饮用水再矿化工艺中石灰石的选择试验与标准的研究

摘要

珠江中下游的地表水具有低碱低硬度的特点，低碱低硬度的水缓冲能力差，具有腐蚀性，不仅腐蚀给水管网及附件，引起“黄水”，严重影响居民日常生活和工业生产，而且危害人体身体健康，和心脑血管等疾病有关系。为了改善饮用水的水质化学稳定性，国外提出了一种石灰石接触池的处理方法，其核心工艺是待处理的水流经石灰石接触床，在接触床中碳酸钙溶解进入水中，从而提高出水的硬度、碱度和pH值，达到改善水质化学稳定性的目的。与其它技术相比较，石灰石接触池有维护简单、管理方便、运行安全、成本低廉等许多优点。
　　 石灰石接触池工艺中，石灰石的选择是很关键的一部分，直接影响到石灰石接触池的处理效果，本论文旨在利用石灰石接触柱模拟石灰石接触池，采用6种不同石灰石做对比实验，根据不同石灰石接触柱出水的水质指标，石灰石在试验前后发生的物理化学变化，分析影响石灰石处理效果的主要因素，评估使用石灰石接触池的潜在风险及提出应对措施，建立饮用水处理用石灰石的选择标准及分析方法。
　　 试验过程中发现，石灰石中碳酸钙的含量是石灰石溶解速率的重要影响因素，当碳酸钙的含量超过98％时，石灰石溶解速率非常理想。试验前后，石灰石表面元素含量百分比发生了变化，随着碳酸钙的溶解，石灰石表面钙元素的重量百分比减少，镁、碳、氧、硅、铝、铁元素重量百分比变大。白云石L6表面形成主要由镁、硅、铝、铁元素组成的不溶残渣层，表面残渣层降低了质量传输速率及碳酸钙有效接触表面积，白云石L6溶解速率明显慢于其它方解石的溶解速率。
　　 试验过程中还发现，石灰石接触柱中石灰石界面下降量由两部分组成，一部分是石灰石完全溶解的消耗量，这部分对调整水质化学稳定性有主要贡献；另外一部分是石灰石微小颗粒溶解脱落的流失量，这部分对调整水质化学稳定性无贡献或贡献有限，但是存在着潜在的健康风险，各种细菌、病毒容易寄存在悬浮颗粒上，降低消毒效果。如果石灰石接触池放在炭滤池之前，活性炭会吸附这些颗粒而结块，容易堵塞炭滤池，对后续工艺造成不利影响。同时由于一部分石灰石以悬浮颗粒的形式流失，对调整水质化学稳定性没有起到相应的作用，效率降低，石灰石的消耗增大，填充周期变短，经济成本增加。