【导读】水处理絮凝剂作为污水处理基本的操作单元之一，在水处理中占据极其重要的地位.水处理絮凝剂絮凝剂按化学成分主要分为无机盐类絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂三大类.聚合氯化铝(简称PAC)作为无机高分子絮凝剂中的一种，具有用量少、效率高、絮体大、沉降快、净水性能好等优点，在高浊度工业废水、含油废水、造纸废水、增白剂厂生产废水、机械加工废水、洗涤废水和印染废水处理中都有广泛的应用.近年来，随着电厂单机容量的不断增大，对锅炉给水和循环冷却水的水质要求也不断提高，聚合氯化铝因其卓越的絮凝性能在电厂水处理中也逐渐占主流地位.
为了探明聚合氯化铝的投加量对电厂原水出水水质的影响，在实验室条件下模拟絮凝过程实验，分别考察聚合氯化铝在8、10、12、14、16和18mg/L投加量下(以Al2O3含量计)的絮凝效果，得出最佳投加量，最终为电厂实际絮凝处理的工艺参数调整提供参考。
1 实验材料和方法
1.1 仪器
ORION 420ApH计(Thermo orion);HACH 2100N浊度计(哈希公司);HACH CODreactor消解仪(哈希公司);HACH DR/2100分光光度计(哈希公司);HACH DR6000分光光度计(哈希公司);JBY-Ⅱ型絮凝搅拌仪(高邮市秦邮仪器化工有限公司).
1.2 水样与PAC指标
水样为某电厂原水：pH=7.38;浊度=99.3NTU;化学需氧量(CODCr)=19.0mg/L;总磷(TP)=0.20mg/L;氨氮(NH3-N)=1.742mg/L;悬浮物(SS)=81.0mg/L.市售液体PAC;氧化铝(Al2O3)：10%;盐基度：65%;不溶物：0.14%;pH：4.50.
1.3 实验方法
絮凝试验在六联混凝试验搅拌器上进行，在6个1 000mL烧杯中加入500mL水样，通过搅拌器控制絮凝水力条件，待絮凝结束，静止沉降30min后取液面下5cm处水样，进行各项指标的测定.pH、浊度、CODCr、NH3-N、SS等指标根据《水及废水监测分析方法》中的测定方法来测定.
2 结果与讨论
2.1 最佳水力条件的确定
絮凝过程中的水利条件主要包括：快搅转速、快搅时间、慢搅转速、慢搅时间.为找出最佳水利条件，采用4因素3水平正交实验，以水样的除浊率作为试验指标.利用PAC作为絮凝剂进行混凝实验，水样参数为19℃，pH值6.38，浊度99.3NTU，CODCr=19.0mg/L，TP=0.20mg/L，NH3-N=1.742mg/L，SS=81.0mg/L.取500mL水样于1 000mL烧杯中，加入10mg PAC(以Al2O3含量计)，进行4因素3水平正交实验，静止沉降30min后取液面下5cm处水样测浊度，实验结果见表1.
由正交实验表1可知，通过均值和极差分析，快速搅拌转速是影响除浊率的最大因素，转速太快，不利于矾花的形成，搅拌叶片容易将已经形成的矾花打碎，而搅拌速度过慢，则不利于PAC的溶解以及与待处理水样的充分混合，因此快搅转速为200r/min最佳.通过极差分析，得出影响因素影响除浊率大小的排序为：快搅转速>慢搅时间>慢搅转速>快搅时间.由均值大小得出最佳水利参数为：快搅转速200r/min，快搅时间45s，慢搅转速80r/min，慢搅时间15min.2.2 PAC投加量对浊度的去除效果 如图1所示，当PAC投加量小于10mg/L时，混凝效果不明显，浊度去除率低.这是由于PAC投加量不足时，形成的矾花少，矾花的卷扫携带作用不明显，导致水样中的胶体颗粒只能部分去除，所以出水浊度仍然很高，浊度去除率较低.当PAC投加量大于14mg/L时，出水浊度同样较高，浊度去除率也较低，混凝效果亦不明显.这是因为絮凝剂PAC本身就具有一定浊度，当投加量过大时，必然导致其出水浊度也会随之增大.所以PAC投加量过少出水效果难以保证，而过多又会造成浪费，且影响混凝效果.当投加量为12mg/L时为最佳投加量，浊度去除率为90.97%.
2.3 PAC投加量对pH的去除效果由于PAC本身pH值为酸性，而原水pH为7.38，混凝后出水pH应呈减小趋势，但是不同PAC投加量间体积较溶液体积相差太小，稀释后可忽略不计，故PAC投加量对出水pH的影响整体降低，但波动不大，见图2.
2.4 PAC不同投加量对CODCr的影响
含有大量有机物的水通过除盐系统会污染离子交换系统，特别容易污染阳离子交换树脂，降低树脂交换能力.有机物通常在预处理(混凝、澄清和过滤)中得到去除，但在除盐系统中无法去除，因此有机物会通过补给水带入锅炉，从而进入蒸气系统和凝结水中，造成系统腐蚀.在循环水系统中，有机物含量高会促进微生物的生长繁殖.因此，不管对除盐、炉水或者循环水系统，COD越低越好.表2为不同加药量对原水混凝后出水CODCr的影响.
由表2看出，随着PAC的加入量增加，出水CODCr也随之增大.
这是由于PAC加入后，原水中的Cl-含量大大增加.慕志波等通过对高浓度氯离子样品CODCr的研究发现，当Cl-浓度增加时，CODCr同时增加.顾依华对城市生活污水处理研究得出，随PAC投加量的增加，CODCr的去除率呈迅速增加的趋势，当投加量(以Al2O3计)为8mg/L时，去除率为42.9%，达到最大值，此后再增加PAC的投加量，CODCr的去除率不再变化.这证实试验过程中CODCr值越来越大完全是由于Cl-含量增大导致的，水体中真实的有机物含量已得到良好的去除.
2.5 PAC投加量对悬浮物的影响
经过投加PAC絮凝处理后，原水的SS含量大大降低.由图3看出，当PAC投加量在12mg/L时，絮凝出水SS仅为7.0mg/L，SS去除率可达91.36%，出水水质由原水浅黄色变为透明澄清，为后续深度除盐提供了保障.
3 结论
本研究中原水为港口河水，取样试验时间为秋季，此时的水质情况相对较好.通过投加PAC进行絮凝试验后，出水水质澄清且在不同投加量下处理稳定效果好.在实际运行过程中，通过试验出水浊度指标、当时所用PAC的质量以及不同阶段港口水质情况等，确定在水力条件为快搅转速200r/min，快搅时间45s，慢搅转速80r/min，慢搅时间15min时，PAC最佳投加量为12mg/L，在提高出水水质的同时降低药品消耗的费用，从而达到高效低能的最终目的，为电厂在实际运行中提供参考.
原标题：聚合氯化铝絮凝剂在电厂水处理中的应用研究
