在冬季,原水水温下降、低浊现象凸显,水厂使用固态聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂,但混凝效果欠佳,与其他季节相比,出厂水常有浑浊度及余铝偏高现象,尤其在每年1月左右,出厂水出现余铝偶有超内控标准情况。
低水温低浑浊度情况下出厂水余铝偏高的原因主要有以下两方面:
(1)絮凝效果差,聚合氯化铝(PAC)难以沉降。
据某水厂数据,在原水浑浊度最低仅为0.92 NTU,温度最低达10.9℃条件下,水厂投放的混凝剂聚合氯化铝(PAC)难以完成电荷中和、吸附架桥等过程,成核效果差,由此在混凝沉淀过程中未能彻底反应生成絮体被滤池过滤截留,残留的铝离子进入清水池,造成出厂水余铝偏高。有研究表明原水中的铝和投加铝盐混凝剂后,经常规水处理工艺混凝-沉淀-过滤-消毒,仍有约11%的铝含量残留于出厂水中,在采用铝盐作为混凝剂的水厂中,其出水铝含量有40%~50%高于原水铝含量的机率,含量可达0.01~2.37 mg/L。
(2)助凝剂成分含铝,溶解铝含量增加。
水厂预处理过程常采用石灰作为助凝剂调节原水pH值和碱度,增强混凝效果。而石灰成分中含铝,溶于水后会增加溶解铝的含量,有造成出厂水余铝含量升高的风险。有研究表明:经石灰成分的测定,石灰本身成分含有铝的化合物,其中Al2O3成分浓度最大值为2.14%,最小值为2.05%。投加石灰后使原水成碱性,增加了铝的溶解度,过量的投加还会增加矾的消耗。故水中溶解铝含量与石灰投加量的多少相关。
一般情况下,改善混凝效果的措施有两类,一是启用高锰酸钾预氧化,通过产生水合二氧化锰改善吸附卷扫能力;二是投加石灰,提高pH值和聚核,压缩双电层并加速絮凝。前者因需投加高锰酸钾,运营费用大幅度提高,后者过度投加将影响聚合氯化铝(PAC)絮凝效果。因低浊原水应对问题的核心在于提高聚核含量,所以可考虑通过回收排泥水,并投加石灰以强化絮凝的方式,从而改善出水浑浊度及余铝偏高问题。
据陈虹等人对某水厂的实践研究,在保证出厂水均满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)限制要求的情况下,出水浑浊度和出水余铝含量都达到很好的控制效果。
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