金沙江某水厂低浊水采用药剂软化法除硬度的试验研究

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1、金沙江某水厂低浊水采用药剂软化法除硬度的试验研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：张浩程指导教师：张智教授兼职导师：蔡松柏高工学位类别：工程硕士（建筑与土木工程领域）重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年五月ExperimentalStudyontheRemoveofHardnessofLowTurbidityWaterofJinshaRiverBasedonPharmacySofteningMethodAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentof

2、theRequirementforProfessionalDegreeByZhangHaochengSupervisedbyProf.ZhangzhiPluralisticSupervisedbySeniorEng.CaiSongbaiSpecialty:ME(ArchitecturalandCivilEngineeringField)CollegeofUrbanConstruction&EnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要

3、摘要向家坝水厂位于云南省水富县与四川省宜宾市交界的金沙江下游河段上，依靠作为金沙江水电基地最后一级水电站的向家坝水电站，自实际运行以来，由于水电站截流蓄水的缘故，向家坝水厂原水条件较好，出水水质稳定，均满足相关规定，但供水用户中，不少人体检时查出结石，推测原因很有可能是出水水质硬度偏高，从而严重影响了身心健康，而在日常生活中也带来很多不便，显著制约了生活水平的提高。同时，过高的出水硬度也可能对机组运行安全有潜在危害。因此，为进一步优化出水水质，保障用户用水安全与身体健康，有必要对蓄水后水质情况（主要考虑硬度）进行研究，适应生活饮用

4、水水质要求不断提高的趋势，保证三峡水电的机组用水安全，从而指导整个金沙江区域水厂的处理技术、管理运营。结合向家坝水厂实际水质和运行情况，通过方法比选，选择药剂软化法作为此次课题的水软化方式。单因素试验考察影响药剂软化法的因素，联系实际，认为搅拌强度、反应时间、与混凝剂作用对硬度影响不明显，而投药量则是重要影响因素，并得到了总硬度、钙硬度和pH值等指标随投药量的变化图。在单因素的基础上进行正交试验，经全面考虑，最后取Ca(OH)2投加量、Na2CO3投加量两个因素，且暂不考虑因素间的相互影响作用。Ca(OH)2投加量（mg/L）有K

5、1（40）、K2（80）、K3（120）、K4（160）四个水平，Na2CO3投加量（mg/L）有K1（10）、K2（20）、K3（30）、K4（40）四个水平。评价指标，冬季试验包括总硬度、钙硬度、镁硬度、总碱度、碳酸盐硬度和pH值六个因素；夏季试验包括总硬度、钙硬度、镁硬度、总碱度、碳酸盐硬度、pH值和浊度七个因素。考虑总硬度去除的最佳效果，冬季与夏季试验结果基本一致，Ca(OH)2投加量为80mg/L~120mg/L为宜，再考虑碳酸盐硬度（暂时硬度）去除的最佳效果，Ca(OH)2最佳投加量为80或120mg/L，而Na2CO

6、3最佳投加量为40mg/L；但此时pH值都超过标准要求，故需考虑进行加酸pH值回调。正交试验实际上提供了一个最优值的范围，为更精确的找出最优投加量并进行验证，在此利用Design-Expert8.05.b软件进行Box-benhnken（BBD）试验响应面分析。结合之前的试验结论，输入石灰80~120mg/L、纯碱30~40mg/L和混凝剂5~9mg/L范围，得到需要试验的情况及总硬度、浊度和pH值得响应结果。经验证，拟合的回归方程较为符合实际情况，可用此模型对总硬度进行分析和预测；且模型能很好地反映真实的试验值，即试验的可靠性较

7、高。考虑总硬度与浊度时，分析最优值为：石灰94.53mg/L，纯碱40mg/L，混凝剂8.81mg/L，处理后总硬度I重庆大学硕士学位论文与浊度分别为61.098mg/L（CaCO3计）（其去除率为55.0%）和5.74432NTU，验证试验结果距离60mg/L（CaCO3计）的目标存在一些差距，但综合经济考虑，已经是在不考虑pH值的情况下能够达到的最优值，故将目标适当给予降低，以符合实际情况。由于此时pH值10.57已经高于国标规定值（6.5~8.5），故需在后续加入酸化步骤。考虑总硬度、浊度与pH值时，分析最优值为：石灰82.

8、60mg/L，纯碱40mg/L，混凝剂9.00mg/L，处理后总硬度、浊度与pH值分别为62.3539mg/L（CaCO3计）（其去除率为54.1%）、5.62396NTU和10.2006，验证试验结果距离60mg/L（CaCO3计）的目标存在一些