近幾年來(lái)，一些原水由于PH值較低，出廠(chǎng)水難以保證達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，或一些新建的水廠(chǎng)，為了使出廠(chǎng)水符合浙江省現(xiàn)代化水廠(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)(PH：7.0~8.5)，我們省內(nèi)相繼有許多自來(lái)水公司都采用了石灰投加系統(tǒng)調(diào)節(jié)PH值。投加石灰后也能助凝，改善混凝沉淀效果、提高出廠(chǎng)水質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性、減少管網(wǎng)黃水現(xiàn)象的發(fā)生。但究竟效果如何，投加點(diǎn)如何選擇、投加量多少合適、對(duì)水廠(chǎng)正常加礬量影響如何、投加方式又如何等一系列問(wèn)題值得研究。本文針對(duì)浙江省內(nèi)14家自來(lái)水公司的應(yīng)用狀況作了調(diào)研，以供同行探討。
1、投加點(diǎn)
由于石灰投加系統(tǒng)許多是在水廠(chǎng)建成投產(chǎn)后，在生產(chǎn)中遇到原水PH值偏低，為了防止出廠(chǎng)水PH值不達(dá)標(biāo)，在后來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程中改造追加上去的，因此投加點(diǎn)不能按需設(shè)計(jì)，只能按照各水廠(chǎng)現(xiàn)有的場(chǎng)地實(shí)際情況設(shè)置投加點(diǎn)，因此投加點(diǎn)在加礬點(diǎn)前幾十厘米***十米、幾百米的水廠(chǎng)都有;
而一些新建設(shè)的水廠(chǎng)，由于設(shè)計(jì)施工單位缺乏對(duì)石灰性能及對(duì)水質(zhì)的認(rèn)識(shí)，投加點(diǎn)的設(shè)置也不盡合理。有的水司為了避免多個(gè)水廠(chǎng)重復(fù)建設(shè)，在原水泵站直接投石灰，距離各水廠(chǎng)幾十公里。投加點(diǎn)既有選擇在管道上的，也有設(shè)置在配水井(槽)上的。
從實(shí)際運(yùn)行的效果來(lái)分析，石灰投加點(diǎn)與后面加礬點(diǎn)距離太近、太遠(yuǎn)或直接投加在配水井(槽)上，雖然也能明顯提高PH，但都對(duì)混凝沉淀效果不太好。曾有一個(gè)水廠(chǎng)，石灰投加點(diǎn)1個(gè)在加礬點(diǎn)前50厘米左右處，另1個(gè)在加礬點(diǎn)前近20米，結(jié)果在其它條件一致的情況下，后者混凝沉淀效果較好;在原水泵站投加石灰后，經(jīng)過(guò)10公里以上的引水進(jìn)入廠(chǎng)區(qū)，雖然礬花結(jié)得比以前大了，但發(fā)現(xiàn)在沉淀池中難以下沉。
因此石灰投加點(diǎn)與加礬點(diǎn)間應(yīng)有合適的距離，因?yàn)橥都拥氖焓褻a(OH)2屬于微溶解物質(zhì)， 20度水溫溶解度僅為0.166%。距離太小，石灰乳濁液在水中還沒(méi)有擴(kuò)散開(kāi)，水中堿度、PH值還沒(méi)有明顯提高，對(duì)凈水劑發(fā)揮絮凝效果要降低，投加石灰助凝的目的主要是提高堿度，改善混凝條件。
另外如用硫酸鋁作混凝劑去除濁度時(shí)，合適的PH范圍為6.5～7.5，一些原水PH值本身就低，加了硫酸鋁以后PH值下降又比較多，這時(shí)很可能PH值就下降到6.5以下，很難充分發(fā)揮硫酸鋁的作用，如果及早投加石灰，提高PH和堿度，就可避免這種現(xiàn)象。相反，如果投加距離太遠(yuǎn)，石灰基本上已經(jīng)溶解(一般每千噸水投量為幾公斤，遠(yuǎn)低于其溶解度0.166%左右)，不溶解的雜質(zhì)許多也已經(jīng)發(fā)生沉淀，這時(shí)雖然PH、堿度都提高了，礬花也結(jié)得大了，但并不一定能很快沉淀。因此要有合適的投加間距，既能充分保證石灰在水中有足夠的時(shí)間溶解，增加堿度，改善混凝反應(yīng)條件，又不能使間距太長(zhǎng)，使得粉末狀的石灰徹底溶解了或不溶物發(fā)生沉淀了。這些粉末狀的石灰，由于顆粒粒徑大多在200目以上，因此在水中不會(huì)立即溶解，在水中隨水流作紊動(dòng)，這樣也可增加顆粒間碰撞機(jī)率，容易形成礬花，一些不溶于水的石灰中的雜質(zhì)被包裹在礬花中，加重了礬花，使得礬花容易沉降。
大多數(shù)水廠(chǎng)采用單點(diǎn)投加,也有少數(shù)水廠(chǎng)采用兩點(diǎn)投加,*點(diǎn)設(shè)置在加礬前的管道上, 控制沉淀池出水PH6.9～7.0，第二點(diǎn)在濾前投加，控制出廠(chǎng)水PH7.1～7.2，這樣設(shè)置有兩個(gè)好處,其一: 因?yàn)榛炷磻?yīng)有一個(gè)合適的PH值范圍，PH值過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致混凝效果不理想，如用聚氯化鋁去除消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物腐殖酸時(shí),*佳PH為6.8左右,PH高了反而不利于腐殖酸的去除,而且有些水廠(chǎng)做過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)沉淀池出水PH在7.3、7.4以上時(shí)，混凝沉淀效果不理想，有時(shí)礬花很細(xì)小，易穿透濾池，導(dǎo)致出廠(chǎng)水濁度上升;其二：比較經(jīng)濟(jì)，雖然采用兩點(diǎn)投加了，但總的石灰投加量對(duì)控制濁度，適當(dāng)提高出廠(chǎng)水PH來(lái)說(shuō)，不會(huì)增加，反而會(huì)減少，有水廠(chǎng)做過(guò)這方面的對(duì)比試驗(yàn)研究。
2、投加量
取決于原水PH值、采用的凈水劑類(lèi)型、投加點(diǎn)的遠(yuǎn)近及出廠(chǎng)水控制的PH值。一般原水PH6.5～7.0，PH值越高，投加的石灰量就越少;由于硫酸鋁凈水劑引起的PH下降較多，因此投加的石灰量也就比使用聚合氯化鋁凈水劑多;如果僅僅考慮提高PH，投加距離遠(yuǎn)的比近的相對(duì)石灰投量較少，因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)了，微溶的石灰有較長(zhǎng)時(shí)間溶解來(lái)提高PH，距離近，則容易有部分石灰粉末來(lái)不及溶解就被礬花包裹、沉淀;一般水廠(chǎng)投加石灰后，出廠(chǎng)水PH控制在7.0～7.3，應(yīng)該是比較經(jīng)濟(jì)合理的，另外據(jù)一些水廠(chǎng)的小試及生產(chǎn)試驗(yàn)表明，這個(gè)PH值范圍的混凝沉淀效果也比較好。
3、對(duì)加礬量的影響
石灰作為助凝劑，能改善混凝反應(yīng)效果，降低沉淀后水的濁度，或在保證同樣出水濁度狀況下能降低加礬量，因此有些水廠(chǎng)使用石灰后，總的加礬量略有減少，他們?cè)?jīng)做過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，在加礬量一樣的條件下，投加石灰后能降低沉淀出水濁度;也有一些水廠(chǎng)使用石灰后，加礬量略有增加，個(gè)別水廠(chǎng)增加量達(dá)50%以上，筆者認(rèn)為原因有幾個(gè)方面：首先投加點(diǎn)的位置問(wèn)題，有的水廠(chǎng)在技改、增加石灰投加裝置時(shí)，投加點(diǎn)只能設(shè)置在加礬點(diǎn)附近，導(dǎo)致加石灰與加礬會(huì)發(fā)生一些競(jìng)爭(zhēng)。如某水廠(chǎng)一期由于石灰投加點(diǎn)選擇范圍小，只能選在原加礬點(diǎn)前1米左右位置投加，對(duì)加礬有一些影響，現(xiàn)在二期石灰投加點(diǎn)選擇在加礬點(diǎn)前15米左右處。其次投加方式，省內(nèi)某水廠(chǎng)前幾年由于石灰溶解池采用壓縮空氣攪拌，石灰溶解不好，導(dǎo)致加礬量明顯增加，后改采用攪拌機(jī)攪拌石灰溶解池，使得石灰溶解充分，發(fā)現(xiàn)加礬量沒(méi)有增加;有的水廠(chǎng)把石灰投加在配水井中，加礬量增加也較明顯。許多水廠(chǎng)生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，加石灰后，合適加礬量值的范圍變寬，所以實(shí)際加礬量可以降低一些，具體要進(jìn)一步調(diào)節(jié)。
4、投加方式
有多種多樣，一些縣的小水廠(chǎng)，采用壓縮空氣攪拌石灰池子，導(dǎo)致石灰攪拌、溶解不充分，另外增加了CO2，使得投加管道系統(tǒng)形成許多CaCO3沉淀物。有些在池子中間采用機(jī)械攪拌機(jī)，也有些全套設(shè)備都采用瑞典TOMAL公司的。通過(guò)對(duì)幾家自來(lái)水廠(chǎng)的調(diào)查，他們所用到的泵大致可以分為三種：螺桿泵、計(jì)量泵、離心泵。計(jì)量泵的線(xiàn)性特性是*好的，其次是螺桿泵和離心泵，目前使用石灰的水廠(chǎng)大多數(shù)采用螺桿泵，主要是考慮石灰容易堵塞泵。中、小型水廠(chǎng)都采用25公斤或500公斤左右的包裝袋，切割以后投到攪拌池中或石灰儲(chǔ)料罐中，也有少數(shù)大、中型水廠(chǎng)把槽罐車(chē)中散裝的石灰通過(guò)車(chē)間外的管道輸送到車(chē)間內(nèi)的儲(chǔ)料罐，這樣一方面減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面避免車(chē)間遭到石灰粉塵的污染。
5、存在問(wèn)題
如果考慮到投入使用石灰的話(huà)，從理論上講，計(jì)量泵是*容易堵塞的，一些水廠(chǎng)在使用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)有泵堵塞的現(xiàn)象，甚***外某水廠(chǎng)[4]發(fā)生石灰漿堵塞計(jì)量泵，后改用投加NaOH或Na2CO3，但是，從幾家自來(lái)水廠(chǎng)的使用過(guò)程中不難看出，只要使用得當(dāng)，計(jì)量泵也可以避免出現(xiàn)堵塞情況。我們可以在泵前增加一沖洗水管，在停止加藥劑的時(shí)候打開(kāi)沖洗閥，對(duì)泵進(jìn)行5到10分鐘的沖洗以防止泵的堵塞，當(dāng)然，沖洗時(shí)間和沖洗周期可以根據(jù)不同水廠(chǎng)的要求設(shè)計(jì)一個(gè)比較理想的時(shí)間。另外，為保證管路不被堵塞，我們可以在出藥口的流量計(jì)后加稀釋水管，這樣的話(huà)，就可以大大減少管道堵塞的可能性。計(jì)量泵的設(shè)備成本和維修成本都遠(yuǎn)低于螺桿泵。
另外的問(wèn)題就是使用石灰所產(chǎn)生的渣(主要成分是鹽酸不溶物即二氧化硅)的問(wèn)題，一些水廠(chǎng)的石灰溶解池(罐)底部比較平整，導(dǎo)致池低沉積的渣不容易排放出去，現(xiàn)在一些溶解池底做成錐形，把沉積在錐底的渣通過(guò)管道排放到室外池子中，室外池中上層石灰乳濁液可回收利用。
6、結(jié)論與建議
投加石灰既能提高PH，又能改善混凝反應(yīng)，提高出廠(chǎng)水的化學(xué)穩(wěn)定性，減少管網(wǎng)黃水現(xiàn)象的發(fā)生，相比其它類(lèi)型的加堿劑，能節(jié)約成本，但在生產(chǎn)應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：
(1)投加點(diǎn)位置要合適，既不能距離加礬點(diǎn)太近，又不能太遠(yuǎn)，建議*好采用兩點(diǎn)投加。
(2)投加量取決于原水PH值、采用的凈水劑類(lèi)型、投加點(diǎn)的遠(yuǎn)近及出廠(chǎng)水控制的PH值。
(3)對(duì)加礬量的影響因素有投加點(diǎn)的位置、投加方式等，水廠(chǎng)比較關(guān)注礬耗問(wèn)題，建議水廠(chǎng)多開(kāi)展一些對(duì)比研究工作。
(4)雖然多數(shù)水廠(chǎng)為了防止堵塞問(wèn)題，采用螺桿泵投加，但只要處置得當(dāng)，可以采用低成本的計(jì)量泵投加，大、中型水廠(chǎng)建議采用散裝的石灰投加系統(tǒng)。
(5)只要能合理設(shè)置排渣措施，不但能解決好排渣問(wèn)題，而且能回收石灰乳濁液。