聚合氯化鋁絮凝劑在電廠水處理中的應用

摘要：為了提高聚合氯化鋁在電廠水處理中的處理效果，以某電廠原水為研究對象，以液體聚合氯化鋁為絮凝劑，考察在較佳水力條件下，不同投加量下聚合氯化鋁對出水濁度、pH、懸浮物、CODcr等指標的影響情況。研究結果表明，較佳水利參數(shù)為：快攪轉速200r/min，快攪時間45s，慢攪轉速80r/min，慢攪時間15min；當投加量為12mg/L時，濁度去除率為90.97%，SS去除率可達91.36%，此時出水水質澄清透明，在較佳投加量的確定和保證出水水質的同時，節(jié)約了生產成本。

引言

絮凝作為水處理基本的操作單元之一，在水處理中占據(jù)較重要的地位。絮凝劑按化學成分主要分為無機鹽類絮凝劑、有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑三大類。聚合氯化鋁（Polyaluminium Chlo-ride，簡稱PAC）作為無機高分子絮凝劑中的一種，具有用量少、效率高、絮體大、沉降快、凈水性能好等優(yōu)點，在高濁度工業(yè)廢水、含油廢水、造紙廢水、增白劑廠生產廢水、機械加工廢水、洗滌廢水和印染廢水處理中都有廣泛的應用。近年來，隨著電廠單機容量的不斷增加，對鍋爐給水和循環(huán)冷卻水的水質要求也不斷提高，聚合氯化鋁因其絮凝性能在電廠水處理中也逐漸占主流地位。

為了探明聚合氯化鋁的投加量對電廠原水出水水質的影響，在實驗室條件下模擬絮凝過程實驗，分別考察聚合氯化鋁在8、10、12、14、16和18mg/L投加量下（以Al₂O₃含量計）的絮凝效果，得出較佳投加量。現(xiàn)將實驗結果分析如下：

一、實驗方法

絮凝試驗在六聯(lián)混凝試驗攪拌器上進行，在6個1000mL燒杯中加入500mL水樣，通過攪拌器控制絮凝水力條件，待絮凝結束，靜止沉降30min后取液面下5cm處水樣，進行各項指標的測定。

pH、濁度、CODcr、NH₃-N、SS等指標根據(jù)《水及廢水監(jiān)測分析方法》中的測定方法來測定。

二、結果與討論

2.1、較佳水力條件的確定

絮凝過程中的水利條件主要包括：快攪轉速、快攪時間、慢攪轉速、慢攪時間、為找出較佳水利條件，采用4因素3水平正交實驗，以水樣的除濁率作為試驗指標。

利用聚合氯化鋁作為絮凝劑進行混凝實驗，水樣參數(shù)為19℃，pH值6.38，濁度99.3NTU，CODcr=19.0mg/L，TP=0.20mg/L，NH3-N=1.742mg/L，SS=81.0mg/L。取500mL水樣于1000mL燒杯中，加入10mgPAC（以Al₂O₃含量計），進行4因素3水平正交實驗，靜止沉降30min后取液面下5cm處水樣測濁度，實驗結果見表1。

表1正交實驗結果

由正交實驗表1可知，通過均值和較差分析，快速攪拌轉速是影響除濁率的較大因素，轉速太快，不利于礬花的形成，攪拌葉片容易將已經形成的礬花打碎，而攪拌速度過慢，則不利于PAC的溶解以及與待處理水樣的充分混合，因此快攪轉速為200r/min較佳。通過較差分析，得出影響因素影響除濁率大小的排序為：快攪轉速＞慢攪時間＞慢攪轉速＞快攪時間。由均值大小得出較佳水利參數(shù)為：快攪轉速200r/min，快攪時間45s，慢攪轉速80r/min，慢攪時間15min。

2.2、PAC投加量對濁度的去除效果

如圖1所示,，當PAC投加量小于10mg/L時，混凝效果不明顯，濁度去除率低。這是由于PAC投加量不足時，形成的礬花少，礬花的卷掃攜帶作用不明顯，導致水樣中的膠體顆粒只能部分去除，所以出水濁度仍然很高，濁度去除率較低。當PAC投加量大于14mg/L時，出水濁度同樣較高，濁度去除率也較低，混凝效果亦不明顯。這是因為絮凝劑PAC本身就具有一定濁度，當投加量過大時，必然導致其出水濁度也會隨之增加。所以PAC投加量過少出水效果難以保證，而過多又會造成浪費，且影響混凝效果，當投加量為12mg/L時為較佳投加量，濁度去除率為90.97%。

2.3、PAC投加量對pH的去除效果

由于PAC本身pH值為酸性，而原水pH為7.38，混凝后出水pH應呈減小趨勢，但是不同PAC投加量間體積較溶液體積相差太小，稀釋后可忽略不計，故PAC投加量對出水pH的影響整體降低，但波動不大，見圖2。

2.4、PAC不同投加量對CODcr的影響

含有大量有機物的水通過除鹽系統(tǒng)會污染離子交換系統(tǒng)，特別容易污染陽離子交換樹脂，降低樹脂交換能力。有機物通常在預處理（混凝、澄清和過濾）中得到去除，但在除鹽系統(tǒng)中無法去除，因此有機物會通過補給水帶入鍋爐，從而進入蒸氣系統(tǒng)和凝結水中，造成系統(tǒng)腐蝕。在循環(huán)水系統(tǒng)中，有機物含量高會促進微生物的生長繁殖。因此，不管對除鹽、爐水或者循環(huán)水系統(tǒng)，COD越低越好。表2為不同加藥量對原水混凝后出水CODcr的影響。

表2PAC加藥量對出水CODcr的影響

由表2看出，隨著PAC的加入量增加，出水CODcr也隨之增加。這是由于PAC加入后，原水中的Cl^-含量大大增加。通過對高濃度氯離子樣品CODcr的研究發(fā)現(xiàn)，當Cl^-濃度增加時，CODcr同時增加。通過對城市生活污水處理研究得出，隨PAC投加量的增加，CODcr的去除率呈迅速增加的趨勢，當投加量（以Al₂O₃計）為8mg/L時，去除率為42.9%，達到較大值，此后再增加PAC的投加量，CODcr的去除率不再變化。這證實試驗過程中CODcr值越來越大完全是由于Cl^-含量增加導致的，水體中真實的有機物含量已得到良好的去除。

2.5、PAC投加量對懸浮物的影響

經過投加PAC絮凝處理后，原水的SS含量大大降低。由圖3看出，當PAC投加量在12mg/L時，絮凝出水SS僅為7.0mg/L，SS去除率可達91.36%，出水水質由原水淺黃色變?yōu)橥该鞒吻澹瑸楹罄m(xù)深度除鹽提供了保障。

3、結論

通過投加PAC進行絮凝試驗后，出水水質澄清且在不同投加量下處理穩(wěn)定效果好。在實際運行過程中，通過試驗出水濁度指標、當時所用PAC的質量以及不同階段港口水質情況等，確定在水力條件為快攪轉速200r/min，快攪時間45s，慢攪轉速80r/min，慢攪時間15min時，PAC較佳投加量為12mg/L，在提高出水水質的同時降低藥品消耗的費用，從而達到低能目的，為電廠在實際運行中提供參考。