陕西渭北某县城集中供水工程以地下岩溶水为供水水源,水质清澈透明,但总硬度和暂时性硬度高,致使输配水管道和用户各种烧水容器和设施结垢严重,水烧开后有白色漂浮物,从感官上影响饮用水的品质且水中氟含量轻度超标。针对该问题,本论文研究相关物理化学处理技术,解决该民生问题。按照用户各种供水需求,依据各处理技术的优势和特点,本论文研究化学沉淀法、酸碱平衡法及膜分离联合吸附法等对受试水样中总硬度、暂时性硬度及氟离子的去除特性,并探讨不同处理工艺的处理效果与成本关系,通过实验内小规模研究,获得以下研究成果。(1)石灰、氢氧化钠软化受试水样时,随药剂用量增加,处理后水样总硬度和暂时性硬度均可明显降低,优化条件下,总硬度去除率可分别达23.4%和25.1%;而水暂时性硬度分别可去除率90.6%和86.4%,处理后水样无结垢,均可达到用户对用水中硬度的要求。但考虑酸碱度合理性,石灰法软化更合适。食品级和化学纯石灰处理费用分别为1.52和0.49元/吨。建议根据水用途不同,可分别选用分析纯和化学纯试剂处理。(2)盐酸、硼酸以及柠檬酸三种酸处理水样后均获得较好的效果。当盐酸、硼酸和柠檬酸酸化受试高硬泉水时,可间歇式搅拌混合和曝气反应,总时间仅4-6min,即可完成除硬,耗电量少,设备和工艺简单,简单易行。其中硼酸不仅可去除暂时性硬度,也可去除总硬度,与传统化学絮凝剂结合,当硼酸投量为90mg/L,PAC投加量30mg/L,阴离子型PAM投加量2.7mg/L,沉淀时间10min,即可使水样透明,达到相应水质标准。(3)纳滤和反渗透以去除钙、镁等阳离子为主,效果均较理想,优化压力条件下,两种方法能去除90%以上的钙镁离子。其产水与未处理原水以体积比均为1:0.6混合后,水样pH值、暂时性硬度总含盐量均符合饮用水指标与使用者对水质外观的要求。考虑水处理成本,建议选用纳滤技术。(4)活性氧化铝粉末可吸附水样中的氟离子,其吸附规律符合Langmuir等温吸附式模型,吸附容量可达11.765mg/g。因此,使用纳滤或反渗透膜与活性氧化铝吸附联合处理可解决受试水中的因暂时性硬度高引起的结垢和氟离子偏高的问题。本论文的研究结果,为解决渭北地区供水问题提供基础数据和工艺比选基础,并可提供切实可行的技术指导。