浅谈中水对石灰处理的影响

王晓义，龙 潇

（ 1.河北华电石家庄裕华热电有限公司 河北 石家庄 050041;2.河北省电力公司电力科学研究院 河北 石家庄 050021）

0 引言

中水作为一种稳定的再生水源已广泛应用于我国北方电厂的循环水，甚至有一些电厂已直接将中水经深度处理后回用于锅炉补给水系统。而石灰混凝处理技术作为一种廉价的污水处理方法已成为城市污水回用处理的首选工艺。

石灰处理在中水深度处理过程中具有一定的除硬降碱软化作用，同时能降低中水中有机物含量和硅含量，并具有一定的缓冲性。除了上述已为大家广泛认知的特点外，中水石灰处理还具有其特有的一些特点。文中结合电厂实际对中水对石灰处理的影响进行探讨。

1 中水中非碳酸盐碱度对石灰处理的影响

自然水体的碱度主要由OH－、组成。而中水中除OH－、、HCO3－以外，还含有大量非碳酸盐碱度，可以归纳为以下3类［1］:①氨化合物，NH3、－NH2的氮原子容易与氢离子相结合;②无机强碱弱酸盐，除了碳酸盐以外，磷酸盐(中水中含有的洗涤剂类)、亚硫酸盐(蛋白质脱去磺基形成亚硫酸根)、硫化物S2－(在厌氧环境中硫酸盐还原菌将还原为S2－)等水解产物都呈碱性;③有机弱酸盐。废水中含有的以及在生化过程中产生的挥发性有机酸和不挥发有机酸，如腐殖酸、脂肪酸、乙酸、丙酮酸、丁酸等所形成的盐类，其水解产物也呈碱性。

以中水中的氨氮为例进行说明。河北某电厂使用的中水氨氮含量较高，一般在10～50 mg/L，最高时可达到80 mg/L。当中水进入机械搅拌加速澄清池后，水中的会与OH－结合生成不完全电离的弱碱NH3·H2O，由此形成了NH3·Hs2O－NH4Cl缓冲体系，其有效的缓冲范围为PH=8.26 －10.26。

石灰处理的实验室试验中由于水体不断搅动，且没有补水，水中的氨氮都变成氨气挥发，因此实验室试验中的pH值不会受到NH3·H2ONH4Cl缓冲溶液的影响［2］。而在机械搅拌加速澄清池系统中由于不断的补水，中水中的氨氮在石灰作用下形成了NH3·H2O－NH4Cl缓冲体系，因此其PH值如要达到实验室试验得出的最佳pH值可能需要加入过量的石灰以克服缓冲溶液的影响。

机械搅拌加速澄清池系统进水中的NH4+会消耗一部分石灰生成NH3·H2O，目前对石灰加药量的理论计算尚未考虑到NH4+对石灰的消耗，因此对高氨氮含量的中水进行石灰处理时，石灰的加药量必定会高于理论计算量。

从上述分析中可以看出，非碳酸盐碱度在进行水质测定时往往会被计入碳酸盐碱度中，造成石灰处理时理论加药量计算偏大和石灰加药量偏高。

2 中水中有机物对石灰处理的影响

2011年3月下旬，河北某电厂中水来水碱度较高，，一度达到了14.0 mmol/L，机械搅拌加速澄清池出现了进水碱度偏高，石灰耗量增大的情况，同时机械搅拌加速澄清池出水浊度严重超标，超过了30.0 NTU，严重影响了后续处理系统的稳定运行。通过对机械搅拌加速澄清池进水水质进行分析发现，监测到的氨氮高达60.84 mg/L，CODCr达152.0 mg/L。过高的有机物含量显然对石灰混凝造成了影响，这是因为一些有机物会吸附或包裹在颗粒上，改变了混凝体系中颗粒表面的带电特性，使颗粒的Zeta电位降低并带有较强的负电荷，胶体颗粒的稳定性增强，混凝效果变差，导致机械搅拌加速澄清池出水浊度偏高。

3 石灰处理对中水中磷的去除情况分析

中水中含有较大量的磷，研究表明，中水中的磷酸盐主要来自于洗涤剂，这些磷经过生化处理形成高磷污泥从水中被脱除大部分，剩余磷进入电厂。石灰处理是通过生石灰与磷生成不溶性磷酸盐，依靠沉淀过滤将中水中的残留磷去除。但是除磷效果取决于存在的阴离子的相对浓度和污水的PH值，在高PH值条件下形成的羟基磷灰石Ca5(OH)(PO4)3是最稳定的固态磷酸钙，所以用石灰处理除磷时应将pH值调至10～11，以形成溶解度最低的羟基磷灰石沉淀［2］。而石灰处理PH值的调整主要受中水碱度和硬度的控制，一般中水石灰处理调整PH值到10.5以上的情况并不多见，因此中水中的磷不能完全通过石灰处理除去，残留的磷酸盐会进入循环水系统造成循环水水质稳定剂控制的偏差。

4 总结

中水石灰处理中除石灰处理常见的一些特点外，还具有其独特的特点，特别是非碳酸盐碱度的影响，有机物的影响及磷的去除情况分析表明，中水作为再生水源因其自身的水质特点对石灰处理提出了更高的要求，根据中水水质做好石灰处理的控制是保证处理效果的重要前提。

［1］刘进.非碳酸盐碱度对石灰处理二级排放水的影响［J］.华电技术，2009，31(9):69－71.

［2］韩琪，董希斌，孙凌.二灰碎石抵抗冻融破坏作用的研究［J］.森林工程，2007，23(5):45 －47.

［3］张澎，王元纲，李芸，等.钢渣对水泥稳定碎石干缩性质的影响［J］.森林工程，2007，23(5):65 －67.

［4］李雪梅.“自然生物处理+石灰混凝沉降”工艺处理养殖场污水的试验研究［D］.四川农业大学，2009，硕士学位论文.