摘要：針對(duì)北京某水庫(kù)水在冬季呈現(xiàn)低溫低濁特性，以此為原水的某水廠在該期間常會(huì)出現(xiàn)出水余鋁超標(biāo)現(xiàn)象的問(wèn)題，通過(guò)燒杯實(shí)驗(yàn)研究不同投藥量下聚合氯化鋁（PAC）以及它與三氯化鐵（FeCl3）不同復(fù)配比形成混凝劑對(duì)冬季北京某水庫(kù)水的處理效果。

結(jié)果表明，復(fù)配藥劑存在最佳的Fe/Al摩爾復(fù)配比為1/5，此時(shí)余鋁、有機(jī)物去除效果較其他配比混凝劑高。在此配比下，當(dāng)PAC投藥量為0.03 mmol/L時(shí)，水中殘余鋁量取得最低值0.0063 mg/L。相同投藥量復(fù)配藥劑的濁度去除效果比單獨(dú)使用PAC的濁度去除效果略弱。當(dāng)投藥量為0.06 mmol/L時(shí)，F(xiàn)e/Al摩爾比為1/5的復(fù)配混凝劑，能使?jié)岫冉抵?.4 NTU左右。此外，復(fù)配藥劑的投藥量小，投藥范圍更寬，易于實(shí)際投藥操作；同時(shí)復(fù)配藥劑還適于常溫及偏中性水源水的處理。規(guī)模為5 m3/h中試實(shí)驗(yàn)也證明，采用鐵鋁復(fù)配混凝劑連續(xù)運(yùn)行，可獲得良好的濁度、余鋁去除效果。

北京某水庫(kù)引水工程承擔(dān)著北京市重大的供水任務(wù)，該水庫(kù)水輸送至凈配水廠后，經(jīng)加藥、混凝、沉淀、過(guò)濾等常規(guī)處理和活性炭吸附深度處理之后，將符合國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的清水送入城市配水管網(wǎng)。但是近年水庫(kù)水質(zhì)季節(jié)性變化突出，冬春季濁度僅為1NTU左右，水溫<10℃，PH在8.5左右。

在這種水質(zhì)條件下，混凝后余鋁濃度隨著水溫的降低而升高，PH>7.5時(shí)，余鋁隨PH增加而增加，水廠原使用的混凝劑聚合氯化鋁（poly aluminum chloride，PAC）對(duì)其處理效果欠佳，會(huì)間斷性出現(xiàn)出廠水余鋁超標(biāo)的問(wèn)題。

余鋁對(duì)人體的骨骼、細(xì)胞、肝、肺、大腦及生殖系統(tǒng)造成損傷，尤其可能導(dǎo)致帕金森綜合癥危害，在我國(guó)最新修訂的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，飲用水中余鋁的含量規(guī)定為0.20mg/L。因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段確保飲用水中的余鋁低于0.20mg/L，有利于保障飲用水安全和人體健康的需求。

聚合氯化鋁（PAC）是無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，本質(zhì)上是鋁離子水解-聚合-沉淀反應(yīng)過(guò)程的中間產(chǎn)物，會(huì)生成高電荷的Al13O4（OH）7聚合形態(tài)，具有形成絮體快、沉淀性能好等優(yōu)點(diǎn)，是水和廢水處理中最有效的一種鋁鹽混凝劑。但在低溫低濁條件下，水的粘度增大，鋁鹽水解速率下降，并且顆粒物有效碰撞的幾率減小，PAC可能出現(xiàn)凝聚處理效果不佳、礬花較輕的問(wèn)題。因此，如何在低溫低濁條件下，保證水處理效率是凈水技術(shù)中的一個(gè)難點(diǎn)。

在低溫低濁條件下，增大PAC投藥量利于濁度的去除，但同時(shí)余鋁濃度往往隨著投藥量增加而上升。因此，在此條件下采用單一的PAC處理，同時(shí)保證余鋁和余濁達(dá)標(biāo)有一定困難。鐵鹽類混凝劑的水解速率較鋁鹽混凝劑水解速率快，生成的礬花密實(shí)、比重大、沉淀快。相比之下，鐵系混凝劑處理效率高，對(duì)水溫變化不敏感，低水溫和高PH都能正常使用，不會(huì)造成飲用水鋁含量升高，但三價(jià)鐵鹽混凝劑本身易潮解，對(duì)儲(chǔ)存環(huán)境要求高；腐蝕性強(qiáng)，對(duì)投藥系統(tǒng)和管道工藝可能造成一定損害；溶解時(shí)大量放熱，存在安全隱患等問(wèn)題。

故鐵鹽部分取代鋁鹽混凝劑可能是解決余鋁超標(biāo)問(wèn)題比較有效的途徑。針對(duì)該水庫(kù)水水質(zhì)情況，結(jié)合鋁鹽、三價(jià)鐵鹽混凝劑的優(yōu)點(diǎn)，以此水庫(kù)水為研究對(duì)象，使用目前水處理領(lǐng)域常用的聚氯化鋁（PAC）與三氯化鐵（FeCl3），根據(jù)不同比例使之復(fù)配，形成新的聚合氯化鋁鐵混凝劑，使其在混凝沉淀中表現(xiàn)出較高的效能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室混凝燒杯實(shí)驗(yàn)，比較這2種混凝劑不同復(fù)配比對(duì)低溫低濁水庫(kù)原水的除濁、除鋁效果，篩選出最適的復(fù)配混凝劑，進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)，以期為改進(jìn)水廠用藥提供參考。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

儀器：HACH 2100N濁度儀；武漢恒嶺科技TA-6程控混凝實(shí)驗(yàn)攪拌儀；美國(guó)Tekmar fusion型TOC分析儀；日立U-2910紫外可見分光光度計(jì)；日本島津AA-6300原子吸收分光光度計(jì)；瑞士MTTLERTOLEDO FE20/EL20型PH計(jì)。

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