随着社会经济的不断发展,高硬度水对人们生产生活的影响越来越大。传统的高硬度水处理工艺可以获得较好的处理效果,但存在工艺条件复杂、去除效率低、产生副产物等问题。化学结晶循环造粒流化床工艺作为一项高效软化技术,已经在实际工程应用中取得了良好的效果。该工艺在处理过程中不产生副产物,可以达到零排放,具有处理负荷大、操作便捷等优点,具有广阔的应用前景。CO₂是工业生产废气的主要成分,是温室效应的主要污染物。将工业废气中的CO₂回收后与化学结晶循环造粒流化床工艺结合用于水质软化是一种绿色环保、节能减排理念的体现。本文通过静态试验和中试试验,考察CO₂在化学结晶循环造粒流化床系统中对高永久性硬度水的软化效果和结晶流化床出水pH的调节效果,分别探究CO₂软化高永久性硬度水体和CO₂调节结晶流化床出水pH的机理,确定相关工艺条件。为CO₂在化学结晶循环造粒流化床系统中的应用提供理论支持和数据支撑。主要研究结论如下:（1）CO₂-NaOH软化高永久性硬度水静态试验结果表明:CO₂和NaOH作为软化剂可以获得良好的处理效果。当反应压力为2 bar,NaOH投加量为3 mmol/L,CO₂投加量为2 mmol/L时,软化后水中pH为9.56,Ca²⁺去除率为88%。控制药剂投加量不变,随着反应系统的压力逐渐升高,Ca²⁺去除率逐渐增大。当反应压力一定时,随着NaOH投加量,Ca²⁺去除率显著上升,而CO₂投加量对Ca²⁺去除率的提升有影响但比NaOH小,但对软化后水中的CO₃^2-、HCO₃^-浓度和pH有显著的影响,因此在使用CO₂和NaOH作为软化剂时,首先要根据Ca²⁺的去除率要求确定NaOH投加量,CO₂投加量则根据出水中Ca²⁺、碱度含量以及pH综合确定。（2）CO₂-NaOH软化高永久性硬度地下水的中试试验研究结果表明,在化学结晶循环造粒流化床系统中使用CO₂和NaOH作为软化剂,当进水HCO₃^-浓度为4.3 mmol/L、Ca²⁺浓度为8.6 mmol/L时,控制NaOH投加量为10.75 mmol/L,CO₂投加量为7.4 mmol/L,系统出水pH为9.5,Ca²⁺浓度为0.92 mmol/L,去除率为90%。CO₂和NaOH作为软化剂时能获得良好的软化效果。通过与NaOH-Na₂CO₃法进行对比可知,CO₂-NaOH法具有系统运行成本低、软化出水碱度和pH值低,水质化学稳定好等优点,在高永久性硬度水处理中具有广阔的应用前景。（3）CO₂调节化学结晶循环造粒流化床出水pH中试试验结果表明:常压下使用3根曝气管、5根曝气管、旁流管路射流器三种不同曝气装置向流化床反应器出水中投加CO₂均可达到pH调节效果。其中旁流管路射流器装置pH调节效果最好,将CO₂通过旁流管路射流器投加至化学结晶循环造粒流化床出水中,当系统流速为160 m/h时,将软化出水pH从10.8调节至7.8,CO₂投加量为150 mg/L,药剂成本为0.18元/t。通过对距离曝气点不同位置处的pH进行测定可知,使用射流器曝气,当系统流速为130 m/h时,在距曝气点30 cm处水中pH值已被调节至7.8,此时水力停留时间为8 s,因此使用CO₂调节水中pH的速率较高。由中试试验结果可知,与传统的无机酸调节pH相比,CO₂调节化学结晶循环造粒流化床出水pH具有调节速率快、调节终点易控制、系统操作简单等优势,若将工业废气中的CO₂回收后用于该工艺中,能获得良好的经济效益及生态效益。