CN111028895B

CN111028895B - 一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法

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Publication number: CN111028895B
Application number: CN201911139221.6A
Authority: CN
Inventors: 苏俊涛; 章宝成; 韩翼臣; 孙爱丽; 胡晓明; 石俊; 林清武; 李向伟; 李响; 阮洋; 苑蓉; 黄艳玲
Original assignee: China National Petroleum Corp; China Kunlun Contracting and Engineering Corp
Current assignee: China National Petroleum Corp; China Kunlun Contracting and Engineering Corp
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2039-11-19
Also published as: CN111028895A

Abstract

本发明涉及一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，该方法对药剂软化的环境条件包括温度和pH值，以及药剂软化前、后水中钙、镁离子浓度，软化前碳酸根、重碳酸根浓度进行定量分析，通过理论推导及实验验证并结合安全系数获得药剂软化加药量的计算方法。该方法可有效提高药剂添加量计算结果相对于药剂的实际需求添加量的精确性，为工程设计和实际工程应用提供了有力的技术支撑，避免了药剂软化工程设计过程中因药剂量计算过大或过小导致的一系列设计不合理的情况发生，解决了实际工程中因药剂添加过多造成的药剂浪费进而造成成本过高的问题或因药剂添加不足造成的水质软化处理效果不理想等问题。

Description

一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法

技术领域

本发明涉及一种水处理领域的计算方法，尤其涉及一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法。

背景技术

药剂软化是水处理过程中常见的工艺，该工艺主要用于去除水中钙、镁等永久性硬度离子。经过药剂软化后的软水，可用作锅炉给水、循环冷却水的补充水或工业洗涤用水等。在常规的化工工艺过程中，比如蒸发结晶等工艺，为防止钙、镁等离子在反应过程中产生结垢，往往也需要做水的软化预处理。

针对药剂软化过程中药剂投加量的确定，目前常用的方式有两种：一种方式是工程现场取得需处理的水样，通过一系列小试试验确定加药的最佳药剂量，该方法对未建装置因尚未产生需处理的废水的情况不适用，对水质、水量经常变化的条件下，需反复做实验确定药剂量，过程繁琐，操作性较差；另一种方式，也是目前常用的方式为通过化学方程式计算加药量，该方式相对于试验方法更容易操作，但是在化学计算过程中往往忽略了难溶电解质的溶解沉淀平衡对沉淀的影响、处理水的pH值的影响和/或原有碳酸盐或重碳酸盐的影响，造成加药量的计算值较实际需求值偏差较大。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，使软化药剂的投加量计算快速简单，并提高了计算结果的精确性。

本发明实现上述目的的技术方案是：一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，包括：

步骤一：确定水质药剂软化后水中的Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度要求，获得水质药剂软化前水中Mg²⁺、Ca²⁺、HCO₃ ^-和CO₃ ^2-的质量浓度，获得水质药剂软化前的pH，获得水质药剂软化的环境温度；

步骤二：将水质药剂软化前水中Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度换算成摩尔浓度[Mg²⁺]₀和[Ca²⁺]₀，将水质药剂软化后水中Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度换算成摩尔浓度[Mg²⁺]_出和[Ca²⁺]_出，将水质药剂软化前水中HCO₃ ^-和CO₃ ^2-的质量浓度换算成摩尔浓度[HCO₃ ^-]0和[CO₃ ^2-]0，根据水质药剂软化的环境温度，查出该温度下CaCO₃的溶度积常数K_sp ^碳酸钙和Mg(OH)₂的溶度积常数K_sp ^氢氧化镁；

步骤三：根据水质药剂软化后水中的Mg²⁺和Ca²⁺的摩尔浓度以及CaCO₃和Mg(OH)₂的溶度积常数计算获得水质药剂软化后水中残留的CO₃ ^2-的摩尔浓度[CO₃ ^2-]_出和残留的OH^-的摩尔浓度[OH^-]_出；

步骤四：根据水质药剂软化前的pH值，计算获得水中原有的OH^-的摩尔浓度[OH^-]₀；

步骤五：根据水质药剂软化前水中HCO₃ ^-的摩尔浓度计算获得添加药剂后与水中原有的HCO₃ ^-发生反应的OH^-的量[OH^-]₁，以及二者反应生成的CO₃ ^2-的量[CO₃ ^2-]₁；

步骤六：根据水中参加反应的Ca²⁺的量计算获得与Ca²⁺发生反应的CO₃ ^2-的含量[CO₃ ^2-]2，根据水中参加反应的Mg²⁺的量计算获得与Mg²⁺发生反应的OH^-的含量[OH^-]2；

步骤七：根据水质药剂软化前的pH值计算获得添加药剂后与水中H⁺反应消耗的OH^-的量[OH^-]3；

步骤八：根据步骤二至七中获得的数据，结合安全系数计算获得水质药剂软化所需添加的CO₃ ^2-和OH^-的摩尔浓度[CO₃ ^2-]_加和[OH^-]_加；

步骤九：根据药剂种类和其有效成分含量的不同以及软化处理水量的不同计算获得实际投加药剂的质量数。

进一步地，所述步骤三的[CO₃ ^2-]_出的计算方法为[CO₃ ^2-]_出＝K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出，[OH^-]_出的计算方法为[OH^-]_出＝(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5。

进一步地，所述步骤四的[OH^-]0的计算方法为[OH^-]0＝10^pH-14。

进一步地，所述步骤五的[OH^-]1的计算方法为[OH^-]1＝[HCO₃ ^-]0，[CO₃ ^2-]1的计算方法为[CO₃ ^2-]₁＝[HCO₃ ^-]₀。

进一步地，所述步骤六的[CO₃ ^2-]₂的计算方法为[CO₃ ^2-]₂＝[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出，[OH^-]₂的计算方法为[OH^-]₂＝2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)。

进一步地，所述步骤七的[OH^-]₃的计算方法为[OH^-]₃＝10^-pH。

进一步地，所述步骤八的[CO₃ ^2-]_加的计算方法为[CO₃ ^2-]_加＝[CO₃ ^2-]_出+[CO₃ ^2-]₂-[CO₃ ^2-]₁-[CO₃ ^2-]₀，[OH^-]_加的计算方法为[OH^-]_加＝[OH^-]_出+[OH^-]₁+[OH^-]₂+[OH^-]₃-[OH^-]₀。

更进一步地，[CO₃ ^2-]_加的计算方法为[CO₃ ^2-]_加＝K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出+[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出-[HCO₃ ^-]₀-[CO₃ ^2-]₀；[OH^-]_加的计算方法为[OH^-]_加＝(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5+10^-pH+[HCO₃ ^-]₀+2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)-10^pH-14。

更进一步地，所述步骤八的安全系数的范围为1.0～1.3。

更进一步地，经过所述安全系数修正后的[CO₃ ^2-]_加的计算方法为[CO₃ ^2-]_加＝(1.0～1.3){K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出+[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出-[HCO₃ ^-]₀-[CO₃ ^2-]₀}，经过所述安全系数修正后的[OH^-]_加的计算方法为[OH^-]_加＝(1.0～1.3){(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5+10^-pH+[HCO₃ ^-]₀+2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)-10^pH-14}。

本发明的有益效果是：采用本发明计算药剂添加量快速简单，可操作性强，同时由于本发明对药剂软化的环境条件(包括温度和pH值)以及水质中的碳酸根和重碳酸根进行了定量分析，相比于传统的仅通过化学方程式或者仅从碳酸钙、氢氧化镁溶度积的理论计算药剂添加量的方法，可有效提高药剂添加量计算结果相对于药剂的实际需求添加量的精确性，为工程设计和实际工程应用提供了有力的技术支撑，避免了药剂软化工程设计过程中因药剂量计算过大或过小导致的一系列设计不合理的情况发生，解决了实际工程中因药剂添加过多造成的药剂浪费进而造成成本过高的问题或因药剂添加不足造成的水质软化处理效果不理想等问题。

附图说明

图1是本发明的计算步骤的流程图；

图2是本发明的实验例的碳酸钠加药量数据分析图；

图3是本发明的实验例的氢氧化钠加药量数据分析图。

具体实施方式

参见图1，本发明公开了一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，该方法基于药剂软化离子反应原理、化学沉淀平衡原理、质量守恒原理，综合考虑药剂软化的环境条件(包括温度和pH值)，以药剂软化前、后水中钙、镁离子浓度，软化前碳酸盐、重碳酸盐浓度为基础数据，通过理论推导获得药剂软化加药量的计算方法。该方法包括：

步骤一：测得水质药剂软化前水中Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度，依据处理要求，确定水质药剂软化后水中Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度，测得水质药剂软化前水中HCO₃ ^-和CO₃ ^2-的质量浓度，测得水质药剂软化前的pH值pH，确定水质药剂软化的环境温度；

步骤二：将所获得的水质药剂软化前水中Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度换算成摩尔浓度[Mg²⁺]₀和[Ca²⁺]₀，将所获得的水质药剂软化后水中Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度换算成摩尔浓度[Mg²⁺]_出和[Ca²⁺]_出，将所获得的水质药剂软化前水中HCO₃ ^-和CO₃ ^2-的质量浓度换算成摩尔浓度[HCO₃ ^-]₀和[CO₃ ^2-]₀，根据水质药剂软化的环境温度，查出该温度下CaCO₃的溶度积常数K_sp ^碳酸钙和Mg(OH)₂的溶度积常数K_sp ^氢氧化镁；

步骤六：根据水中参加反应的Ca²⁺的量计算获得与Ca²⁺发生反应的CO₃ ^2-的含量[CO₃ ^2-]₂，根据水中参加反应的Mg²⁺的量计算获得与Mg²⁺发生反应的OH^-的含量[OH^-]₂；

步骤七：根据水质药剂软化前的pH值计算获得添加药剂后与水中H⁺反应消耗的OH^-的量[OH^-]₃；

该方法的理论及具体计算推导方式如下：

水的药剂软化其实质是通过离子反应，使水中游离的Ca²⁺、Mg²⁺转化为化学沉淀而得以去除的过程，其反应方程式为：

Ca²⁺+CO₃ ^2-＝CaCO₃↓ 方程式1

Mg²⁺+2OH^-＝Mg(OH)₂↓ 方程式2

根据化学沉淀平衡原理及溶度积定义：

难溶电解质尽管难溶，但还是有一部分阴阳离子进入溶液(溶解过程)，同时进入溶液的阴阳离子又会在固体表面沉积下来(沉淀过程)。当这两个过程的速率相等时，难溶电解质的溶解就达到平衡状态，固体的量不再减少。这样的平衡状态叫溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数(即沉淀平衡常数)，简称溶度积(K_sp)。该平衡常数只随环境温度改变而改变。

对于难溶物质A_nB_m有A_nB_m(s)＝nA^m+(aq)+mB^n-(aq)

K_sp＝[A^m+]ⁿ·[B^n-]^m

确定或测得弱酸条件下，水质药剂软化前、后水中Mg²⁺、Ca²⁺的质量浓度，确定或测得水质药剂软化前水中HCO₃ ^-、CO₃ ^2-的质量浓度，确定或测得水质药剂软化前的pH值，确定水质药剂软化的环境温度。

根据确定的各离子的质量浓度(单位为mg/L)换算成摩尔浓度(单位为mol/L)。根据软化反应环境温度，查出该温度下的CaCO₃↓和Mg(OH)₂↓的溶度积常数，分别以K_sp ^碳酸钙、K_sp ^氢氧化镁表示。根据化学沉淀平衡原理：

[CO₃ ^2-]_出×[Ca²⁺]_出＝K_sp ^碳酸钙公式1

[OH^-]_出 ²×[Mg²⁺]_出＝K_sp ^氢氧化镁公式2式中：[Ca²⁺]_出为所确定的软化后出水中Ca²⁺的摩尔浓度；

[Mg²⁺]_出为所确定的软化后出水中Mg²⁺的摩尔浓度；

[CO₃ ^2-]_出为软化后出水中残留的CO₃ ^2-的摩尔浓度；

[OH^-]_出为软化后出水中残留的OH^-的摩尔浓度；

根据公式1和公式2，可计算获得软化后出水中残留的CO₃ ^2-的摩尔浓度及残留的OH^-的摩尔浓度：

[CO₃ ^2-]_出＝K_sp ^碳酸钙/[ Ca²⁺]_出公式3

[OH^-]_出＝ (K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5 公式4根据确定的软化前水中的pH值，水质中原有OH^-的摩尔浓度[OH^-]₀计算：

[OH^-]₀＝10^pH-14 公式5

[Ca²⁺]₀、[Mg²⁺]₀、[CO₃ ^2-]₀、[HCO₃ ^-]₀分别为所确定的软化前水中的Ca²⁺、Mg²⁺、CO₃ ^2-、HCO₃ ^-的摩尔浓度。其中[Ca²⁺]₀包括软化过程中投加的Ca²⁺的摩尔浓度。

确定软化过程中参加反应的各物质的摩尔浓度，由于水中存在HCO₃ ^-，当向水中投加OH^-时，OH^-首先跟HCO₃ ^-生成水和CO₃ ^2-。当水中存在的HCO₃ ^-全部反应后才可与Mg²⁺反应生成Mg(OH)₂沉淀。计算与HCO₃ ^-发生反应的OH^-的含量[OH^-]₁，计算OH^-与HCO₃ ^-反应生成的CO₃ ^2-含量[CO₃ ^2-]₁：

HCO₃ ^-+OH^-＝CO₃ ^2-+H₂O

[OH^-]₁＝[HCO₃ ^-]₀ 公式6

[CO₃ ^2-]₁＝[HCO₃ ^-]₀ 公式7

根据水中参加反应的Ca²⁺的量计算与Ca²⁺发生反应的CO₃ ^2-的含量[CO₃ ^2-]₂：

Ca²⁺+CO₃ ^2-＝CaCO₃↓

[CO₃ ^2-]₂＝[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出公式8

根据水中参加反应的Mg²⁺的量计算与Mg²⁺发生反应的OH^-的含量[OH^-]₂：

Mg²⁺+2OH^-＝Mg(OH)₂↓

[OH^-]₂＝2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出) 公式9

根据质量守恒原理，确定需要投加的CO₃ ^2-、OH^-的摩尔浓度，分别以[CO₃ ^2-]_加、[OH^-]_加表示。

[CO₃ ^2-]_加＝[CO₃ ^2-]_出+[CO₃ ^2-]₂-[CO₃ ^2-]₁-[CO₃ ^2-]₀ 公式10

[OH^-]_加＝[OH^-]_出+[OH^-]₁+[OH^-]₂-[OH^-]₀ 公式11

将公式3～9带入公式10～11，获得弱酸水质条件下的软化加药理论推导公式：

[CO₃ ^2-]_加＝K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出+[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出-[HCO₃ ^-]₀-[CO₃ ^2-]₀ 公式12

[OH^-]_加＝(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5+[HCO₃ ^-]₀+2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)-10^pH-14 公式13

对公式普适性分析，强酸条件下，水中含有较多的H⁺需要消耗OH^-。此部分OH^-含量[OH^-]₃计算如下：

H⁺+OH^-＝H₂O

[OH^-]3＝10^-pH 公式14

[CO₃ ^2-]_加的计算公式不受影响。

因此，将[OH^-]_加的计算公式修正为：

[OH^-]_加＝[OH^-]_出+[OH^-]₁+[OH^-]₂+[OH^-]₃-[OH^-]₀ 公式15

将公式3～9及公式14带入公式15获得[OH^-]_加的修正计算公式为：

[OH^-]_加＝(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5+10^-pH+[HCO₃ ^-]₀+2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)-10^pH-14 公式16

分析中性水质、弱碱性水质、强碱性水质条件下，[CO₃ ^2-]_加计算公式12及[OH^-]_加计算公式16均不受影响。

对理论推导公式乘以系数进行修正，设置安全系数，安全系数的选取范围为1.0～1.3(如1.0、1.1、1.2或1.3)，分别对获得的[CO₃ ^2-]_加计算公式12及[OH^-]_加计算公式16乘以安全系数进行修正，修正后获得最终的药剂软化加药量的计算公式：

投加CO₃ ^2-量，[CO₃ ^2-]_加(以摩尔浓度计)：

[CO₃ ^2-]_加＝(1.0～1.3){K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出+[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出-[HCO₃ ^-]₀-[CO₃ ^2-]₀} 公式17

投加OH^-量，[OH^-]_加(以摩尔浓度计)：

[OH^-]_加＝(1.0～1.3){(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5+10^-pH+[HCO₃ ^-]₀+2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)-10^pH-14} 公式18

实验例：

某煤化工污水处理工程现场取回的水样开展小试试验。试验设定如下：

试验用水量为250ml。

试验各输入项参数见表1：

表1试验各输入项参数表

将上述输入项分别带入公式12及公式16得出OH^-和CO₃ ^2-的投加量。

[OH^-]_加＝0.29mol/L

[CO₃ ^2-]_加＝0.03mol/L

假定投加38％氢氧化钠溶液和99％有效成分干粉碳酸钠，则250ml水样需要投加：(38％氢氧化钠溶液密度为1.43g/ml)

38％氢氧化钠溶液5.34ml，99％有效成分干粉碳酸钠＝0.80g。

根据计算加药量，设置一系列试验加药量并进行软化试验；

设定5组实验，每组实验的加药量见表2：

表2每组试验加药量对照表

试验方法：

(1)取5只500ml烧杯并编号为1号、2号、3号、4号、5号。

(2)分别向5只烧杯内加入摇匀的水样250ml。

(3)依次向1号、2号、3号、4号、5号内加入碳酸钠0.377g、0.61g、0.752g、1.122g、1.514g。

(4)依次向1号、2号、3号、4号、5号内加入氢氧化钠溶液3.75ml、6.00ml、7.50ml、11.25ml、15.00ml。

(5)分别向5只烧杯内加入0.5ml的PAM溶液，搅拌反应0.5h，静置沉淀。

(6)分别取原水样以及5个反应后的水样上清液过滤后测定水样中Ca²⁺、Mg²⁺、pH。

试验结果见表3：

表3试验结果对照表

参见图2和图3，根据实验结果绘制软化后水中钙、镁离子浓度与所加药品量的曲线，根据拟合的线性曲线(相关性分别为0.997和0.999)计算加药量：碳酸钠加药量为0.85g，氢氧化钠溶液的加药量为6.8ml。

根据本发明专利计算公式12及公式16计算碳酸钠加药量为0.80g，氢氧化钠的加药量为5.34ml。取实验值与理论值的比值：

碳酸钠＝0.85/0.80＝1.06

氢氧化钠＝6.8/5.34＝1.27

比值数据在安全系数范围内，由此验证了本发明的计算方法的准确性。

实施例：

本实施例所采用的软化水处理前、后水质要求见表4：

表4实施例所采用的软化水处理前、后水质要求对照表

指标	Ca²⁺	Mg²⁺	HCO₃	CO₃ ²	pH	反应温度
							单位	mg/L	mg/L	mg/L	mg/L	-	℃
进水含量	4723	4019	673	0	4.3	25
							出水要求	3000	685	-	-	-	-

首先根据确定的各离子的质量浓度(单位为mg/L)换算成摩尔浓度(单位为mol/L)。根据软化反应环境温度，查出该温度下的CaCO₃和Mg(OH)₂的溶度积常数。

将已知参数分别带入公式17和公式18。

[CO₃ ^2-]_加＝(1.0～1.3){K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出+[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出-[HCO₃ ^-]₀-[CO₃ ^2-]₀}公式17

取安全系数为1.2，计算得出OH-和CO₃ ^2-的投加量摩尔浓度：

[OH^-]_加＝0.35mol/L；

[CO₃ ^2-]_加＝0.04mol/L。

假定投加38％氢氧化钠溶液和99％有效成分干粉碳酸钠，则每处理1L水样需要投加：(38％氢氧化钠溶液密度取1.43g/ml)

38％氢氧化钠溶液为25.76ml/L；

99％有效成分干粉碳酸钠为4.28g/L。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，其特征在于包括：

步骤二：将水质药剂软化前水中Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度换算成摩尔浓度[Mg²⁺]₀和[Ca²⁺]₀，将水质药剂软化后水中Mg²⁺和Ca²⁺的质量浓度换算成摩尔浓度[Mg²⁺]_出和[Ca²⁺]_出，将水质药剂软化前水中HCO₃ ^-和CO₃ ^2-的质量浓度换算成摩尔浓度[HCO₃ ^-]₀和[CO₃ ^2-]₀，根据水质药剂软化的环境温度，查出该温度下CaCO₃的溶度积常数K_sp ^碳酸钙和Mg(OH)₂的溶度积常数K_sp ^氢氧化镁；

步骤五：根据水质药剂软化前水中HCO₃-的摩尔浓度计算获得添加药剂后与水中原有的HCO₃ ^-发生反应的OH^-的量[OH^-]₁，以及二者反应生成的CO₃ ^2-的量[CO₃ ^2-]₁；

步骤八：根据步骤二至七中获得的数据，结合安全系数计算获得水质药剂软化所需添加的CO₃ ^2-和OH^-的摩尔浓度[CO₃ ^2-]_加和[OH^-]_加，对理论推导公式乘以安全系数进行修正，安全系数的选取范围为1.0～1.3，修正后获得最终的药剂软化加药量的计算公式：

[CO₃ ^2-]_加＝(1.0～1.3){K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出+[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出-[HCO₃ ^-]₀-[CO₃ ^2-]₀}，

[OH-]_加＝(1.0～1.3){(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5+10^-pH+[HCO₃ ^-]₀+2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)-10^pH ^-14}；

2.根据权利要求1所述的一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，其特征在于所述步骤三的[CO₃ ^2-]_出的计算方法为[CO₃ ^2-]_出＝K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出，[OH^-]_出的计算方法为[OH^-]_出＝(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5。

3.根据权利要求1所述的一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，其特征在于所述步骤四的[OH^-]₀的计算方法为[OH^-]₀＝10^pH-14。

4.根据权利要求1所述的一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，其特征在于所述步骤五的[OH^-]₁的计算方法为[OH^-]₁＝[HCO₃ ^-]₀，[CO₃ ^2-]₁的计算方法为[CO₃ ^2-]₁＝[HCO₃ ^-]₀。

5.根据权利要求1所述的一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，其特征在于所述步骤六的[CO₃ ^2-]₂的计算方法为[CO₃ ^2-]₂＝[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出，[OH^-]₂的计算方法为[OH^-]₂＝2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)。

6.根据权利要求1所述的一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，其特征在于所述步骤七的[OH^-]₃的计算方法为[OH^-]₃＝10^-pH。

7.根据权利要求1所述的一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，其特征在于所述步骤八的[CO₃ ^2-]_加的计算方法为[CO₃ ^2-]_加＝[CO₃ ^2-]_出+[CO₃ ^2-]₂-[CO₃ ^2-]₁-[CO₃ ^2-]₀，[OH^-]_加的计算方法为[OH^-]_加＝[OH^-]_出+[OH^-]₁+[OH^-]₂+[OH^-]₃-[OH^-]₀。

8.根据权利要求7所述的一种水处理过程中药剂软化加药量的计算方法，其特征在于[CO₃ ^2-]_加的计算方法为[CO₃ ^2-]_加＝K_sp ^碳酸钙/[Ca²⁺]_出+[Ca²⁺]₀-[Ca²⁺]_出-[HCO₃ ^-]₀-[CO₃ ^2-]₀；[OH^-]_加的计算方法为[OH^-]_加＝(K_sp ^氢氧化镁/[Mg²⁺]_出)^0.5+10-^pH+[HCO₃ ^-]₀+2([Mg²⁺]₀-[Mg²⁺]_出)-10^pH-14。