1、石灰巖溶地區脫鹽水制備流程選擇         06-03-10 16:29:00     作者：蘭勝仁    編輯：studa9ngns摘要：我國南方巖溶地區的地下水具有Na+，K+，Cl-，SO42-含量低，濁度、細菌含量高的特點，在制備（SiO2）0.1mg/L，電導率（25）uS/cm的低品位脫鹽水時，作者建議了三種典型的工藝流程，可供在巖溶地區設計固定床型制取脫鹽水裝置時參考。 關鍵詞：巖溶地區 石灰軟化 過濾 脫鹽 

2、0;Selection of Process Flow for Preparation of Demineralized Waterin Limestone Karst RegionsLAN Sheng-ren(Shenzen Quan an Construction Supervision Co., Ltd, Shenzen 518101, China)Ahsttact: The ground water in the karst regions in South China features low contents of Na+, K+, Cl- andSO42- and high tu

3、rbidity and bacteria content. The author has proposed three typical processes for the preparationof low-grade demineralized water of (SiO2) 0.1mg/L and conductivity (at 25) <5S/cm, which can beused for reference in designing fixed-bed demineralized water facilities in the said regions.Keywords: k

4、arst region; ground water; lime softening; filtration; demineralization1 地下水狀況在我國云南、廣西等省區，石灰巖溶地區廣布，地下水可開采量大且埋深較淺，水質大都屬重碳酸鈣型，含鹽量大多不超過400mgL，Na+，K+等強堿離子及Cl-，SO42-等強酸離子含量低，接近于對應地區自然取水點，用離子交換制取脫鹽水可取得較好的技術經濟效果1。該區地下水含水層多由碳酸鹽巖類裂隙溶洞含水層構成，地下水類別除局部為承壓水外，大部分屬潛水，加上溶洞、裂隙及地下暗河系發育，雨水形成地表徑流夾帶泥沙及有機物質能較快地進人含水層而形成地下徑

5、流。因此地下水的濁度較高，細菌含量較大，一般達每毫升數百個，即使枯水期也不例外。此外，水位、水量有明顯季節性變化。2 預處理2.1 石灰軟化當處理水量較大（每小時數百立方米）時，原水預處理可采用石灰軟化，后序離子交換設備，能獲得較好的技術經濟效果。同時，也可以在軟化過程中除濁度和部分膠體及有機質。石灰預處理時可同時考慮投加混凝劑如FeSO4等（還可與鎂劑等同時使用），以進一步降低膠體硅含量。采用石灰軟化預處理時，在理論上不可能獲得硬度小于40mgL的出水。因為當pH108時，Mg（OH）2的溶解度是10mgL，CaCO3的溶解度大約為30mgL，此外CaCO3和Mg（OH）2均有形成過飽和溶液

6、的傾向2。然而也有例外，比如在有淤渣層的裝置中冷法操作及單獨使用高鈣消石灰沉淀重碳酸鈣時，發現即使在氫氧根堿度每升只有數毫克的的情況下，大約有60的鎂可以被沉淀下來，而這樣小的氫氧根堿度在理論上是不足以使Mg2+以氫氧化物的形式沉淀的，但某些事實上存在的不尋常的平衡條件會產生此種出乎意料的結果3。2.2 機械過濾當處理水量不大時，可采用機械過濾器進行預處理，并適當降低其濾速，一般認為當機械過濾器為單流時，宜控制濾速，4m/h，當機械過濾器為雙流時，直控制濾速。6mh，可使進水濁度（SS）20mgL的出水濁度降至（SS）2mg/L。如進水膠體硅含量較大時，在過濾器（池）進水管線上投加混凝劑，使凝

7、聚過程在濾料層中進行，可取得較好的膠體硅去除效果。此外，當后續除鹽系統出水對SiO2含量要求較嚴時（脫鹽系統選用強堿大孔型樹脂除外），還可在預處理中采用微孔或微孔膜過濾器，以進一步降低水中膠體硅、有機質、濁度和細菌等含量。濾孔大小的選擇可據除鹽工藝對進水水質的要求，按表1選擇，一般選擇010.45m孔徑。表1 微孔膜濾除微粒及微生物的效率過濾對象球形SiO2細菌球形聚苯乙烯熱源直徑/m0.210.1-0.40.0850.0380.001濾除率/%99.9910010099.9999.993 除鹽系統流程31 除鹽水流程簡介適應于巖溶地區地下水的除鹽系統可據不同型號的陽、陰交換樹脂種類，采用如下

8、3種工藝流程，均可取得較好的技術經濟效果。預處理水弱酸離子交換器強酸離子交換器葉脫碳器強堿離子交換器出水預處理水陽離子交換雙層床脫碳器強堿離子交換器出水預處理水強酸離子交換器脫碳器強堿離子交換器出水限制上述流程選用的主要是交換器工作周期、濾速和再生劑耗量。32 離子交換周期的確定陽離子交換器工作周期可由下列式子計算：2，4-5Ti=E1h1 1（Hz-Hy-H1)(1)T2=EZ（h2h2）（2·ck）（2）h2=T12（ck-Hz+Hy+H1）E2 （3）T陽=T1+T2 （4）式中：T陽陽離子交換器系統工作周期，h；T1RCOOH工作周期，h；T2RH在RCOOH失效后的工作時間

9、，h；h1RCOOH樹脂高度，m；h2RH樹脂高度，m；h2RH中用于置換RCOOH工作周期T內出水的樹脂高度，m；Hz原水碳酸鹽硬度，mmolL；Hy原水非碳酸鹽硬度，mmolL；H1RCOOH出水剩余碳酸硬度，一般取0.05mmolL；ck原水總陽離子含量，mmolL；E1弱酸樹脂工作交換容量，molm3樹脂；E2強酸樹脂工作交換容量，molm3樹脂。如果近似地用Ca2+，Mg2+，Na+，K+表示原水中所含陽離子，則式（3）可轉化為：h2= K（ck+H1+Hy） （5）式中：K=T12E2；ck=c（Na+）+c（K+），mmolL。由于強酸樹脂再生水平較高且原水HzCk一般大于07，故E2700mol/m3樹脂，取TT=24h，2=30mh，即K051，取K=0.5，則式（5）可轉為：h20.5ck+0