浅谈高硬度高碱度水厂处理工艺

某市高硬度地下水水厂工艺设计作者：铁中用张健奎唐延东铁永珍来源：《资治文摘》2016年第03期【摘要】某市地下水总硬度494-612 mg/L，通过实验，提出原水曝气+石灰乳软化+常规处理工艺，经滤膜过滤出水水质均达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）标准。

水厂设计3.0万m3/d，占地面积约32.0亩，设计人口23.0万人，为该水厂及其他类似水源水厂设计提供了参考。

【关键词】石灰乳；总硬度；地下水；工艺参数引言随着近几年来某市高新技术开发区的发展，城区面积的扩大，城市供水设施远远落后于客观需要。

某市目前用水量大约在5×104m3/d，现有水厂日供水能力1.2×104m3，供水不足的矛盾日益突出，新建水厂迫在眉睫。

新建水厂设计处理规模3.0万m3/d，占地面积约32.0亩，设计人口23.0万人。

水源井采用浅井与深井相结合，浅井单井出水量为80.0m3/h，深井单井出水量为65.0m3/h，泵房采用地上式泵房，一井一泵，有输水管道接至净水厂。

一、工艺设计1.工艺流程针对某市新建水厂高硬度高碱度及高含铁量水质特点，水厂工艺采用跌水曝气除铁后，投加石灰乳，去除硬度，用硫酸调节出水pH值，用V型砂滤池过滤后进入清水池，由供水泵房加压送入供水管网，采用二氧化氯消毒。

工艺流程见图9：2.主要构筑物（一）跌水曝气装置跌水曝气装置采用地下水重力式除铁连续跌水曝气方式，与景观水体相结合，占地直径20米左右。

设有三级圆形八卦式跌水曝气，跌水曝气外径从一级至三级依次增大，三级跌水曝气处设置收水渠，用管道输送至下一级处理构筑物。

本工程设计跌水级数3级，其中一级曝气直径10米，二级曝气直径11米，二级曝气直径12米。

第一级跌水高度为1.0m，第二级跌水高度为0.6m，第三级跌水高度为0.6m。

单宽流量40m3/（h·m）。

（二）机械搅拌澄清池机械搅拌澄清池属于泥渣循环型澄清池[3]。

高硬度、碱度循环冷却水处理工艺
加酸工艺
主要是对补入循环冷却水系统的高硬度高碱度水质不进行降硬降碱处理，直接加入到循环冷却水系统，再将一定量的无机酸加入到循环水中，使循环水的pH值严格控制在7.5-8之间，用缓蚀效果好的水处理剂进行处理，保持水中钙硬加碱度之和在（300-900）×10-6之间，浓缩倍数可以控制在2.5-5之间，处理成本较低，处理效果较好，但对管理要求严。

自然运行工艺
主要特点是源水不经降硬降碱处理，直接加入到循环冷却水系统，循环水用全有机配方进行处理，保持水中钙硬加总碱度之和在（300-900）×10-6之间。

操作简单，管理方便，但浓缩倍数只能控制在1.7以下，水费、排污费和药剂费高。

钙硬加总碱之和大于900×10-6后，虽然腐蚀速率有所降低，但粘附速率大幅度增加，从小于15mcm急剧增加到近80mcm，难以保证水冷器高效长周期运行。

现场运行结果也表明国外提出的循环水中钙硬加总碱之和不能大于900×10-6的控制指标是有道理的。

预处理工艺
主要是将补入循环冷却水系统的高硬度高碱度水质，预先经过离子交换树脂将水中硬度和碱度分别从大于180×10-6和250×10-6降低至约50×10-6，再补入到循环冷却水系统。

循环冷却水用全有机水处理剂处理，将循环水中钙硬加总碱之和控制在比较好处理的（300-900）×10-6之间，自然pH值运行，循环水浓缩倍数可以控制在5-6之间，处理效果好，处理成本低，但增加了软化处理操作和软化设备投资。

高硬高碱水处理加酸工艺处理一、提高循环水浓缩倍数的必要性目前水资源日益紧张，作为循环水系统，节水的最有效措施就是提高循环水浓缩倍数，降低系统补水量。

阻垢缓蚀剂一般只在浓缩倍数2-3倍的情况下起到较好的阻垢缓蚀性能，当浓缩倍数进一步提高时，其阻垢缓蚀性能大幅度降低，在凝汽器铜管上发现有结垢现象，影响了系统的安全、稳定、高效运行。

为此，我们提出重新筛选阻垢缓蚀剂并在系统中采用硫酸加阻垢缓蚀剂联合处理方案。

二、解决方案循环水的加酸处理，一般采用浓硫酸与水中最常见的重碳酸盐的反应，将水中的重碳酸盐转变为CaSO4，由于CaSO4 的溶解度较大（0℃时为1750mg/L），所以能够防止碳酸盐水垢的析出，从而可以碱度都较高，直接提高浓缩倍数将使系统结垢趋势大大地提高循环水的浓缩倍率。

另外反应生成的游离CO2，也有利于抑制碳酸盐水垢的析出。

三、加酸工艺流程1、利用自动控制系统将工业硫酸加入补充水中，从而有效降低水中的残余碱度。

硫酸经酸计量泵在混合池中与补充水充分混合，然后将其补入吸水井或冷却塔水池中。

硫酸可加入补充水中，也可加入循环水中。

若加入补充水中，容易保持加酸均匀，避免加酸过量；若加入循环水中，加酸地点不应距循环水泵太近，以免腐蚀循环水泵。

根据实际情况，选择硫酸投加到凉水塔水池中，其工艺流程为：储酸罐→酸计量泵→pH 在线装置→凉水塔水池2、自动加酸控制系统加酸自动控制系统是通过在线pH 自动控制器控制加酸泵泵速向凉水塔水池中投加所需浓硫酸量，实现系统pH的自动控制。

该系统由pH 计、pH自动控制器、贮酸罐和计量泵等组成（见图1）。

13、加酸参数控制在实际使用时，根据控制指标中的总碱度以及pH 的范围来调节现场的硫酸投加量，控制pH 范围在8.0~8.8。

当循环水的pH 接近8.7 时，启动加酸设备，开始给循环水加酸；当循环水的pH低于8.0时，关闭加酸设备，以防循环水系统发生酸性腐蚀。

四、注意事项虽然加硫酸可以有效提高循环水的浓缩倍率，但如果操作不慎或投加量过大，则可能会引起CaSO4 等水垢的形成，还可能造成SO42-对冷却塔等混凝土构筑物的侵蚀。

华北电力人学顶士学位论文—————————————————＿———————＿———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一摘要本文综合评述了目前高硬度、高含盐量、高硫酸根的地下水质的处理方法。

实验研究了降低Ｃａ”、ＳＯ．”含量的可行性方法，探讨了硫酸钙的结晶机理和垢的形成机理及盐效应对成垢的影响，指出了石灰法、ＣａＣｌ：法处理此类水质的适用性与局限性。

实验表明硫酸钙过饱和溶液只有在离子积＞ＩＯＫ。

的情况下才能生成，常规的处理方法对去除去除ｓＯ。

’效果不佳。

结合资料，通过综合分析及技术经济比较，确立水质的处理方案为石灰纯碱软化一纳滤处理，经工艺计‘算，设计了工艺流程。

此处理方案运行费用低，处理效果好，具有显著的经济效益和环境效益。

关键词：水处理，硫酸根，高硬度，纳滤ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｏｆｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｈａｒｄｎｅｓｓ，ｓａｌｔｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｕｌｆａｔｅｉｎｃｅｒｔａｉｎｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓ．Ａｎｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｌｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｍｏｖａｌｏｆｃａｌｃｉｕｍａｎｄｓｕｌｆａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｉｓｒｅｓｅａｅｒｃｈｅｄｔｈｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｏｄｓｏｆｌｉｍｅａｎｄｃａｌｃｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ．Ｔｈｅｐａｐｅｒａｌｓｏｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｃｒｙｓｔａｌｉｓｓｅｐａｒａｔｅｄｏｕｔｗｈｅｎｔｈｅｉｒｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｓａｂｏｖｅ１ＯＫｓｐｂｙｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄａｌｓｏｄｉｓｕｓｓｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓａｌｔｃｏｎｃｅｎｔｆｏｒｄｅｐｏｓｉｔｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｍｏｖａｌｏｆｓｕｌｆａｔｅｉｓｎｏｔｖｅｒｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｓｏａｍｅｔｈｏｄｆｉｎｔｅｎｅｒａｔｅｂｙｃａｌｃａｒｅｏｕｓｎｅｓｓａｎｄｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ—ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉ）ｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｃｏｍｐａｒｅｏｆｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃｆｌｏｗｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｔｅｃｈｎｏｇｉｃｃａｌｃｕｌａｔｅａｓｗｅｌｌ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｍａｙｂｒｉｎｇｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｅｎｅｆｉｔ。

浅谈地下水硬度偏高的原因与处理方法我国北方大部分地区饮用水水源为地下水，受地质结构、土质特点等原因的影响，水中总硬度普遍偏高，经相关检测数据显示，好多地区地下水硬度呈明显上升趋势。

标签：地下水；硬度；处理方法1 水的硬度水的硬度（也叫矿化度）是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多少。

含量多的硬度大，反之則小。

1升水中含有10mmgCaO（或者相当于10mmgCaO）称为1度。

软水就是硬度小于8的水，如雨水，雪水，纯净水等；硬度大于8的水为硬水，如矿泉水，自来水，以及自然界中的地表水和地下水等。

硬水又分为暂时硬水和永久硬水。

暂时硬水的硬度是由碳酸氢钙与碳酸氢镁引起的，经煮沸后可被去掉，这种硬度又叫碳酸盐硬度。

永久硬水的硬度是由硫酸钙和硫酸镁等盐类物质引起的，经煮沸后不能去除。

以上两种硬度合称为总硬度。

2 地下水硬度升高的原因通过近几年的水质检测数据可知，北方大部分地区地下水硬度都有上升趋势，总结原因去下：2.1 工业废水及居民生活污水的随意排放随着一些工业企业的不断发展，废污水的排放总量不断增加，污水处理能力有限等多种原因，大部分污水均通过排水沟就近排入河道或就地入渗。

因此地表污水中很多酸碱盐类等物质被带进土壤层，经过化合分解、离子交换与离子效应等化学作用，把土壤中的钙镁物质溶解或置换出来，造成地下水硬度高。

同时由于这些水中可能含有大量的有机物质，在生物降解过程中会产生较多的二氧化碳，打破原来地下水中二氧化碳的平衡，促使碳酸钙的溶解，也会使地下水硬度升高。

2.2 污水灌溉由于水资源缺乏，有些地区长期用污水灌溉，污水中含有大量的钠氯等离子，这些富含可溶盐的污水，渗经富含钙镁胶体的土层时发生离子交换反应，使地下水硬度升高。

2.3 过量开采地下水地下水过量开采引起水动力场和水文地球化学环境的改变，促使土壤及其下层沉积物中的钙镁易溶盐、难溶盐及交换性钙镁由固相向水中转移从而使地下水硬度升高。

2.4 工业废渣和城市生活垃圾的随意堆放，农药化肥的大量使用工业废渣、生活垃圾随意堆放，在阳光、氧气、二氧化碳、水分以及生物的作用下，发生分解、氧化，把土壤中的钙镁物质置换出来，这些钙镁物质又随着雨水、灌溉水和污水、废水渗入地下，从而引起浅层地下水硬度升高。

高负硬度矿井水脱碱处理工艺研究李福勤;冉光阳;张晨星【摘要】针对河南某矿井水处理站供水碱度过高,导致碱度严重超过回用水水质指标,采用药剂法和离子交换法去除碱度.试验结果表明:Ca(OH)2-CaCl2脱碱法中Ca(OH)2最佳投加量为350 mg/L,CaCl2最佳投加量为400 mg/L,去除率达86.1%,药剂成本为0.549元/m3;NaOH-CaCl2脱碱法中NaOH最佳投加量为350 mg/L,CaCl2最佳投加量为850 mg/L,去除率达87.9%,药剂成本为1.555元/m3;氯型树脂脱碱法的出水脱碱率可达到99.9%,药剂成本为0.423元/m3.综合考虑出水水质和药剂成本等因素,可选用氯型树脂脱碱工艺处理矿井水.%In view of the problem that the effluent water alkalinity from a mine water treatment station of a mine in Henan province seriously exceeded the quality limit of reuse water which caused by too high alkalinity of the influent water, agent method and ion exchange method were used for dealkalization. The test results showed that: for Ca(OH)2-CaCl2 dealkalization, the optimal dosage of Ca(OH)2 and CaCl2 were 350 and 400 mg/L respec-tively, the removal rate of alkalinity reached 86.1%, the cost of the agents was 0.549 yuan/m3; for NaOH-CaCl2 dealkalization, the optimal dosage of Ca(OH)2 and CaCl2 were 350 and 850 mg/L respectively, the removal rate of alkalinity was 87.9%, the agents cost was 1.555 yuan/m3; Using chloride resin dealkalization process to treat the said kind of water, the dealkalization rate could reach 99.9% and the agents cost was 0.423 yuan/m3. Therefore, based on an overall consideration of effluent water quality, agents costand some other factors, chloride resin dealkalization process was finally chosen for mine water treatment.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2017(048)002【总页数】4页(P15-17,42)【关键词】高负硬度矿井水;药剂法;离子交换法【作者】李福勤;冉光阳;张晨星【作者单位】河北工程大学能源与环境工程学院, 河北邯郸 056038;河北工程大学能源与环境工程学院, 河北邯郸 056038;河北工程大学能源与环境工程学院, 河北邯郸 056038【正文语种】中文【中图分类】X75.031河南某矿井水处理站处理能力为5 520 m3／d，采用旋流反应－斜管沉淀－无阀滤池－消毒处理工艺，出水主要用作电厂循环冷却水。

高硬度\高碱度水阻垢缓蚀研究与实践摘要:大唐淮北发电厂循环水浓缩倍率一直处于较低状态，一般维持在 2.8倍左右，为了节约用水，确保系统设备的安全运行，对该厂循环水系统进行了高硬度、高碱度水阻垢缓蚀的研究与实践，并在实际运行中取得了良好的效果。

关键词:高硬度；循环水冷却水；浓缩倍率；化学药剂Abstract: Datang Huaibei Power Plant Circulating Water has been in a low state, generally maintained at about 2.8 times, in order to conserve water, ensure safe operation of equipment, the plant circulating water system, high hardness, high alkali degree water scale and corrosion inhibition of research and practice, and in the actual operation and achieved good results.Key words:high hardness; circulating water cooling water; concentration ratio; chemicals一、引言循环冷却水是火电厂用水量的主要组成部分，循环水水质的好坏，直接关系到凝汽器管的腐蚀和结垢问题，既影响凝汽器换热效果，又容易造成设备损坏。

为了保证机组的安全运行，大唐淮北发电厂循环水浓缩倍率一直处于较低状态，一般维持在2.8倍，有时因为环保压灰和锅炉冲灰的需要而大量排污使循环水浓缩倍率在2.0倍左右，造成水资源的极大浪费。

近年来由于工业用水价格不断攀升和排污费收取方式的改变，造成我厂排污费用大幅增加，发电单位耗水率与标准值存在较大差距，节水工作刻不容缓，高浓缩倍率下循环水的处理就显得尤为重要。