脫硫廢水納濾濃水回流輔助軟化實驗研究*

楊洋，余夏，毛霖，荊黎，秦福初

(國家電投集團遠達環保工程有限公司重慶科技分公司，重慶 401122)

1 實驗部分

圖1 示范項目工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of demonstration project

1.1 模擬實驗

取500 mL 1#反應箱產水加入到1 L燒杯中，利用磁力攪拌器連續攪拌。向裝有1#反應箱產水的燒杯中分次加入一定量的納濾濃水，每次加完納濾濃水后充分攪拌半小時后取樣，利用EDTA滴定法測定水樣中的鈣離子濃度，以分析不同納濾濃水添加量對廢水中鈣離子的去除效果，實驗結果如表1，圖2所示。

表1 模擬實驗結果Table 1 Results of simulation experiment

1.2 工程實驗

在模擬實驗的基礎上，對實驗結論進一步驗證。具體實驗方法為：在2#反應箱內加入1#反應箱產水約3.5 m3，然后通過納濾濃水回水泵多次定量的回流納濾濃水，通過觀察箱內液位變化控制回流量。每次回流到指定流量后，充分攪拌0.5 h后取樣分析水中的鈣離子，實驗結果如表2，圖2所示。

圖2 廢水中鈣離子濃度與納濾濃水添加量的關系Fig.2 The relationship between calcium concentration and the amount of concentrated nanofiltration water

表2 工程實驗結果Table 2 Results of engineering experiment

與模擬實驗結果一致，排出測試誤差等影響因素，納濾濃水的加入可以有效去除水中部分鈣離子，且隨著納濾濃水回流量增大，廢水中的鈣離子濃度逐漸降低。但隨著添加比例超過一定值后，鈣離子減小幅度變小，推測原因可能是受到硫酸鈣過飽和影響。

2 結論與分析

模擬實驗和工程實驗證實了將富含硫酸根的納濾濃水與原水混合可以有效降低原水中的鈣離子濃度。其原理是鈣離子與硫酸根反應生成了難溶的硫酸鈣沉淀。隨著納濾濃水添加比例增大，廢水中的鈣離子濃度逐漸減小，但當添加比例到達一定數值時，廢水中實際鈣離子濃度與計算鈣離子濃度差值減小，鈣離子濃度降低效果逐漸減弱。其原因是隨著添加比例增大，廢水被稀釋的倍數增大，鈣離子濃度因稀釋效應降低，鈣離子與硫酸根反應減弱，離子積減小，此外硫酸鈣的過飽和也可能導致沉淀效果降低[7-8]。本工程納濾濃水的產量約為0.3～0.4 m3/h，零排放系統設計處理量為4 m3/h，因此可以計算出納濾濃水回流比約為0.1，實驗結果證實當回流比例為0.1時，碳酸鈉理論加藥量可減少8.3%～17.6%，有效降低了軟化藥劑的使用量。