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珠江下游水源水质普遍呈现低碱度、低硬度、低pH、腐蚀性强的特征,该类水质化学性质极不稳定,这样的原水经水厂处理后,化学稳定性进一步下降。目前采用的单独投加石灰的方法对水质化学稳定性问题的控制作用有限,该水质的饮用水进入管网,导致管网输配水过程的腐蚀问题突出,管网内壁腐蚀严重,“红水”、“黄水”等有色水现象时有发生。因而,拟采用CO2-石灰再矿化工艺从根本上解决水质化学稳定性问题。 采用朗格利尔饱和指数(LSI)、碳酸钙沉淀势(CCPP)、拉森比率(LR)、侵蚀指数(AI)作为评价指标,对珠三角某市各大水厂的原水、出厂水和管网水进行水质化学稳定性评价,发现原水、出厂水和管网水常年具有腐蚀性。对“黄水”、“浑浊水”频发的某水厂水质进行重点分析,发现该水厂水质化学稳定性问题是导致有色水现象频发的主要原因。 通过对碳酸盐平衡的研究,建立了用于低碱低硬水调整的再矿化模型。针对珠三角某市的水质碱度、硬度、pH、TDS、水温等的水质特征,提出了适合该市的再矿化目标值:7.848.5mg/L,Ca>54.6mg/L;1月至3月水温在8℃至20℃,碱度>55mg/L,Ca>61.1mg/L(碱度、硬度均以mgCaCO3/L计)。 根据提出的再矿化目标值,采用2套10m3/h的中试装置进行再矿化实验研究,其中一套为常规工艺,另一套为再矿化工艺,将二者水处理效果对比分析。 混凝沉淀阶段:再矿化工艺提高了混凝沉淀的浊度、颗粒数和UV254的去除率;由于再矿化提高了pH值,沉后水的余Al从0.05mg/L升高至0.08mg/L,仍可以满足水质标准;混凝沉淀阶段PAC的水解产生H+,Ca2+、Mg2+压缩双电层促进混凝,碱度衰减约4.6mg/L,硬度衰减3.3mg/L。 砂滤阶段:该过程无药剂投加,且生物活动较弱,较常规工艺,再矿化对其无明显影响。由于沉后水浊度、颗粒数、UV254较低,砂滤出水水质有所改善;碱度衰减约1.32mg/L,硬度衰减约0.32mg/L。 消毒阶段:目前采用的消毒剂液氯及其衍生物均在低 pH值条件下对消毒效果更好,再矿化后砂滤出水pH7.3左右,经消毒未发现有细菌总数和大肠菌总数检出。 砂滤出水水质化学稳定性评价,发现出水LSI在-1.0至-0.5之间,LR<0.5,管网水阴离子穿透风险降低,从碳酸盐平衡来讲仍为中等腐蚀的水质。因此,需进行二次加碱以提高出厂水pH值,与Na2CO3、NaHCO3、NaOH相比,采用石灰进行二次加碱有既用量少又经济的优点。通过不同纤维滤料的对比研究,发现某纤维滤料可以用于制备浊度低于10NTU的澄清石灰水,反冲周期28h,清水池投加对出厂水浊度几乎无影响。 饮用水的重金属风险关系到人们的生命健康安全,石灰主要成分是Ca(OH)2、CaO,同时含有重金属成分,通过对石灰以及水处理各工艺段出水的检测,发现石灰中重金属含量极低,各工艺段均无重金属超标。