烧结烟气脱硫废水零排放处理实践_李同春
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会富集重金属元素和 Cl- 等, 一方面加速脱硫设 备的腐蚀, 另一方面影响石膏的品质, 因此,
收稿日期: 2013 - 07 - 28 作者简介: 李同春, 男, 学士学位, 主要从事烧结方面的技术工作。
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金属材料与冶金工程
Vol.41 No.5
脱硫装置要排放一定量的废水, 进入脱硫废水 处理系统, 经中和、 絮凝和沉淀等处理后排放。 典型的脱硫废水处理工艺流程见图 1。 通过加氢 氧化钙中和脱硫废水, 并使废水中的大部分重 金属形成沉淀物; 加入絮凝剂使悬浮物浓缩, 污泥脱水后外运处理。
(TMT-15), 使其与 Pb2+、 Hg2+ 反 应 形 成 难 溶 的 硫化物沉积下来。
(3) 絮凝。 经前两步化学沉淀反应后, 废 水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质, 加入一定比例的絮凝剂聚铁, 使它们凝聚成大 颗粒而沉积下来。 在废水反应池的出口加入 PAM 作为助凝剂, 来降低颗粒的表面张力, 强 化颗粒的长大过程, 进一步促进氢氧化物和硫 化物的沉淀, 使细小的絮凝物慢慢变成更大、 更易沉积的絮状物, 同时脱硫废水中的悬浮物 也沉降下来。
石灰石-石膏法脱硫工艺是目前技术最成 熟、 实际应用最多、 运行最稳定的脱硫工艺, 湖南华菱湘钢两台 360 m2 烧结机均采用石灰石石膏法脱硫技术, 主要工艺为: 烧结机烟气通 过电除尘器除尘后, 进入脱硫系统净化处理。 脱硫系统由烟气、 石灰石浆液配制、 二氧化硫、 石膏脱水、 工艺水、 浆液排空、 压缩空气、 废 水处理等子系统组成。 原烟气由烟道接出通过 原烟气档板门进入增压风机, 加压后的烟气进 入吸收塔, 石灰石经湿式球磨机磨粉制浆, 吸 收剂经水力旋流器分离, 溢出物料存贮于吸收 剂浆液罐中再送至吸收塔, 吸收塔采用就地强 制氧化湿式喷淋空塔, 吸收系统内的氧化空气
湘钢 360 m2 烧 结 机 烟 气 脱 硫 废 水 检 测 结 果 见表 1 (pH 值无量纲)。
表 1 脱硫废水处理前后检测结果*
检测项目 pH 值 悬浮物 总铜
总铅
总锌
总镉
总砷 COD
氨氮 氯离子 硬度
处理前
6.46 110 0.050 0.10 2.04 0.056 0.13
876
638 12 300 8 100
第 41 卷 第 5 期 2013 年 10 月
金属材料与冶金工程 METAL MATERIALS AND METALLURGY ENGINEERING
Vol.41 No.5 Oct 2013
烧结烟气脱硫废水零排放处理实践
李同春
(湖南华菱湘潭钢铁有限公司, 湖南 湘潭 411101)
摘 要: 介绍了烧结烟气石灰石-石膏湿法脱硫废水处置方式。 针对湘钢烧结烟气脱硫废水处理的实际应
用, 提出了最佳零排放处理方式, 达到了脱硫废水综合利用的目的。
关键词: 烧结烟气; 脱硫; 废水; 零排放 中图分类号: X703 文献标识码: A 文章编号: 2095 - 5014 (2013) 05 - 0035 - 03
Practice of Zero Discharging Treatment of Desulphurized Wastewater for Sintering Exhaust-gas
参考文献:
[1] 黄海明, 肖贤明, 晏 波. 折点氯化处理低浓 度 氨 氮废水[J]. 水处理技术, 2008, 34(08): 63-65.
[2] 胡 涛, 秦延华, 张红丽, 陈 伟, 左鸿 涛. 烧 结 矿喷洒 CaCl2 溶液试验研究及 工 业 应 用 [J]. 河 南 冶 金, 2004,(2): 13-16.
LI Tong - chun
(Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co., Ltd., Xiangtan 411101, China)
ABSTRACT: This paper introduces the disposal methods of limestone -gypsum FGD wet desulphurized wastewater for sintering exhaust - gas . According to the actual application situation of sintering exhaust-gas desulphurized wastewater treatment in Xianggang, purposes the best way to achieve zero discharging treatment, attaines comprehensive utilization aim of desulphurized wastewater. KEY WORDS: sintering exhaust-gas; desulphurization; wastewater; zero discharging
3结语
(1) 烧结烟气湿法脱硫废水经典型的工艺 处 理 后 , COD、 氨 氮 仍 难 以 达 标 , 废 水 中 的 氯 离子、 硬度影响中水回用, 需进行深化处理。
(2) 烧结烟气湿法脱硫废水深化处理可采 用加药化学处理、 送料场喷洒、 配置溶液喷洒 烧结矿等方式。
(3) 湘钢工业实践表明, 烧结烟气湿法脱 硫废水用于配置溶液喷洒烧结矿, 既可满足烧 结矿低温还原粉化指标要求, 又能完全处置脱 硫废水, 实现废水零排放, 同时能节省大量的 固体氯化钙药剂, 每年创造直接经济效益约 180 万元, 是脱硫废水最佳的处理方式。
2 脱硫废水深化处理方式
2.1 加药化学处理 脱 硫 废 水 中 的 COD 主 要 表 现 为 还 原 性 物
质, 该类物质可通过加入次氯酸钠的方式来降 低其含量。 脱硫废水中的氨氮可通过折点氯化 法处理, 折点氯化法是向氨氮废水中加入次氯 酸钠或氯气, 当水中游离氯最低而氨的浓度降 为零, 该投加量的点称为折点, 该状态下的氯 化 称 为 折 点 氯 化 , 黄 海 明等[1] 用 该 法 处 理 含 低 浓度氨氮废水, 去除率较高。 脱硫废水经典型 的工艺处理后, 可通过加入次氯酸钠的方式同 时降低 COD 和氨氮浓度。 表 2 为湘钢 360 m2 烧 结机烟气脱硫废水通过在出水缓冲箱中加入次 氯酸钠药剂处理后的检测结果。 从表 2 可以看 出, 脱 硫 废 水 加 入 次 氯 酸 钠 药 剂 处 理 后 , COD 和氨氮浓度降低明显, 但仍未达标, 且无法处
处理后
6.55
17
0.008 0.02 0.895 0.004 0.01
821
616 12 300 6 900
是否达标 是
是
是
是Βιβλιοθήκη Baidu
是
是
是
否
否
-
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* 除 pH 值及硬度外, 其余单位均为 mg / L。
1.2 脱硫废水处理系统存在的问题 根据 GB13456-2012 《钢铁行业水污染物排
放标准》, 从表 1 可看出, 脱硫废水经处理后 pH 值 、 悬 浮 物 及 大 部 分 重 金 属 能 达 标 , 但 是 COD、 氨 氮 等 难 以 达 标 , 且 脱 硫 废 水 氯 离 子 浓 度、 硬度较高, 排至中水回用处理系统后, 对 回用水水质影响较大, 且易腐蚀管道及用水设 备, 必须对脱硫废水进行深化处理。
2013 年第 5 期
李同春: 烧结烟气脱硫废水零排放处理实践
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理脱硫废水中的氯离子及硬度, 仍会对中水回 用系统造成较大影响。
表 2 烧结机烟气脱硫废水加次氯酸钠 处理检测结果 (mg / L)
检测项目
COD
氨氮
处理前
876
638
处理后
256
81
是否达标
否
否
2.2 送料场喷洒 脱硫废水经典型的工艺处理后, 可通过管
道喷洒至烧结料场, 既可处置脱硫废水, 亦可 抑制料场扬尘。 该法经济性高, 但存在一定局 限性, 一是受天气影响较大, 雨季则无法实施, 二是由于脱硫废水有一定气味, 料场工人接受 度不高。 2.3 配置溶液喷洒烧结矿
烧结矿送高炉过程中需喷洒 CaCl2 溶液, 以 改善高炉顺行状况, 增强炉况稳定性, 提高冶 炼强度, 主要原理是 CaCl2 附着在烧结矿表面或 充填于微观空隙中, 形成网状保护膜, 阻止了 气 相 还 原 剂 (CO、 H2) 同 烧 结 矿 的 还 原 反 应 , 抑制了还原粉化, 其中起作用的是氯离子[2]。 多 年来湘钢一直采用固体氯化钙药剂加水配置溶 液来喷洒烧结矿。 湘钢烧结脱硫废水氯离子浓 度约为 12 300 mg / L, 烧结矿喷洒用氯化钙溶剂 氯 离 子 要 求 浓 度 为 21 000 ~ 25 000 mg / L, 将 烧 结脱硫废水当做溶剂, 添加适当固体氯化钙药 剂, 配制的溶液完全能满足烧结矿喷洒溶液氯 离子浓度要求。
喷枪向吸收塔下半部浆池的浆液中强制注入空 气, 将浆池中亚硫酸钙氧化为硫酸钙, 并生成 石膏晶体, 石膏浆液通过吸收塔排出泵送至石 膏脱水系统, 净化后的烟气通过除雾器除去气 流中夹带的雾滴后通过塔顶烟囱排放, 废水经 水处理系统后排至中水回用处理系统。
1 典型的脱硫废水处理系统
1.1 脱硫废水处理工艺 脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中,
图 1 典型的脱硫废水处理工艺流程
脱硫废水处理包括以下四个步骤: (1) 废水 pH 值调节。 在脱硫废水中加入一 定量的石灰浆液, 通过不断搅拌, 使其 pH 值可 从 5.5 左右升至 9.0 以上。 (2) 重 金 属 沉 淀 。 废 水 中 的 重 金 属 离 子 (如汞、 镉、 铅、 锌、 镍、 铜等), 碱土金属 (如钙和镁), 某些非金属 (如砷、 氟等) 均用 化学沉淀的方法去除。 用氢氧化物和硫化物沉 淀法去除废水中的重金属。 加入有机硫化物
图 2 脱硫废水配置溶液喷洒烧结矿工艺流程
溶液后进入高炉。 湘钢脱硫废水回用喷洒烧结 矿的改造项目实施后, 喷洒烧结矿的溶液氯离 子能稳定在 21 000 ~ 25 000 mg / L 之间, 烧结矿 的低温还原粉化指数稳定提高。
湘钢两套石灰石-石膏法脱硫系统每天共产 生废水约 120 m3, 氯离子浓度约为 12 300 mg / L, 用于配制氯化钙溶液后, 可节省固体氯化钙药 剂 约 2.3 t, 固 体 氯 化 钙 药 剂 单 价 为 2 150 元 / t, 每 年 可 节 省 固 体 氯 化 钙 药 剂 费 用 约 180 万 元 。 同时, 脱硫废水用于配置溶液喷洒烧结矿后, 实现了脱硫废水零排放, 降低了中水回用系统 中的 COD、 氨氮、 氯离子及硬度, 回水水质得 到较大改善。
湘钢脱硫废水配置溶液喷洒烧结矿的工艺 流程 (见图 2): 脱硫废水经典型的工艺处理后, 通过排出泵送至氯化钙溶液配制池, 在排出泵 出口安装过滤器以去除脱硫废水中的杂物, 防 止堵塞喷头。 在氯化钙溶液配制池中加入适当 的固体氯化钙药剂, 使溶液中的氯离子浓度达 到喷洒要求, 配制好的氯化钙溶液通过加压泵 送至喷洒罐, 再通过喷头喷洒至在皮带上运转 的烧结矿上, 烧结矿经过两次喷洒吸附氯化钙
(4) 浓缩澄清。 絮凝后的废水从反应池溢 流进入装有搅拌器的浓缩澄清池中, 絮凝物沉 积在底部并通过重力浓缩成污泥, 上部则为净 水。 大部分污泥经污泥排出泵送入污泥脱水系 统。 小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池, 提供沉淀所需的晶核。 上部净水通过浓缩澄清 池周边的溢流口自流到出水缓冲箱, 出水缓冲 箱设置了监测净水 pH 值的设备, 调节 pH 值至 6~9 后净水泵排放。
收稿日期: 2013 - 07 - 28 作者简介: 李同春, 男, 学士学位, 主要从事烧结方面的技术工作。
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脱硫装置要排放一定量的废水, 进入脱硫废水 处理系统, 经中和、 絮凝和沉淀等处理后排放。 典型的脱硫废水处理工艺流程见图 1。 通过加氢 氧化钙中和脱硫废水, 并使废水中的大部分重 金属形成沉淀物; 加入絮凝剂使悬浮物浓缩, 污泥脱水后外运处理。
(TMT-15), 使其与 Pb2+、 Hg2+ 反 应 形 成 难 溶 的 硫化物沉积下来。
(3) 絮凝。 经前两步化学沉淀反应后, 废 水中还含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质, 加入一定比例的絮凝剂聚铁, 使它们凝聚成大 颗粒而沉积下来。 在废水反应池的出口加入 PAM 作为助凝剂, 来降低颗粒的表面张力, 强 化颗粒的长大过程, 进一步促进氢氧化物和硫 化物的沉淀, 使细小的絮凝物慢慢变成更大、 更易沉积的絮状物, 同时脱硫废水中的悬浮物 也沉降下来。
石灰石-石膏法脱硫工艺是目前技术最成 熟、 实际应用最多、 运行最稳定的脱硫工艺, 湖南华菱湘钢两台 360 m2 烧结机均采用石灰石石膏法脱硫技术, 主要工艺为: 烧结机烟气通 过电除尘器除尘后, 进入脱硫系统净化处理。 脱硫系统由烟气、 石灰石浆液配制、 二氧化硫、 石膏脱水、 工艺水、 浆液排空、 压缩空气、 废 水处理等子系统组成。 原烟气由烟道接出通过 原烟气档板门进入增压风机, 加压后的烟气进 入吸收塔, 石灰石经湿式球磨机磨粉制浆, 吸 收剂经水力旋流器分离, 溢出物料存贮于吸收 剂浆液罐中再送至吸收塔, 吸收塔采用就地强 制氧化湿式喷淋空塔, 吸收系统内的氧化空气
湘钢 360 m2 烧 结 机 烟 气 脱 硫 废 水 检 测 结 果 见表 1 (pH 值无量纲)。
表 1 脱硫废水处理前后检测结果*
检测项目 pH 值 悬浮物 总铜
总铅
总锌
总镉
总砷 COD
氨氮 氯离子 硬度
处理前
6.46 110 0.050 0.10 2.04 0.056 0.13
876
638 12 300 8 100
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金属材料与冶金工程 METAL MATERIALS AND METALLURGY ENGINEERING
Vol.41 No.5 Oct 2013
烧结烟气脱硫废水零排放处理实践
李同春
(湖南华菱湘潭钢铁有限公司, 湖南 湘潭 411101)
摘 要: 介绍了烧结烟气石灰石-石膏湿法脱硫废水处置方式。 针对湘钢烧结烟气脱硫废水处理的实际应
用, 提出了最佳零排放处理方式, 达到了脱硫废水综合利用的目的。
关键词: 烧结烟气; 脱硫; 废水; 零排放 中图分类号: X703 文献标识码: A 文章编号: 2095 - 5014 (2013) 05 - 0035 - 03
Practice of Zero Discharging Treatment of Desulphurized Wastewater for Sintering Exhaust-gas
参考文献:
[1] 黄海明, 肖贤明, 晏 波. 折点氯化处理低浓 度 氨 氮废水[J]. 水处理技术, 2008, 34(08): 63-65.
[2] 胡 涛, 秦延华, 张红丽, 陈 伟, 左鸿 涛. 烧 结 矿喷洒 CaCl2 溶液试验研究及 工 业 应 用 [J]. 河 南 冶 金, 2004,(2): 13-16.
LI Tong - chun
(Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co., Ltd., Xiangtan 411101, China)
ABSTRACT: This paper introduces the disposal methods of limestone -gypsum FGD wet desulphurized wastewater for sintering exhaust - gas . According to the actual application situation of sintering exhaust-gas desulphurized wastewater treatment in Xianggang, purposes the best way to achieve zero discharging treatment, attaines comprehensive utilization aim of desulphurized wastewater. KEY WORDS: sintering exhaust-gas; desulphurization; wastewater; zero discharging
3结语
(1) 烧结烟气湿法脱硫废水经典型的工艺 处 理 后 , COD、 氨 氮 仍 难 以 达 标 , 废 水 中 的 氯 离子、 硬度影响中水回用, 需进行深化处理。
(2) 烧结烟气湿法脱硫废水深化处理可采 用加药化学处理、 送料场喷洒、 配置溶液喷洒 烧结矿等方式。
(3) 湘钢工业实践表明, 烧结烟气湿法脱 硫废水用于配置溶液喷洒烧结矿, 既可满足烧 结矿低温还原粉化指标要求, 又能完全处置脱 硫废水, 实现废水零排放, 同时能节省大量的 固体氯化钙药剂, 每年创造直接经济效益约 180 万元, 是脱硫废水最佳的处理方式。
2 脱硫废水深化处理方式
2.1 加药化学处理 脱 硫 废 水 中 的 COD 主 要 表 现 为 还 原 性 物
质, 该类物质可通过加入次氯酸钠的方式来降 低其含量。 脱硫废水中的氨氮可通过折点氯化 法处理, 折点氯化法是向氨氮废水中加入次氯 酸钠或氯气, 当水中游离氯最低而氨的浓度降 为零, 该投加量的点称为折点, 该状态下的氯 化 称 为 折 点 氯 化 , 黄 海 明等[1] 用 该 法 处 理 含 低 浓度氨氮废水, 去除率较高。 脱硫废水经典型 的工艺处理后, 可通过加入次氯酸钠的方式同 时降低 COD 和氨氮浓度。 表 2 为湘钢 360 m2 烧 结机烟气脱硫废水通过在出水缓冲箱中加入次 氯酸钠药剂处理后的检测结果。 从表 2 可以看 出, 脱 硫 废 水 加 入 次 氯 酸 钠 药 剂 处 理 后 , COD 和氨氮浓度降低明显, 但仍未达标, 且无法处
处理后
6.55
17
0.008 0.02 0.895 0.004 0.01
821
616 12 300 6 900
是否达标 是
是
是
是Βιβλιοθήκη Baidu
是
是
是
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* 除 pH 值及硬度外, 其余单位均为 mg / L。
1.2 脱硫废水处理系统存在的问题 根据 GB13456-2012 《钢铁行业水污染物排
放标准》, 从表 1 可看出, 脱硫废水经处理后 pH 值 、 悬 浮 物 及 大 部 分 重 金 属 能 达 标 , 但 是 COD、 氨 氮 等 难 以 达 标 , 且 脱 硫 废 水 氯 离 子 浓 度、 硬度较高, 排至中水回用处理系统后, 对 回用水水质影响较大, 且易腐蚀管道及用水设 备, 必须对脱硫废水进行深化处理。
2013 年第 5 期
李同春: 烧结烟气脱硫废水零排放处理实践
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理脱硫废水中的氯离子及硬度, 仍会对中水回 用系统造成较大影响。
表 2 烧结机烟气脱硫废水加次氯酸钠 处理检测结果 (mg / L)
检测项目
COD
氨氮
处理前
876
638
处理后
256
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是否达标
否
否
2.2 送料场喷洒 脱硫废水经典型的工艺处理后, 可通过管
道喷洒至烧结料场, 既可处置脱硫废水, 亦可 抑制料场扬尘。 该法经济性高, 但存在一定局 限性, 一是受天气影响较大, 雨季则无法实施, 二是由于脱硫废水有一定气味, 料场工人接受 度不高。 2.3 配置溶液喷洒烧结矿
烧结矿送高炉过程中需喷洒 CaCl2 溶液, 以 改善高炉顺行状况, 增强炉况稳定性, 提高冶 炼强度, 主要原理是 CaCl2 附着在烧结矿表面或 充填于微观空隙中, 形成网状保护膜, 阻止了 气 相 还 原 剂 (CO、 H2) 同 烧 结 矿 的 还 原 反 应 , 抑制了还原粉化, 其中起作用的是氯离子[2]。 多 年来湘钢一直采用固体氯化钙药剂加水配置溶 液来喷洒烧结矿。 湘钢烧结脱硫废水氯离子浓 度约为 12 300 mg / L, 烧结矿喷洒用氯化钙溶剂 氯 离 子 要 求 浓 度 为 21 000 ~ 25 000 mg / L, 将 烧 结脱硫废水当做溶剂, 添加适当固体氯化钙药 剂, 配制的溶液完全能满足烧结矿喷洒溶液氯 离子浓度要求。
喷枪向吸收塔下半部浆池的浆液中强制注入空 气, 将浆池中亚硫酸钙氧化为硫酸钙, 并生成 石膏晶体, 石膏浆液通过吸收塔排出泵送至石 膏脱水系统, 净化后的烟气通过除雾器除去气 流中夹带的雾滴后通过塔顶烟囱排放, 废水经 水处理系统后排至中水回用处理系统。
1 典型的脱硫废水处理系统
1.1 脱硫废水处理工艺 脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中,
图 1 典型的脱硫废水处理工艺流程
脱硫废水处理包括以下四个步骤: (1) 废水 pH 值调节。 在脱硫废水中加入一 定量的石灰浆液, 通过不断搅拌, 使其 pH 值可 从 5.5 左右升至 9.0 以上。 (2) 重 金 属 沉 淀 。 废 水 中 的 重 金 属 离 子 (如汞、 镉、 铅、 锌、 镍、 铜等), 碱土金属 (如钙和镁), 某些非金属 (如砷、 氟等) 均用 化学沉淀的方法去除。 用氢氧化物和硫化物沉 淀法去除废水中的重金属。 加入有机硫化物
图 2 脱硫废水配置溶液喷洒烧结矿工艺流程
溶液后进入高炉。 湘钢脱硫废水回用喷洒烧结 矿的改造项目实施后, 喷洒烧结矿的溶液氯离 子能稳定在 21 000 ~ 25 000 mg / L 之间, 烧结矿 的低温还原粉化指数稳定提高。
湘钢两套石灰石-石膏法脱硫系统每天共产 生废水约 120 m3, 氯离子浓度约为 12 300 mg / L, 用于配制氯化钙溶液后, 可节省固体氯化钙药 剂 约 2.3 t, 固 体 氯 化 钙 药 剂 单 价 为 2 150 元 / t, 每 年 可 节 省 固 体 氯 化 钙 药 剂 费 用 约 180 万 元 。 同时, 脱硫废水用于配置溶液喷洒烧结矿后, 实现了脱硫废水零排放, 降低了中水回用系统 中的 COD、 氨氮、 氯离子及硬度, 回水水质得 到较大改善。
湘钢脱硫废水配置溶液喷洒烧结矿的工艺 流程 (见图 2): 脱硫废水经典型的工艺处理后, 通过排出泵送至氯化钙溶液配制池, 在排出泵 出口安装过滤器以去除脱硫废水中的杂物, 防 止堵塞喷头。 在氯化钙溶液配制池中加入适当 的固体氯化钙药剂, 使溶液中的氯离子浓度达 到喷洒要求, 配制好的氯化钙溶液通过加压泵 送至喷洒罐, 再通过喷头喷洒至在皮带上运转 的烧结矿上, 烧结矿经过两次喷洒吸附氯化钙
(4) 浓缩澄清。 絮凝后的废水从反应池溢 流进入装有搅拌器的浓缩澄清池中, 絮凝物沉 积在底部并通过重力浓缩成污泥, 上部则为净 水。 大部分污泥经污泥排出泵送入污泥脱水系 统。 小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池, 提供沉淀所需的晶核。 上部净水通过浓缩澄清 池周边的溢流口自流到出水缓冲箱, 出水缓冲 箱设置了监测净水 pH 值的设备, 调节 pH 值至 6~9 后净水泵排放。