正交實驗法優化地下水的石灰軟化－絮凝處理工藝

莫文婷，陳 濤，唐友堯

（1．華中科技大學武昌分校城市建設學院，湖北 武漢430064；2．華中科技大學環境科學與工程學院，湖北 武漢430074）

華南部分地區地下水水質清澈透明，硬度小于300mg·L－1（以CaCO3計），符合《地下水水質標準》Ⅱ類水質標準，但煮沸后有白色沉淀或漂浮物，影響視覺感官，讓人無法接受。

該水源水總硬度主要以暫時硬度為主，這正是其煮沸后產生漂浮物的原因所在。在碳酸系堿度存在情況下，水加熱后易形成白色沉淀及白色漂浮物質，主要成分為碳酸鈣、氫氧化鎂及少量的碳酸鋇。盡管鈣鎂離子對健康不會造成直接危害，飲用適量的硬水還會有益于健康，但會對生活產生諸多不便，如用水器結垢、清潔劑效率低、皮膚干燥、衣物發硬等［1］。為能安全、放心地使用自來水，需對地下水進行軟化處理。

石灰軟化－絮凝是地下水處理的有效方法。通過向水樣中投入一定量的熟石灰標準溶液（10mmol·L－1），使之發生一系列反應，最終生成 CaCO3和Mg（OH）2沉淀，以達到軟化目的。

作者在單因素實驗的基礎上采用正交實驗［2］，考察了Ca（OH）2投加量、PAC投加量、石灰反應時間及沉淀時間對處理效果的影響并優化了軟化－絮凝處理條件。

1 實驗

考慮，最后選取 Ca（OH）2投加量（A）、PAC投加量（B）、石灰反應時間（C）和沉淀時間（D）作為考察因素，且不考慮因素間的相互影響作用；以硬度去除率、堿度去除率、濁度、pH值作為考核指標，進行正交實驗，以優化石灰軟化－絮凝處理地下水的工藝條件，其因素與水平見表1。

表1 正交實驗因素與水平Tab．1 The factors and levels of the orthogonal experiment

2 結果與討論

影響硬度去除率、堿度去除率、濁度及pH值的因素很多，如Ca（OH）2投加量、石灰反應時間、攪拌速度、絮凝劑投加量等。……