投加熟石灰调节水库水pH值的研究

投加熟石灰调节水库水ｐＨ值的研究

王

渊，刘

贝，赵向阳

（佛山市水业集团有限公司，广东佛山528500）

摘要：针对佛山市高明区杨梅水厂水库水原水pH 值偏低，且常规水处理工艺出厂水pH 值偏低这一现象，采用投加石灰的方式调节pH 值。通过烧杯试验和生产实践，对熟石灰的投加点和投加量对出厂水pH 值的影响进行对比，探讨合理科学的投加方式。

关键词：pH 值；熟石灰；投加点；投加量；矾耗

０前言

杨梅水厂工艺为网格混凝+斜管沉淀+虹吸滤池，分为新厂和旧厂，新厂设计生产能力4万m 3/d，旧厂设计生产能力1万m 3/d，水源以三亩石水库为主。三亩石水库水质较佳，基本达到Ⅲ类水标准。但水原水的pH 值逐年降低，2012年平均pH 为6.99，2013年上半年平均pH 为6.51。出厂水不加碱性药剂调节，pH 只有6.3左右，为保证出厂水和管网水水质稳定，需调节出厂水pH 值在

ｐＨ值的影响（原水管投加）表１石灰投加量对滤池进出水浊度、

检测项目

石灰投加量

原水

3

pH

滤前水

滤后水

浊度（NTU ）原水滤前水滤后水

0kg/km6.66.66.56.356.4

6.56.77.07.457.6

6.46.76.727.27.3

1010131010

0.81.772.94.65.67

0.260.360.310.861.2

8kg/km312kg/km17kg/km21kg/km

333

7以上，杨梅水厂目前使用清水池投加氢氧化钠的方式调节出厂水pH 值，千吨水投量约为12~15kg，成本较高，因此尝试采用食

用级熟石灰代替液碱投加。

由表1可知，通过投加碱性物质调节原水pH 值，当投加量少时，无法满足调节pH 值>7.0的要求，但当原水pH 调整到

１烧杯试验

采用三亩石水库水为试验样水，原水浊度为7.51NTU ，pH 值为6.5，熟石灰投加量分别为0kg/km3、9.5kg/km3、12.0kg/km3、

7.0以上后，混凝过程便会受较大影响，矾耗会增大，实际生产试验与烧杯试验的结果有较大出入，调节反应前pH 值会导致

滤前水浊度升高。分析其原因为：熟石灰本身为一种混凝剂，在少量投加时，起到助凝作用，但铝的化合物为两性化合物，当熟石灰投量较大时，为偏碱性条件，聚铝水解产物溶解度增加，降低了形成胶体的有效成分，当聚铝也随之加大投量时，与熟石灰发生中和反应，造成矾花上涌现象，进一步增加了待滤水浊度［1~3］。

熟石灰投加量越大，滤前水pH 值越高，但经过滤后pH 下降幅度越大，约为0.2~0.3。分析其原因为：水处理构筑物和滤砂含有微生物，碱性条件在亚硝酸菌的作用下，能将含氮的有机物转化为氨，进一步分解成亚硝酸和硝酸，降低水的pH 值［4~5］。

投加熟石灰试验后，尝试使用同一投加点投液碱的方式调节pH 值，反应效果与投加石灰相似，证明絮凝效果与投加碱性

16.3kg/km3，投加熟石灰后水样pH 值分别调节为6.5、7.0、7.15、＞7.6；聚铝投加量分别为35kg/km3、45kg/km3、55kg/km3、65kg/km3、75kg/km3、85kg/km3。

搅拌机品牌选用深圳中润ZR4-6六联搅拌机，模拟杨梅

水厂混凝沉淀工艺，将混凝沉淀烧杯实验设置为三个阶段：第一阶段为300r/min，混合5min ；第二阶段为50r/min，搅拌

5min ；第三阶段为静置10min ，然后取样对比不同石灰投加量与聚铝投加量对杨梅水厂原水混凝效果的影响，结果如图1所

示。

65

浊度/N T U

石灰投加量0石灰投加量9.5kg/km

3

石灰投加量12kg/km3石灰投加量16.3kg/km3

药剂的种类无关，与原水的pH 值关系较大。

43210

85

２．２滤池投加石灰溶解液

鉴于前投熟石灰影响混凝效果，投加量较大，达不到调节

pH 值的要求，现改为后投滤池，砂过滤澄清的方式投加。

2.2.1投加量计算

75

65

55

45

35

熟石灰为难溶物质，在常温下溶解度约为0.16g/100mL，将一定量的石灰溶解于水中，分别配得石灰溶解液的pH 值为

聚铝投加量/kg/km3

图１不同石灰投加量和聚铝投加量对混凝效果的影响

从图1可以看出，一定投量的熟石灰能有效降低试验样品的浊度，起到助凝效果，但投量过大，会起反作用，样品浊度升高，使矾耗增大，最佳投量应为9~12kg/km，且石灰投加量与

3

10、11、12，要将pH 为6.4的原水调至7.2，需要熟石灰溶解液的含量，如表2所示。

表２不同石灰溶解液ｐＨ值的投量

滴定前溶液pH 值（1L ）石灰溶解液的pH 值

投量

滴定后溶液pH 值

pH 呈正比。

6.46.46.4

121110

41mL 82mL 313mL

7.27.27.2

２生产试验情况

２．１反应池前投加

根据混凝搅拌试验的结果，投加适量的熟石灰在调节pH 值的同时，能有效降低矾耗，因此，采用投碱铝前投加熟石灰，投加量分别为8kg/km3、12kg/km3、17kg/km3，采集滤前、滤后水的pH 值，浊度进行对比，如表1所示。

由表2可知，用pH 值为12的石灰溶解液滴定pH 值为

6.4的溶液1L ，滴定至pH 值为7.2，需要消耗溶解液液41mL ，

因此，投加熟石灰溶解液的比例应约为1：24。

2.2.2投加点、投加方式的选择

广东科技２０１４．３．第６期

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研究园地

杨梅水厂新厂10组滤池、旧厂8组滤池，考虑石灰对滤砂可能产生板结，选用旧厂两组反冲洗效果较好的滤池进行投加，滤后水通过连通管与新厂滤后水混合进入清水池。投加熟石灰的两组旧厂滤池流量合约104m /h，新厂10组滤池与旧厂

3

7.1以上，投加成本约为0.015元/m3。成本约为投加液碱的1/3。

４结论

（1）采用熟石灰调节出厂水pH 值，能有效降低水厂运行成本，对比投加液碱，投加成本节省约1/3。

（2）采用反应池前投加熟石灰调节出厂水pH 值，因为碱铝水解和滤池微生物的作用，投量较大，且会增大矾耗，增加铝离子浓度，从成本和安全性考虑，不是最优方案。

（3）采用熟石灰投加个别滤池调节出厂水pH 值，投量较小，pH 值调节效果好，通过滤砂的过滤作用，能保证出厂水浊度，但要增加反冲洗次数，保证滤池不发生板结，必要时要进行人工翻砂。参考文献：

［1］严熙世，范瑾初. 给水工程（第四版）［M ］. 北京：中国建筑工业出版

社，1999.

［2］李圭白，张杰. 水质工程学［M ］. 北京：中国建筑工业出版社，2005. ［3］张悦，张晓健，陈超，等. 城市供水系统应急净水技术指导手册［M ］.

北京：中国建筑工业出版社，2009.

［4］邹一平，林之官，王磊，等. 水厂加碱试验研究［J ］. 给水排水，

6组滤池水量合约1979m /h，水量比例为1：19，石灰先经溶解罐按10kg/m3投量进行搅拌溶解，再经加压泵在滤池池面投

3

加。

2.2.3运行情况

（1）pH 值调节效果

经搅拌溶解的熟石灰溶液，在滤池池面投加，对滤池表面、滤后集水管廊、清水池水抽样检测pH 值及浊度，如表3所示。

表３投加熟石灰溶液后流程水的ｐＨ值和浊度

抽样点滤池池面滤后管廊清水池

pH 值11.8~12.110.5~11.67.1~7.4

浊度（NTU ）

6~300.2~0.80.1~0.3

实际生产数据表明，滤池后投石灰是可行的，在不影响滤后水浊度的情况下，能够实现对pH 的有效调节。

（2）对滤砂的影响和反冲洗频率

滤池投加熟石灰溶解液，由于浊度较高，会增加滤池负荷，长期投加石灰也会导致滤池板结，经过杨梅水厂两个月的运行实践，每8h 反冲洗一次，就能有效保证滤后水浊度达标，观察反冲效果，滤砂能正常膨胀，抽取滤砂观察，滤砂表面会有石灰颗粒包裹，当反冲洗达不到膨胀效果时，应关停滤池进行人工翻砂，再进行反冲洗，保证滤池的正常运行。

2001，10：13~17.

［5］徐军，江迎春，钱东. 解决水库水pH 值低的对策研究［J ］. 城镇供

水，2008，3：17~19.

作者简介：王渊（1984～），男，助理工程师，本科，从事水处理工作；刘贝（1989～），女，工艺技术管理员，硕士研究生，从事水处理工作；赵向阳（1962～），男，水质分析工程师，硕士研究生，从事水处理工作。

３效益比较

液碱为3000元/吨，要将出厂水pH 值调至7.1以上，投加量需要12~15kg/km3，投加成本约0.045元/m3。采用熟石灰后投加滤池方式，投加量约为10kg/km3就可将出厂水pH 值调至

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

（上接第158页）

据若干问题的规定》所明确。目前的主要的问题是非法证据必须排除已经为我国《刑事诉讼法》以及“两高三部”的《关于办理刑事案件排除非法证据若干问题的规定》确立的前提下，在司法实践中，如何体现出立法的实体真实性、程序正当性以及控制和保障人权的基本价值理念，只有这样刑事诉讼程序外证据的效力问题研究才有意义。参考文献：

［1］龙宗智. 两个证据规定的规范与执行若干问题研究［J ］. 中国法学，

非法方法收集的证据的，应当提供相关线索或者材料。”由此可见，诉讼过程中没有真正的采用“举证责任倒置”之建议，仅在法官对证据获取的合法性质疑时，才向公诉人以及侦查人员提出证明要求。从本质上来讲，这一法律实务，有悖于新刑事证据法的程序正义之要求。

（3）健全侦查人员出庭作证规则。

实践中，应当不断的健全和完善案件侦查人员出庭作证规则，全面提升他们庭审应对能力。传统体制下的侦查人员出庭作证率非常的低，很多刑事案件审理过程中，甚至无需侦查人员说明情况；而新刑事诉讼法对此做出了明确的规定，即侦查人员必须出庭作证、说明情况，并证明证据获取途径、手段的合法性。①应当要求案件侦查人员在获取证据时，尽可能的有理有据，坚决避免需侦查人员出庭的情况发生；②陈述取证过程时，应当简明扼要、具有针对性，并且保持其客观真实性。

2010（6）．

［2］张君丰. 美国非法证据排除规则-理论、适用范围、例外及思考［J ］.

安徽冶金科技职业学院学报，2012（1）．

［3］葛铨. 论刑事证据排除［M ］. 北京：中国人民公安大学出版社，2011. ［4］余茂玉. 刑事诉讼证明权研究［M ］. 北京：中国人民公安大学出版社，

2010.

３结语

总而言之，刑事诉讼程序外证据、或者非法证据的效力问题，一直是业内人士广泛关注的焦点；非法证据应予排除，这已经被《刑诉法》和“两高三部”的《关于办理刑事案件排除非法证

作者简介：郑岳常（1965～），男，四级律师，本科，从事合同、公司、侵权、刑事辩护工作。

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