CN102718294A - 用于饮用水处理的石灰水澄清方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于饮用水处理的石灰水澄清方法，包括以下步骤：(1)配制石灰水：将石灰粉投入水中溶解制成石灰水；(2)搅拌絮凝：对石灰水进行搅拌，石灰水中微小的杂质颗粒絮凝形成大颗粒的杂质沉淀物；(3)絮凝沉淀：杂质沉淀物在石灰水中沉淀下沉，石灰水澄清形成上清液；(4)上清液与杂质沉淀物分离：将石灰水上层的上清液流出后储存，杂质沉淀物沉淀下落至底部，定期排除。本发明提供一种有效降低石灰水的浊度和杂质含量、完全消除在清水池中投加石灰导致的出厂水浊度升高的用于饮用水处理的石灰水澄清方法。

Description

用于饮用水处理的石灰水澄清方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种石灰水处理方法，尤其涉及一种用于饮用水处理的石灰水澄清方法。

背景技术

当前，饮用水是在供水厂净化处理后达到饮用水标准后才能进入城市供水系统中。虽然水厂出厂水质较好，而到用户水龙头时却出现较多的水质问题。产生这种现象的主要原因是：供水厂出产的饮用水的水质化学稳定性差，造成供水管网的腐蚀和结垢，从而污染饮用水。

管网受到侵(腐)蚀，使管道的有效过水断面积缩小，一方面降低管道的输送能力。另一方面，当供水管网内水流速度或水流方向突然发生变化时，管道内壁的腐蚀产物很可能会脱落，释放到管道中的饮用水中，使水中镉、铬、钴、铜、铁、铅、锰、镍等金属元素的浓度增加。城市供水系统中常见的“黄水”现象，就是由钢管、铸铁管等管道的内壁铁腐蚀产物释放而引起的。另外，管道腐蚀会缩短管道的使用年限，增加了管材的维护和更换费用。腐蚀严重时，会发生爆管现象，对城市供水产生较大影响。

饮用水的腐蚀控制的处理方法有很多，其中最为有效和可行的方法之一是应用碳酸钙的溶解平衡关系，使管壁上形成一层碳酸钙保护膜，从而使金属表面不直接与水中溶解氧接触，抑制腐蚀电极的反应过程，控制腐蚀。为了产生薄的、致密的CaCO₃保护膜，必须使水中CaCO₃处于过饱和状态，即饱和指数pHa-pHs＞0。同时，为了降低CaCO₃沉淀速度，必须控制稳定指数2 pHs-pHa＝6。增加水中钙离子和碱度的含量，将使水中pHs值减小，饱和指数pHa-pHs增大，达到抑制管道腐蚀的作用。在水中投加石灰无疑是在水中增加钙离子和碱度，从而抑制管道腐蚀的最经济的方法。

目前，国内许多水厂具有石灰投加工艺，石灰投加点一般设在净水工艺前部-即在混合絮凝池投放。但是，在净水工艺前部加入石灰会产生两个问题，一是会造成混凝阶段pH值过高而影响絮凝沉淀效果；二是使出水的铝含量增高，人体铝摄入过多，增加患老年痴呆症的风险。

还有一种方式是将石灰分为混凝池、清水池两点投加，即可减少了混凝池的石灰投加量，使絮凝剂处在较好絮凝效果的pH值范围内，提高絮凝沉淀效果，降低沉后水中铝含量，清水池投加又可微调出厂水的pH值，改善水质稳定性，尤其是能有效改善在深度处理工艺水厂炭滤池带来的pH值下降的问题。然而在清水池中投加石灰水，会导致出厂水浊度的升高。

对于出厂水浊度的升高，现有的解决办法是利用在饱和石灰水中投加硅酸盐的办法，使饱和石灰水澄清，并与二氧化碳混合加入去离子水中。在饱和石灰水中投加硅酸盐，增加了石灰水的制备成本。而且在石灰水中投加硅酸盐，虽然在一定程度上可以提高石灰水的处理效率，但是提高的效率非常有限，石灰水投加在水厂清水池内，不能完全解决供水厂浊度升高问题。另外，在饱和石灰水中投加硅酸盐，必须增加硅酸盐溶解、投加设备，而且硅酸盐的活化比较困难，必然增加运行管理的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术在供水厂的清水池内直接投加石灰乳造成出厂水浊度大幅升高的缺陷，以及通过在石灰水中投加硅酸盐降低浊度效率较低的缺陷，提供一种有效降低石灰水的浊度和杂质含量、完全消除在清水池中投加石灰水导致的出厂水浊度升高问题的用于饮用水处理的石灰水澄清方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于饮用水处理的石灰水澄清方法，包括以下步骤：

(1)、配制石灰水：将石灰投入水中溶解制成石灰水；

(2)、搅拌絮凝：对石灰水进行搅拌，石灰水中微小的杂质颗粒絮凝形成大颗粒的杂质沉淀物；

(3)、絮凝沉淀：杂质沉淀物在石灰水中沉淀下沉，石灰水澄清形成上清液；

(4)、上清液与杂质沉淀物分离：上清液与杂质沉淀物分离：将石灰水上层的上清液流出后储存，杂质沉淀物沉淀下落至底部，定期排除。

在所述步骤(4)后，优选还包括步骤：

(5)、过滤：将上清液通过过滤装置过滤，进一步去除上清液中残留的杂质，调节后制成符合更高标准要求的澄清石灰水。

所述步骤(1)中，优选所述石灰水中石灰的重量百分比为0.05-0.15％。

所述步骤(2)中，石灰水的流动方向是：由上至下流动或水平流动；石灰水的流速为0.5-1.0mm/s，石灰水处于搅拌状态的时间为5-10min，优选对石灰水进行搅拌的搅拌强度G值为60-180s^-1。

所述步骤(3)中，优选石灰水的流动方向是：由下向上流动或水平流动，石灰水的流速为0.5-1.0mm/s，絮凝沉淀的停留时间为0.5-1.0h。

所述步骤(4)中，优选所述上清液采用淹没孔口出流的方式流出，避免产生跌水现象。

所述步骤(5)中，所述过滤装置中的过滤介质采用高分子软性滤材，滤速为10-15m/h。

所述步骤(5)中，优选过滤一段时间后，对过滤装置进行气液联合反冲洗。

所述气液联合反冲洗优选为采用自来水或过滤后的上清液与空气一起对过滤介质进行反冲洗，所述空气在反冲洗前先经过二氧化碳吸收处理。

本发明将石灰溶解配制石灰水，然后对石灰水进行搅拌，通过合理控制搅拌强度和时间，使得石灰水中微小的杂质颗粒碰撞絮凝形成较大的杂质沉淀物，杂质沉淀物在石灰水中沉淀下沉，并汇集在一起定期排出。由于石灰水内含的杂质逐步絮凝沉淀，石灰水中的杂质含量就大大减少，石灰水变得澄清。流出的澄清石灰水上清液可投加至供水厂清水池中，调节水厂出水的pH值，提高水质的化学稳定性。由于本发明澄清方法处理后流出的石灰水上清液浊度大大减小，就解决了由于投加石灰导致的出厂水浊度升高的问题。

具体实施方式

实施例1、一种用于饮用水处理的石灰水澄清方法，是为了避免影响供水厂出水浊度，预先对石灰水进行澄清处理，用于在出厂前的清水中投放石灰水。具体的澄清方法包括以下步骤：

(1)、配制石灰水：将石灰投入水中溶解制成石灰水；所述石灰水中石灰的重量百分含量为0.15％。

(2)、搅拌絮凝：本发明采用边流动边处理的方式，即在流动的石灰水中进行搅拌，其中在搅拌絮凝过程中石灰水的流动方向是：由上至下流动。利用搅拌装置对石灰水进行一定强度的搅拌，石灰水中杂质碰撞絮凝形成大颗粒的杂质沉淀物；对石灰水进行搅拌的搅拌强度G值为180s^-1，石灰水的流速为0.5mm/s，石灰水处于搅拌状态的时间为10min。由于石灰水是由上至下流动，带动水中的杂质沉淀物向下移动，利于杂质沉淀物的沉淀。

(3)、絮凝沉淀：杂质沉淀物沉淀下落，石灰水澄清形成上清液；在絮凝沉淀过程中石灰水的流动方向是：由下向上流动，石灰水的流速为0.5mm/s，絮凝沉淀的停留时间为1.0h。石灰水从下至上流动，使得在慢慢流动中，石灰水中的杂质沉淀物不断下落，流动到上层的石灰水基本澄清。这种上下流动方式可以节约空间，使得石灰水澄清装置占地面积较小，澄清效果好。

(4)、上清液与杂质沉淀物分离：澄清后的石灰水上层的上清液逐步流出后储存，用于加入到清水池中，或者用于下道处理工序。由于絮凝沉淀过程中，杂质沉淀物就不断下落，收集沉淀下落至底部的杂质沉淀物，积累一定量后，定期将杂质沉淀物排出，就将上清液和杂质沉淀物分离。所述上清液采用淹没空孔口出流的方式流出，控制上清液流出位置低于上清液的液面和出水槽内液面，避免出现“跌水”(即水流跌落)现象。

(5)、过滤：将上清液通过过滤装置过滤，进一步去除上清液中残留的杂质，调节后制成符合更高标准要求的澄清石灰水。所述过滤装置中的过滤介质采用高分子软性滤材，滤速为10m/h。过滤一段时间后，一般是过滤运行16小时后，对过滤装置进行气液联合反冲洗来恢复其过滤性能。所述气液联合反冲洗优选为采用自来水或过滤后的上清液与空气一起对过滤介质进行反冲洗，所述空气在反冲洗前先经过二氧化碳吸收处理，将空气中的二氧化碳吸收掉，防止空气中的二氧化碳与石灰水反应形成碳酸钙沉淀。高分子软性滤材可选用聚丙烯树脂纤维滤材。采用高分子软性滤材可避免石灰在过滤介质上结垢，延长过滤介质使用时间。

对上清液进行过滤是为了进一步去除石灰水中的杂质，澄清后上清液的浊度一般为30-60NTU，过滤装置滤出的澄清石灰水浊度一般小于3NTU，这种品质的石灰水投加至水厂清水池中，不会对水厂出水浊度产生影响。如果对出厂水浊度要求不高，澄清后的上清液也可直接进入石灰水调节池储存备用，省略掉过滤步骤。

浊度检测：

1、检测方法：使用美国HACH2100P型便携式浊度仪检测。

2、检测步骤：

A、将实施例1步骤(1)配制成的石灰水取样10ml，使用浊度仪检测，石灰水的浊度为900NTU。

B、步骤(4)澄清后的上清液取样10ml，使用浊度仪检测，上清液的浊度为46NTU。

C、步骤(5)过滤后的澄清石灰水取样10ml，使用浊度仪检测，过滤后上清液的浊度为1.5NTU。

从检测结果看出：投加的石灰水经过本发明的方法处理后，浊度由900NTU分别下降至46NTU、1.5NTU，浊度大大降低，使其加入到清水中，不会引起清水浊度升高。

实施例2、一种用于饮用水处理的石灰水澄清方法，具体的澄清方法包括以下步骤：

(1)、配制石灰水：将石灰投入水中溶解制成石灰水；所述石灰水中石灰的重量百分含量为0.05％。

(2)、搅拌絮凝：使石灰水水平方向流动，在流动的起始处通过搅拌装置对石灰水进行一定强度的搅拌，石灰水中杂质絮凝形成大颗粒的杂质沉淀物；对石灰水进行搅拌的搅拌强度G值为60s^-1，石灰水的流速为1.0mm/s，石灰水处于搅拌状态的时间为5min。由于石灰水是由不断向前水平流动，离开搅拌装置的水中的杂质沉淀物逐渐沉淀。

(3)、絮凝沉淀：石灰水水平流动，杂质沉淀物不断沉淀下落，在流动一段距离后石灰水中的杂质沉淀物基本上都沉淀，石灰水澄清形成上清液；石灰水的流速为1.0mm/s，絮凝沉淀停留时间为0.5h。

(4)、上清液与杂质沉淀物分离：将石灰水上层的上清液流出后储存，杂质沉淀物不断下落，收集沉淀下落至底部的杂质沉淀物，积累一定量后，定期将杂质沉淀物排出。所述上清液采用淹没空孔口出流的方式流出。

(5)、过滤：将上清液通过过滤装置过滤，进一步去除上清液中残留的杂质，调节后制成符合更高标准要求的澄清石灰水。所述过滤装置中的过滤介质采用聚酯纤维滤材，还可以选用涤纶滤材、腈纶滤材，滤速为15m/h。过滤一段时间后，一般是过滤运行12小时后。对过滤装置进行气液联合反冲洗来恢复过滤性能。

采用如实施例1的检测方法，本实施例制成石灰水的浊度为500NTU，絮凝沉淀后上清液的浊度为32NTU，过滤后上清液的浊度为0.7NTU。

实施例3、一种用于饮用水处理的石灰水澄清方法，具体的澄清方法包括以下步骤：

(1)、配制石灰水：将石灰投入水中溶解制成石灰水；所述石灰水中石灰的重量百分含量为0.1％。

(2)、搅拌絮凝：使石灰水从上至下方向流动，在流动的起始处通过搅拌装置对石灰水进行一定强度的搅拌，石灰水中杂质絮凝形成大颗粒的杂质沉淀物；对石灰水进行搅拌的搅拌强度G值为120s^-1，石灰水的流速为0.8mm/s，石灰水处于搅拌状态的时间为7min。由于石灰水是由不断向下流动，离开搅拌装置的水中的杂质沉淀物逐渐沉淀。

(3)、絮凝沉淀：石灰水从下向上流动，杂质沉淀物不断沉淀下落，越向上流动的石灰水越清，石灰水澄清形成上清液；石灰水的流速为0.8mm/s，絮凝沉淀的停留时间为0.7h。

(4)、上清液与杂质沉淀物分离：将石灰水上层的上清液流出后储存，杂质沉淀物不断下落，收集沉淀下落至底部的杂质沉淀物，积累一定量后，定期将杂质沉淀物排出。所述上清液采用淹没空孔口出流的方式流出储存，直接用于投入到清水池中。

采用如实施例1的检测方法，本实施例制成石灰水的浊度为650NTU，絮凝沉淀后上清液的浊度为40NTU。

Claims (10)

1.一种用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、配制石灰水：将石灰粉投入水中溶解制成石灰水；

(2)、搅拌絮凝：对石灰水进行搅拌，石灰水中微小的杂质颗粒絮凝形成大颗粒的杂质沉淀物；

(3)、絮凝沉淀：杂质沉淀物在石灰水中沉淀下沉，石灰水澄清形成上清液；

(4)、上清液与杂质沉淀物分离：将石灰水上层的上清液流出后储存备用，杂质沉淀物沉淀下落至底部，定期排除。

2.根据权利要求1所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，在所述步骤(4)后，还包括步骤：

(5)、过滤：将上清液通过过滤装置过滤，进一步去除上清液中残留的杂质，调节后制成澄清石灰水。

3.根据权利要求1或2所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述石灰水中石灰的重量百分比为 0.05-0.15%。

4.根据权利要求1或2所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步骤(2)中，石灰水的流动方向是：由上至下流动或水平流动；石灰水的流速为0.5-1.0mm/s，石灰水处于搅拌状态的时间为5-10min。

5.根据权利要求1或2所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对石灰水进行搅拌的搅拌强度G值为60-180s^-1。

6.根据权利要求1或2所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步骤(3)中，石灰水的流动方向是：由下向上流动或水平流动，石灰水的流速为0.5-1.0mm/s，石灰水该步骤停留时间0.5-1.0h。

7.根据权利要求1或2所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述上清液采用淹没孔口出流的方式流出。

8.根据权利要求2所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述过滤装置中的过滤介质采用高分子软性滤材，滤速为10-15m/h。

9.根据权利要求2所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述步骤(5)中，过滤一段时间后，对过滤装置进行气液联合反冲洗。

10.根据权利要求9所述的用于饮用水处理的石灰水澄清方法，其特征在于，所述气液联合反冲洗为采用自来水或过滤后的上清液与空气一起对过滤介质进行反冲洗，所述空气在反冲洗前先经过二氧化碳吸收处理。