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(1)石灰藥劑強化混凝軟化法 水的藥劑軟化法的工藝過程,就是根據容度積原理按需要向水中投加適當藥劑,使之與鈣、鎂離子反應,生成不溶性沉淀物CaC03和Mg(OH)2。通常用的藥劑有石灰、純堿、苛性鈉、磷酸三鈉等,其中以石灰軟化最為常用。
石灰經消化后,制成石灰乳投加在原水中,在高pH值條件下與重碳酸鹽產生如下反應:
Ca(HC03)2+Ca(OH)2=2CaC03 +2H20
Mg( HC03)2+Ca(OH)2 =CaC03 +MgC03+2H20
MgC03+Ca(OH)2 =Mg(OH)2 +CaC03
其中CaC03和Mg(OH)2為沉淀物。鈣鎂二價離子形成的沉淀物在下沉過程中起到混凝劑的作用,CaC03具有良好的絮凝作用,使各種沉淀物在反應池中絮凝,在沉淀池和濾池中去除。對于地下水,一般水的濁度不高,不需投加其他混凝劑。其中pH值對混凝效果好壞影響很大,各地在進行石灰軟化時,應根據當地水質實際情況,通過燒杯試驗觀察不同pH值下的去除效果,同時考慮投藥的經濟性,確定最佳pH值。
由于石灰價格低,來源廣,適用于原水的碳酸鹽硬度較高、非碳酸鹽硬度較低的情況。生活飲用水不要求深度軟化,目前表明這種方法處理后出水硬度指標完全符合飲用水水質標準,石灰藥劑強化混凝法是經濟有效的。投加石灰能去除水中大部分碳酸鹽硬度,不能去除非碳酸鹽硬度,如原水非碳酸鹽硬度較高,可用石灰蘇打法。
為了去除水中的天然有機物,可在石灰軟化處理后加陰離子交換樹脂,這種方法對去除有機物和色度是有效的,能將色度從17度降低到小于3度,一般情況下陰離子樹脂能有效去除相對分子質量在1000以上的有機物,相對分子質量在1000以下不一定有效。
(2)離子交換軟化法 離子交換法,就是將水連續通過陽離子交換體,使組成水質硬度的鈣鎂離子與離子交換劑中的鈉離子或氫離子進行交換,鈣鎂離子被鈉或氫離子所取代,從而使水質軟化的效果。常用離子交換劑有陽離子交換樹脂和磺化煤等。離子交換劑的工作交換容量是有限的,當其失去交換能力時,就要進行再生。離子交換樹脂運行過程中原水總含鹽量及其組分、樹脂層高度、運行流速、水溫、再生方式、再生劑品種和純度、再生液濃度和溫度、再生流速、再生劑用量等均會影響樹脂的實際工作交換容量。離子交換法會在水中產生一定的腐蝕性,會在三個方面產生影響:①會在水中產生金屬腐蝕副產物,②會改變水的化學性質,③會破壞供水管網的表面鈍化膜,從而腐蝕管網。因此控制水的腐蝕性至關重要。
(3)膜軟化法 隨著膜分離技術的提高,膜軟化工藝日益受到重視。膜軟化具有不需再生、無污泥產生、完全去除有機物、操作簡單、占地面積少等優點,是其他軟化工藝所不能比擬的。常用的膜技術包括電滲析、納濾和反滲透。盡管建造費和運行費比石灰軟化要高,但膜軟化能生產優質飲用水,即使未來的水質標準進一步提高,膜法仍能滿足要求,膜軟化的優勢相當明顯。膜軟化適用在進料水質較差而軟化水質要求較高的領域。