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海水淡化目前在全球发展迅速，很多缺水的城市已经在大量的使用海水淡化水作为城市用水的必要补充。海水淡化水的各项水质指标均优于自来水，一方面由于其水质过于纯净，基本不含矿物质，长期饮用会对人体健康产生危害；另一方面由于硬度、碱度低等特点，直接用于市政供水往往会出现红水或者黄水现象，引发用水安全问题。要解决上述问题，就必须对海水淡化水进行相应的后处理，提高水中的矿物质含量，增加海水淡化水的硬度、碱度，在该领域国外已经有实际的工程应用，但我国却缺少足够的研究与工程应用。本文对海水淡化水的二氧化碳酸化溶解方解石后处理工艺进行相关的研究。通过相应的模拟试验装置，研究各工艺参数对矿化出水水质的影响，并建立了基于化学动力学的反应模型，为海水淡化水的后处理提供理论基础。试验结果表明：出水的钙离子浓度随着进水二氧化碳分压的增大而增大，但是较大的进水二氧化碳分压会导致出水浊度超标的问题，适宜的进水二氧化碳分压为10kPa左右；水力停留时间越长，矿化效果越好，但12min以后，钙离子的增加速率明显变缓；进水二氧化碳分压和水力停留时间一定时，流速越大矿化效果越好，但是浊度也会随着流速的增大显著提高；方解石粒径对矿化效果有显著的影响，矿化处理的方解石粒径宜为510mm；出水的pH都呈酸性，具有较强的腐蚀性，需要进行pH调整，向矿化出水中曝气（空气）是较适宜的pH调节方式。通过化学热力学平衡原理推导出了出水钙离子浓度随着进水二氧化碳分压的函数关系，并通过化学动力学理论以及离子扩散理论建立了矿化反应模型。模型的预测结果显示，进水二氧化碳分压<10kPa，水力停留时间<12min时，模型预测结果的精度大于90%，可作为工艺设计的理论依据。从相关的水质稳定性指数分析，钙离子浓度比碱度对水质稳定性的影响要大，pH对水质稳定性的影响较大并与水体的钙离子和碱度有关。矿化出水经过pH调节后，pH：88.5，Ca2+：3240mg/L，此时4<CCPP<10、LSI>0，水质稳定性较好。根据试验室小试情况，对本工艺用于淡化水后处理的运行成本进行了估算，约为0.432元/m3。