一、核心工艺原理

1. 化学沉淀法

- 除硬：投加石灰（Ca(OH)₂）、氢氧化钠（NaOH）或碳酸钠（Na₂CO₃），与钙镁离子反应生成碳酸钙（CaCO₃）、氢氧化镁（Mg(OH)₂）沉淀。

- 除硅：添加氧化镁（MgO）或氯化镁（MgCl₂），与硅酸根（SiO₃²⁻）结合生成难溶的硅酸镁（MgSiO₃）沉淀，或通过调节pH促进硅的絮凝。

2. 膜分离技术

- 采用管式膜（如聚四氟乙烯PTFE膜）或超滤膜，通过筛分过滤截留化学沉淀产生的悬浮物及胶体，确保出水浊度和硅含量达标。

3. 离子交换法

- 进一步去除残留钙镁离子，常用H型或Na型阳离子交换树脂，降低水的硬度，防止后续反渗透膜结垢。

二、典型工艺流程

1. 预处理

- 通过格栅、沉淀池去除大颗粒悬浮物，调节水质水量。

2. 化学软化除硅

- 在反应箱中投加石灰/纯碱、氧化镁等药剂，控制pH至10-11，反应生成钙镁沉淀和硅酸镁絮体。

3. 固液分离

- 采用管式膜或高密池进行固液分离，膜分离可直接截留颗粒，避免传统沉淀的耗时问题。

4. 离子交换

- 滤出水通过离子交换树脂进一步脱除残留硬度，调节pH至4.5-5.5后经除碳器脱碱，再回调pH至9-11。

5. 反渗透浓缩

- 软化水经反渗透处理，产水回用，浓水进入蒸发结晶系统进一步处理。

三、关键操作要点

1. 药剂投加控制

- 根据水质实时监测钙镁、硅含量，精确控制石灰、纯碱等药剂投加量，避免过量或不足导致的结垢或处理不达标。

2. pH调节

- 化学沉淀阶段需将pH维持在10-11，确保钙镁沉淀完全；离子交换前需将pH回调至酸性范围（4.5-5.5），避免树脂失效。

3. 膜系统维护

- 定期反洗膜组件（如用产水或酸碱液），防止污泥沉积导致膜污染；控制曝气强度，保持膜池污泥悬浮状态。

4. 污泥处理

- 及时排出膜池截留的污泥，避免浓度过高影响膜过滤效率；污泥需脱水后安全处置或资源化利用。

5. 系统抗波动能力

- 采用连续进出水方式，通过调节排泥频率稳定膜池污泥浓度；应对水质波动时，可调整药剂投加量或增加预处理环节。

四、工艺对比与选择

- 化学沉淀+膜分离：流程短、占地小，适合高硬度高硅废水，但需定期清洗膜组件。

- 离子交换：产水硬度低，适合后续反渗透，但树脂再生会产生高盐废水。

- 流化床结晶法：污泥量少、节能，但需控制晶种添加和反应条件。

根据水质特点（如硬度、硅含量、盐度）及回用要求，可组合上述工艺以达到最佳处理效果。

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