高，正常運(yùn)行時(shí)并沒有按照設(shè)計(jì)的參數(shù)運(yùn)行，這是現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問題的主要原因?，F(xiàn)場(chǎng)用的石灰純度為54%，純度比較低，里面含有很多雜質(zhì)。影響石灰的正常加入量，原設(shè)計(jì)時(shí)考慮到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，建議采用純度高的石灰（高于70%），其用量少，成本不高?；旌铣睾笥谢亓餮b置，但在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行是回流設(shè)備基本不起作用，因此混合效果不好?；谝陨戏治?，做了以下實(shí)驗(yàn)來確定問題出現(xiàn)的部位。

2 問題的研究

2.1 尋找最佳加藥量

2.1.1 石灰純度的測(cè)定

5.0101g溶于60mL濃鹽酸和20mL濃硝酸定容至500mL，配成石灰分析液。取此分析液2mL稀釋至200mL。

實(shí)驗(yàn)步驟：取樣10mL→加40mL水→5mL20% KOH→3mL三乙醇胺→4mL1%L-半胱鹽酸鹽→30mg鈣紅指示劑→進(jìn)行滴定→消耗T=0.014mol/L的EDTA 0.70mL。

x=0.014×0.7×0.2×0.5×56×1000×100%/（10×2× 5.0101）=54.77%

2.1.2 石灰量的確定

（1）確定水樣的特征，即測(cè)定原水的溫度、硬度、pH。

（2）量取200mL水樣，放入500mL燒杯中，將裝有水樣的燒杯放在定時(shí)變速攪拌儀上。

（3）中速攪拌（150r/min）5min燒杯水樣，用移液管每次增加10mL的石灰上清液，直至出現(xiàn)礬花。記錄此時(shí)加入石灰上清液的量。

2.1.3 確定石灰的最佳加入量

（1）量取6個(gè)200mL水樣置于6個(gè)500mL燒杯中，將裝有水樣的燒杯置于定時(shí)變速攪拌儀上。

（2）根據(jù)“混凝劑劑量的確定”實(shí)驗(yàn)中加入的混凝劑的劑量實(shí)驗(yàn)，按照下面的數(shù)據(jù)加藥。

（3）充分?jǐn)嚢杷畼樱?00r/min）0.5min。

（4）測(cè)定水樣的水溫、硬度、pH。

（5）向水中加入石灰上清液。

（6）將加入石灰的水樣快速攪拌（200r/min）1min后，慢速攪拌（60r/min）5min。

（7）靜止15min，吸取上清液50mL，測(cè)定其殘余硬度。

原水體積為200mL，原水濁度為2.81NTU，原水溫度為15℃，其中加入27mL時(shí)出現(xiàn)礬花。通過表中的數(shù)據(jù)可以看出加入29mL石灰時(shí)上清液效果最好，此時(shí)，即加藥量為5516.38g/h。其殘余鐵的含量為73.00μg/L。

2.2 尋找合理反應(yīng)時(shí)間

（1）取200mL水樣于500mL的燒杯中。

（2）向1#燒杯中加入29mL石灰上清液，計(jì)時(shí)至出現(xiàn)礬花。

（3）向2#燒杯中加入29mL石灰上清液，并在定速攪拌儀上攪拌，轉(zhuǎn)速為150r/min，計(jì)時(shí)至出現(xiàn)礬花。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過對(duì)上面的分析測(cè)定，看出只是石灰處理，形成的礬花細(xì)小松軟，因此考慮加混凝劑后的處理效果。

2.3 增加絮體沉降的混凝沉淀實(shí)驗(yàn)

2.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器及用品

定時(shí)變速攪拌儀、濁度計(jì)、pH試紙、溫度計(jì)、秒表、燒杯200mL、燒杯1000mL、量筒1000mL、聚合鐵鋁溶液。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟及記錄

（1）混凝劑劑量的確定。

①確定水樣的特征，即測(cè)定原水的溫度、濁度、pH。

②量取200mL水樣，放入500mL燒杯中，將裝有水樣的燒杯放在定時(shí)變速攪拌儀上。

③中速攪拌（150r/min）5min燒杯水樣，用移液管每次增加0.5mL的1%聚合鐵鋁溶液，直至出現(xiàn)礬花。此時(shí)加入1%聚合鐵鋁溶液的劑量為0.5mL。

（2）確定混凝劑的最佳加入量。

①量取6個(gè)200mL水樣置于6個(gè)500mL燒杯中，將裝有水樣的燒杯置于定時(shí)變速攪拌儀上。

②根據(jù)“混凝劑劑量的確定”實(shí)驗(yàn)中加入的混凝劑的劑量，取其25%作為1號(hào)燒杯的加入量，其200%作為6號(hào)燒杯的加入量，用依次增加混凝劑劑量相等的方法求出2～5號(hào)燒杯的混凝劑加入量。endprint

③充分?jǐn)嚢杷畼樱?00r/min）0.5min。

④測(cè)定水樣的水溫t=16℃、濁度ZD=2.81NTU、pH值=7.00。

⑤向水中加入混凝劑。

⑥將加入混凝劑的水樣快速攪拌（200r/min）1min后，慢速攪拌（60r/min）5min。

⑦靜止15min，吸取上清液，測(cè)定其濁度，同時(shí)測(cè)定溫度、pH值。

2.4 存在問題的確定

通過石灰加藥的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看出如果調(diào)整好加藥量，對(duì)鐵的去除率為88.15%，而對(duì)鈣的去除效率為41.50%。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中看出，石灰的加藥量不足是導(dǎo)致熱水系統(tǒng)結(jié)垢的嚴(yán)重問題。

2.5 建議

雖然以上兩條可以解決現(xiàn)場(chǎng)熱水系統(tǒng)結(jié)垢問題，但是在今后的工作中，我們也希望現(xiàn)場(chǎng)的工作人員能夠按照要求進(jìn)行操作，即保證石灰的加藥和攪拌槳的正常工作。如果還有沉降效果不好的現(xiàn)象，可采用混凝處理，而且過濾應(yīng)該定期清洗。管理人員在處理氧化鈣和氫氧化鈣時(shí)都應(yīng)注意安全，石灰對(duì)眼睛、鼻子、嘴都有害，也會(huì)灼傷皮膚，管理人員配帶口罩以及能起到保護(hù)作用的衣服。

3 結(jié)論

為了解決現(xiàn)場(chǎng)熱水系統(tǒng)結(jié)垢的問題，通過以上的分析得出以下兩條結(jié)論。

（1）增加加藥量（加入飽和的石灰上清液2.32m3/h），從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中我們看出現(xiàn)場(chǎng)加藥量不足，為了改善出水水質(zhì)，需要增加石灰的加入量；（2）在混合池上方加一個(gè)低速攪拌槳（30r/min），從實(shí)驗(yàn)結(jié)論中看出原系統(tǒng)中，原水與石灰的反應(yīng)時(shí)間是足夠的，但是在實(shí)驗(yàn)室模擬時(shí)，要在混合均勻的條件下，現(xiàn)場(chǎng)混合池混合效果不好，這是反應(yīng)不徹底的原因，因此，要在混合池上方加一個(gè)攪拌槳，但不需要轉(zhuǎn)速太高，只要能將原水與石灰充分混合即可。

按照以上兩條運(yùn)行，對(duì)鐵的去除率可達(dá)到88.15%，而對(duì)鈣的去除效率為41.50%，出水水質(zhì)滿足用水系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 喬慶云.石灰軟化地下水處理工程應(yīng)用研究[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（4）：74-77.

[2] 楊金旺.水的石灰處理及其排渣再利用[J].中國(guó)電力， 1993（6）：29-32.

[3] 高秀山.火電廠循環(huán)冷卻水處理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002.endprint