石灰投加在自來水廠中的應用

發(fā)表于: 2014-09-09 / 分類: 公司新聞 / 瀏覽: 2,300 views 次

摘要：本文對省內(nèi)使用石灰的14家自來水公司進行了調(diào)研。主要對石灰的投加點、投加量、對礬耗的影響、投加方式及存在的問題進行了歸納和分析，最后對石灰在生產(chǎn)中的合理性應用提出了建議措施。

關鍵詞：石灰、自來水廠、應用分析

近幾年來，一些原水由于PH值較低，出廠水難以保證達到國家標準，或一些新建的水廠，為了使出廠水符合浙江省現(xiàn)代化水廠的標準（PH：7.0~8.5），我們省內(nèi)相繼有許多自來水公司都采用了石灰投加系統(tǒng)調(diào)節(jié)PH值。投加石灰后也能助凝，改善混凝沉淀效果、提高出廠水質(zhì)的化學穩(wěn)定性、減少管網(wǎng)黃水現(xiàn)象的發(fā)生。但究竟效果如何，投加點如何選擇、投加量多少合適、對水廠正常加礬量影響如何、投加方式又如何等一系列問題值得研究。本文針對浙江省內(nèi)14家自來水公司的應用狀況作了調(diào)研，以供同行探討。

1 投加點

由于石灰投加系統(tǒng)許多是在水廠建成投產(chǎn)后，在生產(chǎn)中遇到原水PH值偏低，為了防止出廠水ＰＨ值不達標，在后來的生產(chǎn)過程中改造追加上去的，因此投加點不能按需設計，只能按照各水廠現(xiàn)有的場地實際情況設置投加點，因此投加點在加礬點前幾十厘米至幾十米、幾百米的水廠都有；而一些新建設的水廠，由于設計施工單位缺乏對石灰性能及對水質(zhì)的認識，投加點的設置也不盡合理。有的水司為了避免多個水廠重復建設，在原水泵站直接投石灰，距離各水廠幾十公里。投加點既有選擇在管道上的，也有設置在配水井（槽）上的。從實際運行的效果來分析，石灰投加點與后面加礬點距離太近、太遠或直接投加在配水井（槽）上，雖然也能明顯提高PH，但都對混凝沉淀效果不太好。曾有一個水廠，石灰投加點1個在加礬點前50厘米左右處，另1個在加礬點前近20米，結果在其它條件一致的情況下，后者混凝沉淀效果較好；在原水泵站投加石灰后，經(jīng)過10公里以上的引水進入廠區(qū)，雖然礬花結得比以前大了，但發(fā)現(xiàn)在沉淀池中難以下沉。因而筆者認為石灰投加點與加礬點間應有合適的距離，因為投加的熟石灰Ca(OH)2屬于微溶解物質(zhì)， 20度水溫溶解度僅為0.166%。距離太小，石灰乳濁液在水中還沒有擴散開，水中堿度、ＰＨ值還沒有明顯提高，對凈水劑發(fā)揮絮凝效果要降低，投加石灰助凝的目的主要是提高堿度，改善混凝條件。另外如用硫酸鋁作混凝劑去除濁度時，合適的ＰＨ范圍為6.5～7.5，一些原水PH值本身就低，加了硫酸鋁以后PH值下降又比較多，這時很可能PH值就下降到6.5以下，很難充分發(fā)揮硫酸鋁的作用，如果及早投加石灰，提高ＰＨ和堿度，就可避免這種現(xiàn)象。相反，如果投加距離太遠，石灰基本上已經(jīng)溶解(一般每千噸水投量為幾公斤，遠低于其溶解度0.166%左右)，不溶解的雜質(zhì)許多也已經(jīng)發(fā)生沉淀，這時雖然ＰＨ、堿度都提高了，礬花也結得大了，但并不一定能很快沉淀。因此要有合適的投加間距，既能充分保證石灰在水中有足夠的時間溶解，增加堿度，改善混凝反應條件，又不能使間距太長，使得粉末狀的石灰徹底溶解了或不溶物發(fā)生沉淀了。這些粉末狀的石灰，由于顆粒粒徑大多在200目以上，因此在水中不會立即溶解，在水中隨水流作紊動，這樣也可增加顆粒間碰撞機率，容易形成礬花，一些不溶于水的石灰中的雜質(zhì)被包裹在礬花中，加重了礬花，使得礬花容易沉降。

大多數(shù)水廠采用單點投加,也有少數(shù)水廠采用兩點投加,第一點設置在加礬前的管道上, 控制沉淀池出水ＰＨ6.9～7.0，第二點在濾前投加，控制出廠水ＰＨ7.1～7.2，這樣設置有兩個好處,其一: 因為混凝反應有一個合適的PH值范圍，PH值過高，會導致混凝效果不理想，如用聚氯化鋁去除消毒副產(chǎn)物前驅物腐殖酸時,最佳PH為6.8左右,PH高了反而不利于腐殖酸的去除,而且有些水廠做過生產(chǎn)試驗,發(fā)現(xiàn)沉淀池出水PH在7.3、7.4以上時，混凝沉淀效果不理想，有時礬花很細小，易穿透濾池，導致出廠水濁度上升；其二：比較經(jīng)濟，雖然采用兩點投加了，但總的石灰投加量對控制濁度，適當提高出廠水PH來說，不會增加，反而會減少，有水廠做過這方面的對比試驗研究。

2 投加量

取決于原水ＰＨ值、采用的凈水劑類型、投加點的遠近及出廠水控制的ＰＨ值。一般原水PH6.5～7.0，PH值越高，投加的石灰量就越少；由于硫酸鋁凈水劑引起的PH下降較多，因此投加的石灰量也就比使用聚合氯化鋁凈水劑多；如果僅僅考慮提高PH，投加距離遠的比近的相對石灰投量較少，因為距離遠了，微溶的石灰有較長時間溶解來提高PH，距離近，則容易有部分石灰粉末來不及溶解就被礬花包裹、沉淀；一般水廠投加石灰后，出廠水PH控制在7.0～7.3，應該是比較經(jīng)濟合理的，另外據(jù)一些水廠的小試及生產(chǎn)試驗表明，這個ＰＨ值范圍的混凝沉淀效果也比較好。

3 對加礬量的影響

石灰作為助凝劑，能改善混凝反應效果，降低沉淀后水的濁度，或在保證同樣出水濁度狀況下能降低加礬量，因此有些水廠使用石灰后，總的加礬量略有減少，他們曾經(jīng)做過對比試驗，在加礬量一樣的條件下，投加石灰后能降低沉淀出水濁度；也有一些水廠使用石灰后，加礬量略有增加，個別水廠增加量達50%以上，筆者認為原因有幾個方面：首先投加點的位置問題，有的水廠在技改、增加石灰投加裝置時，投加點只能設置在加礬點附近，導致加石灰與加礬會發(fā)生一些競爭。如某水廠一期由于石灰投加點選擇范圍小，只能選在原加礬點前1米左右位置投加，對加礬有一些影響，現(xiàn)在二期石灰投加點選擇在加礬點前15米左右處。其次投加方式，省內(nèi)某水廠前幾年由于石灰溶解池采用壓縮空氣攪拌，石灰溶解不好，導致加礬量明顯增加，后改采用攪拌機攪拌石灰溶解池，使得石灰溶解充分，發(fā)現(xiàn)加礬量沒有增加；有的水廠把石灰投加在配水井中，加礬量增加也較明顯。許多水廠生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，加石灰后，合適加礬量值的范圍變寬，所以實際加礬量可以降低一些，具體要進一步調(diào)節(jié)。

4 投加方式

有多種多樣，一些縣的小水廠，采用壓縮空氣攪拌石灰池子，導致石灰攪拌、溶解不充分，另外增加了CO2，使得投加管道系統(tǒng)形成許多CaCO3沉淀物。有些在池子中間采用機械攪拌機，也有些全套設備都采用瑞典TOMAL公司的。通過對幾家自來水廠的調(diào)查，他們所用到的泵大致可以分為三種：螺桿泵、計量泵、離心泵。計量泵的線性特性是最好的，其次是螺桿泵和離心泵，目前使用石灰的水廠大多數(shù)采用螺桿泵，主要是考慮石灰容易堵塞泵。中、小型水廠都采用25公斤或500公斤左右的包裝袋，切割以后投到攪拌池中或石灰儲料罐中，也有少數(shù)大、中型水廠把槽罐車中散裝的石灰通過車間外的管道輸送到車間內(nèi)的儲料罐，這樣一方面減輕了操作工人的勞動強度，另一方面避免車間遭到石灰粉塵的污染。

5 存在問題

如果考慮到投入使用石灰的話，從理論上講，計量泵是最容易堵塞的，一些水廠在使用過程中也發(fā)現(xiàn)有泵堵塞的現(xiàn)象，甚至省外某水廠[4]發(fā)生石灰漿堵塞計量泵，后改用投加NaOH或Na2CO3，但是，從幾家自來水廠的使用過程中不難看出，只要使用得當，計量泵也可以避免出現(xiàn)堵塞情況。我們可以在泵前增加一沖洗水管，在停止加藥劑的時候打開沖洗閥，對泵進行5到10分鐘的沖洗以防止泵的堵塞，當然，沖洗時間和沖洗周期可以根據(jù)不同水廠的要求設計一個比較理想的時間。另外，為保證管路不被堵塞，我們可以在出藥口的流量計后加稀釋水管，這樣的話，就可以大大減少管道堵塞的可能性。計量泵的設備成本和維修成本都遠低于螺桿泵。

另外的問題就是使用石灰所產(chǎn)生的渣（主要成分是鹽酸不溶物即二氧化硅）的問題，一些水廠的石灰溶解池（罐）底部比較平整，導致池低沉積的渣不容易排放出去，現(xiàn)在一些溶解池底做成錐形，把沉積在錐底的渣通過管道排放到室外池子中，室外池中上層石灰乳濁液可回收利用。

6 結論與建議?

投加石灰既能提高PH，又能改善混凝反應，提高出廠水的化學穩(wěn)定性，減少管網(wǎng)黃水現(xiàn)象的發(fā)生，相比其它類型的加堿劑，能節(jié)約成本，但在生產(chǎn)應用中應注意以下幾個方面：

（1）投加點位置要合適，既不能距離加礬點太近，又不能太遠，建議最好采用兩點投加。

（2）投加量取決于原水ＰＨ值、采用的凈水劑類型、投加點的遠近及出廠水控制的ＰＨ值。

（3）對加礬量的影響因素有投加點的位置、投加方式等，水廠比較關注礬耗問題，建議水廠多開展一些對比研究工作。

（4）雖然多數(shù)水廠為了防止堵塞問題，采用螺桿泵投加，但只要處置得當，可以采用低成本的計量泵投加，大、中型水廠建議采用散裝的石灰投加系統(tǒng)。

（5）只要能合理設置排渣措施，不但能解決好排渣問題，而且能回收石灰乳濁液。