前投加石灰和后投加氫氧化鈉工藝對水質影響研究

郭曉穎（東莞市東江水務有限公司，廣東東莞523000）

前投加石灰和后投加氫氧化鈉工藝對水質影響研究

郭曉穎（東莞市東江水務有限公司，廣東東莞523000）

針對某水廠采用前投加石灰和后投加氫氧化鈉的方式對出廠水的pH值進行調節后水質中的鋁含量及氨氮等指標偏高的現象，本文通過燒杯混凝試驗，對前投加石灰和后投加氫氧化鈉對水質的影響進行對比試驗研究，確定最佳投加量，從而保證水質的穩定性，結果表明，前投加石灰對混凝劑具有很好的助凝效果，后投加氫氧化鈉對大幅提高pH值有很好的效果，前投加石灰的量為6mg/L以及后投加氫氧化鈉的量為5mg/L時，成本最低，既能保證pH范圍在7.0～7.3，又可保證更好的水質。

1 前言

目前國內很多水廠都采用石灰和氫氧化鈉對水質的pH進行調節，石灰和氫氧化鈉具有調節水體pH、助凝、提高出水水質穩定性等作用，在自來水生產中的應用越來越廣泛。[1-3]某水廠工藝為混凝、沉淀、過濾、消毒，原水取自地表水，pH值為6.7-6.9，由于原水經常規處理工藝處理后出廠水pH值偏低，在6.6-6.7之間，因此該水廠采用前投加石灰和后投加氫氧化鈉的方式提高出廠水的pH值，在混凝沉淀池前投加石灰，在濾池投加氫氧化鈉，有效改善了出廠水的水質，達到了7.0-7.3的內控指標要求，但是在調節pH值的同時，水質的鋁含量以及氨氮等指標也偏高，因此本文通過燒杯混凝試驗，模擬水廠生產中的混凝反應、沉淀過程，對前投加石灰和后投加氫氧化鈉對水質的影響進行對比試驗研究，確定最佳投加量。

2 實驗部分

2.1 實驗儀器和試劑

混凝試驗攪拌機：ZR4-62，深圳市中潤水工業技術發展有限公司；哈稀濁度儀：2100N，美國哈稀公司；酸度計：pHS-3C，上海精密科學儀器有限公司；聚合氯化鋁溶液：1g/L，洛陽市譽龍凈水劑材料有限公司；石灰：興安山源非金屬礦產加工廠；氫氧化鈉；

2.2 實驗參數

燒杯攪拌試驗分為5個階段，第一階段是混凝階段，第二、三、四階段是反應階段，第五階段是沉淀階段，具體參數請參照表1。

2.3 實驗步驟

2.3.1 測定試驗前原水的pH值、濁度、溫度、取水時間（反應前的原水濁度為15.2NTU，pH值為6.7，溫度為26℃，取水時間為早上9:00）；

2.3.2 混凝沉淀池前投加石灰

分別在6個燒杯中倒入1L原水，每個燒杯均加入8mg/L的聚合氯化鋁，再分別加入0mg/L、1mg/L、2mg/L、3mg/L、4mg/L、5mg/L、6mg/L、7mg/L、8mg/L的石灰，按照設定的參數進行混凝攪拌試驗，測定原水、待濾水、濾后水的pH值，待濾水和濾后水的濁度、氨氮、鋁、總硬度、總堿度，結果見表2、表3和圖1。

2.3.3 濾池投加氫氧化鈉

在最佳投加石灰量下，分別在6個燒杯中倒入1L濾后水，在濾后水中分別加入0mg/L、1mg/L、2mg/L、3mg/L、4mg/L、5mg/L、6mg/L的氫氧化鈉，按照設定的參數進行混凝攪拌試驗，測定混凝攪拌后出廠水的pH值、濁度、氨氮、鋁、總硬度、總堿度，結果見表4和圖2。

3 實驗結果

表1 混凝試驗攪拌機設置的參數表

表2 前投加石灰各水質的的測定結果

表3 前投加石灰各水質的測定結果

圖1 前投加石灰各水質的測定結果

圖2 后投加氫氧化鈉出廠水的測定結果

表4 后投加氫氧化鈉出廠水的測定結果

4 實驗結論

由表2表3以及圖1可以看出，投加石灰后，待濾水和濾后水的pH比混凝攪拌前原水的pH要低很多，而且投加的石灰量越大，下降越多，主要的原因可能為聚合氯化鋁在不同的PH條件下水解成不同的H+，水處理構筑物和濾砂含有微生物，堿性條件在亞硝酸菌的作用下，能將含氮的有機物轉化為氨，進一步分解成亞硝酸和硝酸，降低水的p H值［4～5］。在聚合氯化鋁的投加量一定的情況下（8mg/L），隨著投加石灰量的增大，待濾水和濾后水的pH逐漸升高，濁度卻呈下降趨勢，在石灰量為6mg/L時達到最低，而鋁含量、總堿度、總硬度、氨氮呈逐漸升高的趨勢，在石灰量為6mg/L時，有所降低，因此前投加石灰的最佳投加量為6mg/L，由表4和圖2可知，在最佳石灰投加量（6mg/L）時，隨著氫氧化鈉投加量的增加，pH、鋁、總硬度、總堿度呈逐漸升高的趨勢，在投加量為5mg/L時有所下降，而濁度則隨著pH的升高逐漸降低，而且與投加氫氧化鈉前的濁度區別不大，說明石灰的投加對水質的影響較大，在投加量為5mg/L時達到最低，因此后投加氫氧化鈉的最佳投加量為5mg/L，采用前投加石灰和后投加氫氧化鈉的工藝，經過實驗，前投加石灰為6mg/L，后投加氫氧化鈉為5mg/L時出廠水pH值能有效控制在7.0-7.3，而且濁度控制在0.10左右，也降低了鋁、總堿度、總硬度，節約了投加成本。

[1]呂華,宋蓉暉.新安水廠石灰投加系統改造[J].城鎮供水,2005(6):25-26.

[2]王淵,劉貝,趙向陽.投加熟石灰調節水庫水p H值的研究[J].廣東科技.2014(6)159-160.

[3]徐軍,江迎春,錢東.解決水庫水p H值低的對策研究[J].城鎮供水[J].2008(3):17-19.

[4]鄒一平,林之官,王磊,等.水廠加堿試驗研究［J］.給水排水,2001,10:13～17.

[5]徐軍,江迎春,錢東.解決水庫水p H值低的對策研究［J］.城鎮供水,2008,3:17～19.