酸碱平衡曝气除垢工艺的酸量模型及新型酸阻垢剂的研究

发布时间：2020-10-12 02:46

　　 地下水是我国居民重要的饮用水水源之一。但是很多地区的地下水存在煮沸冷却后有水垢产生的现象。酸碱平衡曝气法是通过加酸去除加热中转化产生沉淀的HCO_3~-,将HCO_3~-转化为溶解态的CO_2,再通过曝气将水中的CO_2吹脱出来,使得出水与原水的pH相近,从而达到除垢目的。本论文根据碳酸平衡和溶度积关系建立了加酸量的计算模型,并用十几种实际水样对加酸量模型进行了验证。同时将水处理常用酸进行配比混合试验,研发出适用于不同饮用水水质的阻垢剂及适用条件。本研究主要结论如下:(1)建立了加酸量的化学计量模型。基于水中酸碱平衡及转化原理,水中二氧化碳、碳酸钙和氢氧化镁的溶度积关系等建立了以去除水垢为目标的加酸量的化学计量模型。(2)验证了化学计量模型。选用9种不同地下水水样对模型进行验证,得出化学计量模型加酸量与实际加酸量相对误差小于7%,R~2=0.98,证明模型精确度较高。选择5个地下水水源地进行了连续48小时稳定性实验,得出模型计算的加酸量处理的水样碱度值较为稳定,相对偏差小于5%,水样煮沸冷却后浊度值也较为稳定,均小于1NTU。(3)建立了加酸量的简化模型。针对化学计量模型各影响因素进行敏感性分析,得出产生碳酸钙的碳酸氢根为主要去除部分,并以此建立了简化模型,同样选用多种水样进行验证,得出简化模型的加酸量与实际加酸量误差较小,并制定了两个加酸量模型使用条件。(4)研发了新型酸阻垢剂。通过对阻垢剂酸的性质、成本、安全性等方面考虑,选择将浓盐酸和浓硫酸混合稀释配制成新型酸阻垢剂,建议新型阻垢剂的体积比盐酸:硫酸为1:3~1:5,氢离子浓度为10~14mol/L。选用多种实际水样验证新型酸阻垢剂处理效果和稳定性较好,并针对不同水样制定了相应的配制标准和使用规范。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU991.2
【部分图文】：

1 绪论背景上可供人类使用的淡水资源非常有限，其中地下水占 68%[1]。地水文循环的一个重要组成部分，而且更是人类生活生存的必要条件报》的报道，地下水资源支撑着我国北方地区 65%的生活用水、和 33%的农业灌溉，地下水被开采量占据整体供应水源 18%[3]。图同将我国地下水划分为可供饮用的、适当处理后可供饮用的、不宜工农业利用的、不宜直接利用的等四类地下水，分别用四种颜色表看出，目前我国的地下水质量总体较好，其中地下水可供饮用占 63当处理后可供饮用占17%，地下水不宜直接饮用但可供工农业利用水不宜直接利用占 8%[4]。

图 1.2 水垢去除的途径和原理曝气除垢工艺的简介所述，现在常用的地下水软化技术虽然在一定水平上能改实际应用中存在运行费用高、系统管理复杂等问题，需改善地下水水垢的方法。因此从饮用水结垢机理出发，气除垢工艺[49]。曝气法通过加酸去除加热中转化产生沉淀的碳酸氢根，降热过程碳酸氢根转化产生的碳酸根、氢氧根与水中的钙氧化镁不足以达到饱和产生沉淀；最后再通过曝气将水，使得出水与原水的 pH 相近，从而达到除垢目的的一曝气除垢工艺原理

西安建筑科技大学硕士学位论文态的二氧化碳。因此，拟考虑采用二氧化碳脱除法中的曝气脱除法，来去除水解态的二氧化碳，是反应方程式向右进行，从而提高出水的 pH 值，使得出水与原水 pH 值相近，以满足《生活饮用水卫生标准》的要求[53-54]。具体的工艺流程见下图 1.3
【参考文献】

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本文编号：2837517