海水经淡化处理后，钙离子含量很低，其水质不稳定且具有很强的腐蚀性，因此需要对其进行化学稳定性处理。改善海水淡化水稳定性的措施是对其进行后矿化处理，提高矿物质和碱度含量，使其水质稳定，不具有腐蚀性，并符合生活饮用水标准，这样既可以维护居民身体健康又能稳定水质。本文介绍了后矿化处理方法，并重点介绍了运行稳定费用低的上升流向石灰石接触器后矿化新工艺。

世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术，海水淡化已经成为解决全球水资源短缺措施中的一种主要方法，应用越来越广。

海水淡化水具有洁净、高纯度和供给稳定的特点，是安全可靠的高品位水源。淡化产品水可进入自来水管网，作为城镇居民生产、生活的重要水源，也可作为海岛、船舶、海上平台等主要水源；其次淡化产品水可作为企业生产和生活用水，也可作为以发电等锅炉补水为代表的工业用高纯水和工艺用水。

海水经淡化处理后，钙离子含量很低，其水质不稳定且具有很强的腐蚀性，甚至会发生常见的红水现象，因此需要对其进行化学稳定性处理。改善海水淡化水的措施是对其进行矿化处理，提高矿物质和碱度含量，使其水质稳定，不具有腐蚀性，并符合生活饮用水标准，这样既可以维护居民身体健康又能稳定水质使其满足管网输配的要求。

矿化通常是通过过滤、投加化学药剂来实现。海水淡化产水后矿化处理是调节pH值，产水中加入钙等矿化物，从而调节反渗透产水的碱度和硬度，适度提高pH值，使产水的Langelier Saturation index（LSI）值在0~0.50范围，总碱度（TAC）80mg/L（CaCO3），总硬度（TH）80~120mg/L（CaCO3）。使水质既不产生结垢腐蚀，也不会对输水管造成腐蚀。

通过后矿化系统，成品水质可符合中国饮用水标准GB5749-2006和世界卫生组织标准，而且对人体的健康较适合。

现代医学认为，人体的衰老过程就是液体的氧化酸化过程。据测定婴儿体液的pH值为7.35~7.45，中年人体液为7.25~7.35，老年人体液为7.20~7.30。饮用接近人体血液pH值的弱碱性的水，有利于维持人体内的酸碱平衡。

本文介绍了海水淡化产水后矿化的几种工艺方案，各种方案的优缺点。

海水淡化产水后矿化工艺

根据国内外有关反渗透产水后矿化处理报道，可用于反渗透产水后矿化处理工艺方案大致有如下6个：

1. 向反渗透产水投加CO2和过量的Ca（OH）2，反应式如下：

2CO2 + Ca（OH）2 = Ca（HCO3）2

2. 投加CO2后的反渗透产水通过CaCO3的滤床，反应式如下：

CO2 + H2O + CaCO3 = Ca（HCO3）2

3. 投加Ca（OH）2和Na2CO3

Ca（OH）2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaOH

4. 投加CaSO4 和2NaHCO3

CaSO4 + 2NaHCO3 = Ca（HCO3）2 + Na2SO4

5. 投加CaCl2和NaHCO3

CaCl2 + 2NaHCO3 = Ca（HCO3）2 + 2NaCl

6. 用处理后的含盐水与反渗透产水进行适量的勾兑。

以上6个方案，应根据当地情况、水质、处理水量和投资运行成本进行筛选。方案3、4、5、6主要是通过向淡化水中用计量加药装置投入所需药剂，操作运行维护较为简便，但费用较高，适用于较小型的淡化水装置。方案1、2适用于较大型的海水淡化厂，其中方案2具有更高的经济性。本文就方案2做如下介绍。

上升流向的石灰石接触器+二氧化碳后矿化工艺介绍

投加CO2后的海水淡化通过CaCO3滤床的后矿化工艺，主要由CaCO3的滤床系统和CO2投加系统2部分组成，工艺流程图如下：

CaCO3滤床组成结构

滤床一般选用上升流向的石灰石接触器，包含下列部分：

水/空气进入系统；

水/空气分配区域；

石英砂填层区域；

石灰石填层区域；

矿化后上层水上升溢流和石灰石投送区域；

后矿化池顶和石灰石贮料仓。

水/空气分配区域位于水池的下层。它由多个滤板和水帽组成，形成一个平整布气/水平台。各部分间以及各部分与墙壁的接触表面应用胶与水泥密封。

滤板水帽层上填装直径为2.5~5.0mm的石英砂层，层高约200mm，石英砂填层促进气水分配均匀，有利于防止细小杂质和溶胶物质对配水水帽堵塞，确保布水均匀畅通。

石灰石填层位于石英砂填层上，石灰石颗粒直径为1.0~4.0mm，填层高度约2000mm。

上层水区域是水流被限制在石灰石填床区域和再矿化后产水溢出通道之间的容积。上层水区域的深度避免石灰石细小颗粒和杂质的溢出，确保出水浊度＜1NTU。

石灰石给料区域位于上层水区域上方。它是由钢砼结构和UPVC给料管构成。滤池有给料管，石灰石给料管跨越上层水区域到达石灰石滤床表面。这些给料管允许将石灰石颗粒散布到石灰石填充床的表面，石灰石颗粒逐渐落下而不引起水层的浑浊。

滤池顶部内置石灰石贮料仓。储存在贮料仓的石灰石材料由于重力作用经过给料管落到下面的石灰石填充层。贮料仓上方布置开口进行装料。

石灰石通常使用普通袋装、大袋装或散装方式提供，并直接倒出。石灰石填层后矿化滤池设置气/水反洗工艺过程和设施。气/水反洗清除由于长期运行而残留的杂质。根据石灰石纯度＞95%，预测每年气/水反洗次数为4~6次。系统需新增一台罗茨风机，一台反洗水泵。

CO2投加

CO2投加系统包含下列部分：

CO2储槽；

室温蒸发器；

减压和稳压装置；

RO产水旁路增压装置；

CO2混合和投加装置；

调节、控制仪表与设备。

食品级低温液态CO2由生产厂商的槽车运输投入CO2储槽。低温液态CO2通过阀组和蒸发器转化为高压气态CO2，高压气态CO2通过减压稳压装置转化为低压气态CO2，通过调节阀、流量计和微孔投加器定量地把低压气态CO2投入旁路RO产水增压系统，并在静态混合器中充分混合加大CO2的溶解量，再将此溶解CO2的水投入RO产水主管路中，然后进入石灰石填层的后矿化滤池。

该系统中设置压力、温度、pH值、流量等监控和保护装置。

调制处理运行成本估算

以10000t/d海水淡化项目为例，调制处理的运行成本估算基础参照数据如下：

海水淡化设备日供水量：10000m3；

年运行时间为330d×24h/d，共7920h；

年总供水量330万t。

小结

海水淡化从上世纪五十年代发展至今，为人类用水做出了重大贡献。水质不稳定容易对管道造成腐蚀，造成经济损失，同时也会对人体健康造成伤害。提高供水系统的水质化学稳定性，控制管网的腐蚀，具有经济和安全卫生的双重作用，对保护管网和提高水质都具有重要意义。通过对淡化海水进行后矿化，淡化水质完全可以达到市政用水各项指标，越来越多的人通过饮用淡化海水来生存。随着常规水资源的污染与枯竭，开发蕴藏量丰富的海水成为必然趋势，淡化海水也完全能成为安全健康的放心水。

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