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大多数水体的酸碱性由二氧化碳系统中各组成成分决定,当水体因为溶解大量二氧化碳而呈酸性时,可以通过脱除这些溶解态的二氧化碳使水体pH恢复至中性或者偏碱性。曝气脱除水中CO2是水处理工艺中常见的方法,基本原理是向待处理水中鼓入大量空气,使溶解态的CO2脱离水体进入空气中,使水体的碳酸盐浓度下降,提高pH。本文研究基于酸碱平衡曝气法水垢去除工艺,在此基础上进行了后续的曝气吹脱试验。论文主要结论如下:(1)以气水总体积比不变,曝气池处理水进出正常运行为前提,提出一种间歇曝气方试:曝气-停止-曝气。通过较大的曝气流量提高气液间传质效率,希望可以将上向流水中的CO2在曝气池下部脱除;曝气停止时,处理水继续上升,剩余的CO2在表层与空气接触并扩散;之后继续以大流量曝气脱除CO2。间歇曝气试验中,气水总体积比相同时间歇曝气出水CO2脱除效果优于连续曝气,脱除效果稳定。以间歇曝气策略在气水总体积比为4:1时出水CO2脱除率、pH和连续曝气策略在气水总体积比为6:1的出水数值相近;CO2脱除率以及pH波动范围分别在2%以及0.03之内。(2)通过试验观察与数据分析,了解到填料在酸碱平衡曝气法中的作用机理:气泡上升途中被填料阻挡而停滞,多个气泡接触融合,最终体积变大突破填料阻挡继续上升。填料放置高度较低时,气泡与填料过早接触,在后续的上升过程中,比表面积大幅降低,脱除效果下降;填料放置高度提高以后,气泡以小直径的形态上升,气液接触比表面积大,与填料相接触时,截留气泡延长与水的接触时间,提高脱除效果。(3)曝气策略与填料的影响对比中,曝气策略起了主要作用。间歇曝气运行到停止曝气的时段内,未放置填料与放置填料的出水pH相差不大,猜测是因为此时水体内并没有鼓入气泡,填料在工艺中无法发挥作用,而当曝气时,填料放置较高会对气泡进行截留,使pH进一步提高;填料放置较低时,过早改变了气泡形态,使气泡与水体之间的接触面积减少,导致出水pH降低。(4)根据溶质渗透模型理论得出了二氧化碳吹脱模型,并结合试验对其进行了验证。通过实验拟合得出影响因子k的取值为6.79×10-4。其中静态模型偏差率在10%以内,连续流模型偏差率在3%以内,具有一定的实用性与参考性。