石灰在水处理中的应用_陈小兵

《科技传播》2009•9（上）59应用科学AppliedScience石灰在水处理中的应用陈小兵同方股份有限公司，北京100083摘要在我国石灰被广泛应用于水处理方面，石灰是水处理中必不可少的药剂。本文描述了石灰在水处理过程中的反应机理，和采用石灰处理和絮凝处理时，与其相配合的条件，并简要列出了石灰处理的工况。关键词石灰；石灰处理；水处理；凝聚中图分类号X703.5文献标识码A文章编号1674-6708（2009）04-0059-02AbstractThesummaryofthelimeinthewatertreatmentprocessofthereactionmechanismandconditionofflocculationwithlimeinwatertreatment.Outlineofthedealwithlimeconditionandpointouttheimportanceoflimeinwatertreatmentinchina.Keywordslime；watertreatment；flocculation自古以来，石灰石、生石灰和熟石灰在多种行业中都是不可缺少的。如今这些基本材料的用途更为广泛，而石灰的主要使用者则是工业部门。石灰主要被利用在钢铁工业，化学工业，建材工业，建筑工业，农业上。按一般说法，石灰即指石灰石、生石灰和熟石灰。而正确的理解则是石灰仅指煅烧制品。苛性石灰主要指氧化钙，但和苛性钠（NaOH）一样也用来指氢氧化钙。1石灰法处理——降低水中暂硬和碱度在水处理系统中，石灰预处理设置在离子交换的前面，从而减低水中碱度，这种方法在国外是比较普遍的。将配置溶液或是悬浮液（石灰乳）的石灰加入经过预热的水中。由于石灰的溶解和水解，水中Ca2+和OH-离子浓度增加，导致水中H+与OH-之间的平衡发生变动，部分H+与OH-结合成水分子，水中H+离子浓度降低破坏碳酸平衡，决定水碱度的HCO3-离解而生成CO32-，水中CO32-离子浓度增加达到并超过碳酸钙的溶解度积而发生CaCO3沉淀。当有足够的石灰剂量时，水中OH-浓度升高，当PH>10.5至使Mg(OH)2沉淀出来，这样除降低碱度外，硬度和溶解固形物也相应降低。此外，还有其他复杂的化合物生成，对其成分研究尚不足。石灰处理过程以下列方程式说明：Ca(OH)2→Ca2++2OH-;OH-+H+→H2O｝综合：OH-+HCO3-=H2O+CO32-HCO3-→H++CO32-Ca2++CO32-→CaCO3;Mg2++2OH-→Mg(OH)2。根据上述反应可知，一般天然水水质均适用石灰处理，且可使水中碱度降至0.5～0.8毫克当量/升，这决定于原水的性质和处理条件。如水中有负硬（碳酸氢钠），不适于石灰处理，倘若一定要采用时，则必须添加氯化钙或硫酸钙使负硬转换成碳酸钙沉淀。2采用凝聚的范围石灰处理要取得满意效果，必须遵守的条件之一，就是在必要时采用凝聚处理，其处理范围如下：1）石灰处理后水中残留的悬浮物和胶体杂质含量仍不能满足锅炉的容许范围或者水处理设备本身不允许那么大，这样就要同时进行絮凝处理。因为有机杂质能破坏石灰处理过程中的结晶条件及降低阴离子交换剂的吸收容量。据苏联资料介绍，原水中悬浮物含量超过石灰处理所生成沉淀物总重量的10％及耗氧量大于15mg／L就要求凝聚处理。2）原水中硬度和碱度都很小，为了促进除碳效果，采用凝聚需要加等当量的石灰剂量，这样就增加了水中Ca2+的残留量。3）为取得具有相应流动性的絮状沉淀物。4）水中含有硅酸化合物，必须除去其中胶状部分（一般为硅酸化合物的50%～60％），则采用凝聚。5）原水中悬浮物含量即使洪水期不超过约100mg／L，耗氧量不超过约5mg/L，同时碱度不小于约2毫克当量/升，该水用石灰处理时，不必经常进行凝聚处理只要定期进行。在必要时采用凝聚会改进石灰处理效果，但应有限制。因为这样不仅会增加运行费用和降低水在澄清器中的流动速度，更重要的是这样还会增加水中的溶解固形物、锅炉的排污量，也会相应的增加除盐设备的运行费用。石灰处理采用的凝聚剂一般为硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，它水解后亚铁为溶解物，氧化成三价生成氢氧化铁：4FeSO4+8OH-+2H2O+O2→4Fe(OH)3+4SO42-凝聚剂消耗等当量的石灰，同时氧化1毫克当量/升，两价铁生成三价需4mg/L。在石灰处理水预热的温度下，水中所含的溶解氧大于4mg/L，足生成氧化亚铁，有时可加液氯使亚铁加速氧化。石灰处理用硫酸铝是不合适的，因为铝具有两性，在高PH值时，会生成易溶于水的铝酸钙而破坏凝聚效果。只有在碳酸氢根工况时可采用硫酸铝，即保持水中0.05～0.1毫克当量/升HCO3-，此时PH值约为9.5，可满意的降低水中碱度和耗氧量。3各种石灰处理工况石