氫氧化鈣在水處理中的溶解與混合原理

氫氧化鈣在水處理中主要用于調(diào)節(jié)pH值、去除重金屬離子、絮凝沉淀等。其溶解與混合效果直接影響處理效率與水質(zhì)。溶解時(shí)，氫氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧根離子(OH?)和鈣離子(Ca2?)，使水體呈堿性，與酸性物質(zhì)中和，與重金屬離子形成沉淀。充分混合可加速溶解，確保均勻分散，提高反應(yīng)效率。

氫氧化鈣的溶解方法

1. 制備石灰乳

將氫氧化鈣粉劑或生石灰(CaO)緩慢加入水中，邊加邊攪拌，形成石灰乳。石灰乳中氫氧化鈣濃度通常為10%-20%。例如，處理酸性廢水時(shí)，根據(jù)廢水酸度計(jì)算所需石灰乳量，緩慢加入并攪拌至pH值達(dá)標(biāo)。

2. 提高溶解度技巧

加熱可提升氫氧化鈣溶解度，但需控制水溫，因其溶解度隨溫度升高而降低。建議水溫不超過(guò)60℃。增加攪拌速度可促進(jìn)溶解，建議轉(zhuǎn)速100-200r/min。可添加氯化鈉、硫酸鈉等助溶劑，用量為氫氧化鈣質(zhì)量的5%-10%。超聲波處理(頻率20-40kHz)也可提高溶解度。

氫氧化鈣的混合技術(shù)

1. 機(jī)械攪拌法

利用攪拌設(shè)備使氫氧化鈣與水充分混合。對(duì)于中小型水處理系統(tǒng)，使用立式攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速100-200r/min，攪拌時(shí)間15-30分鐘。大型系統(tǒng)則采用槳式攪拌器，安裝高度為容器半徑的1/3-1/2，轉(zhuǎn)速60-100r/min，攪拌時(shí)間30-60分鐘。

2. 水力混合法

利用水泵或噴嘴產(chǎn)生的水流紊動(dòng)混合氫氧化鈣。在泵前注入氫氧化鈣溶液，讓水泵葉輪攪拌，但需防止管道堵塞。或在管道上安裝噴嘴，使溶液與水混合，噴嘴流速控制在10-20m/s，混合管道長(zhǎng)度不小于10倍管徑。

3. 靜態(tài)混合器法

借助靜態(tài)混合器內(nèi)部的混合元件，使氫氧化鈣與水在無(wú)外力下充分混合。混合器安裝在水管線上，利用水流通過(guò)混合元件產(chǎn)生的分流、旋轉(zhuǎn)和混合作用完成混合。水力停留時(shí)間30-60秒，壓力降控制在0.1-0.3MPa。

溶解與混合過(guò)程的優(yōu)化與注意事項(xiàng)

1. 原料預(yù)處理

氫氧化鈣易吸潮結(jié)塊，儲(chǔ)存時(shí)需防潮，使用前應(yīng)檢測(cè)含水量，若結(jié)塊需烘干粉碎。生石灰需控制活性(350-400)和顆粒度(<5mm)，以確保反應(yīng)效率。

2. 溶解設(shè)備選擇

根據(jù)處理規(guī)模和要求選擇合適的溶解設(shè)備。小型水處理系統(tǒng)可選用帶攪拌功能的溶解罐，體積1-2m3，配備電機(jī)功率1.5-3kW的攪拌器。大型系統(tǒng)則采用連續(xù)式溶解反應(yīng)器，如專(zhuān)利CN202210709278中的設(shè)備，可連續(xù)生產(chǎn)高活性氫氧化鈣懸浮液。

3. 混合過(guò)程監(jiān)控

溶解與混合過(guò)程中需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵參數(shù)，如pH值、溫度、流量等。pH值可用在線pH計(jì)監(jiān)測(cè)，保持7-11;溫度傳感器控制水溫不超過(guò)60℃;流量傳感器確保氫氧化鈣溶液與水比例合適。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整操作參數(shù)，如攪拌速度、加料量等。

4. 安全防護(hù)措施

氫氧化鈣具有腐蝕性，操作人員需佩戴防護(hù)裝備，如橡膠手套、護(hù)目鏡和防護(hù)服。設(shè)備需定期維護(hù)，防止泄漏。設(shè)置緊急沖洗裝置和急救箱，以應(yīng)對(duì)意外接觸。

實(shí)際應(yīng)用案例

在某電鍍廢水處理中，廢水含大量重金屬離子和酸性物質(zhì)，采用氫氧化鈣處理。先將氫氧化鈣粉劑與水按1:10比例制備石灰乳，用計(jì)量泵加入廢水池，同時(shí)用槳式攪拌器以80r/min速度攪拌45分鐘。廢水pH值從4.5升至7.5，重金屬離子含量顯著降低，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

綜上，掌握氫氧化鈣在水處理中的溶解與混合技術(shù)，可提高處理效果，降低運(yùn)行成本。實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)水質(zhì)和處理目標(biāo)選擇合適的方法和設(shè)備，并注重優(yōu)化與安全防護(hù)。