三氯化鐵與鋁鹽復(fù)合投加在水廠中的應(yīng)用

張強(qiáng)

摘要：在原水水質(zhì)發(fā)生變化，單一藥劑無法達(dá)到應(yīng)有的效果的情況下，多種藥劑的混合投加已逐漸在許多水廠中得到應(yīng)用，對保證水質(zhì)起到了積極的作用。

關(guān)鍵詞：水處理；三氯化鐵；余鋁

中圖分類號：TU991.2 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）004-0-02

唐山市自來水公司凈水廠為一座地表水廠，水源地為陡河水庫，常規(guī)處理工藝，投加藥劑為堿式氯化鋁。由于近年來陡河水體污染比較嚴(yán)重，氨氮、耗氧量等指標(biāo)達(dá)到劣四類水體，雖然目前在積極治理，水質(zhì)條件在逐漸改善，但在日常處理時(shí)依然給我廠帶來了很大的難度。尤其在春季進(jìn)水PH明顯升高時(shí)（最高曾達(dá)到9.7），出廠余鋁無法得到有效控制。針對此問題，在結(jié)合其他水廠的投加經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我廠也對加藥設(shè)備進(jìn)行了升級改造，引入了鐵鹽投加系統(tǒng)。并于2017年7月開始進(jìn)行生產(chǎn)投加。

一、水廠的處理工藝簡介

水廠分一期、二期兩個(gè)凈水處理構(gòu)筑物，一期目前正進(jìn)行工藝改造，本次鐵鹽投加系統(tǒng)只針對二期處理工藝。二期工程于1996年投入生產(chǎn)運(yùn)行，并且在2007年進(jìn)行了工藝自動(dòng)化改造，日處理水量10萬m?/d，目前實(shí)際運(yùn)行約7萬m?/d。

工藝流程：原水→配水井→串聯(lián)圓管混合器→小孔眼網(wǎng)格反應(yīng)池→斜板沉淀池→氣水反沖洗濾池→清水池→城市管網(wǎng)

二、投加藥劑介紹

1.堿式氯化鋁（又名聚合氯化鋁）

堿式氯化鋁是一種無機(jī)高分子混合劑，是三氯化鋁和氫氧化鋁的復(fù)合鹽，具有較大的分子量和絮橋結(jié)構(gòu)形式，化學(xué)通式為Aln（OH）mCl3n-m，簡稱PAC。在水解過程中具有較強(qiáng)的吸附、凝聚能力，主要應(yīng)用于生活、生產(chǎn)用水的凈化、工業(yè)廢水的處理。

我廠采用的鋁鹽是我公司制藥廠自主生產(chǎn)的液態(tài)堿式氯化鋁。三氧化二鋁含量為11% ，鹽基度為84%，密度1.22，PH值為4.1。

2.三氯化鐵

三氯化鐵為紅棕色液體，有刺激性氣味，水溶液呈酸性，與水反應(yīng)后生成多種了水解產(chǎn)物，進(jìn)而結(jié)合成Fe（OH）3。這些水解產(chǎn)物帶有很多的正電荷，所以能中和膠體顆粒表面的負(fù)電荷。由于此結(jié)合能力，所以具有絮凝能力并形成礬花。并且形成的絮體密度大，沉降吸能好。缺點(diǎn)是三氯化鐵有較強(qiáng)的腐蝕性，處理水時(shí)色度容易升高，因此要控制鐵鹽的投加量，不宜過大。

我廠采用的鐵鹽為北京清源凈水劑廠的液態(tài)三氯化鐵。三氯化鐵含量約為41%，密度為1.43。

三、生產(chǎn)性投加對比

結(jié)合其他水廠投加經(jīng)驗(yàn)及水廠的攪拌實(shí)驗(yàn)結(jié)果，水廠暫定鐵鹽的投加量為15mg/l，并根據(jù)濾前水情況微調(diào)聚合鋁的投加量加以控制。投加點(diǎn)設(shè)置在配水井，通過跌水混合，先于鋁鹽投加。

目前鐵鹽投加系統(tǒng)已投入運(yùn)行，為觀察投加后效果，檢驗(yàn)其可行性。我們參考去年同期水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平行比較。

1.濁度

由于水廠的水源為水庫水，夏季受藻類爆發(fā)及暴雨天氣的影響較大，所以濁度在這個(gè)季節(jié)波動(dòng)較大，夏季最高進(jìn)水濁度能達(dá)到100多NTU。為保證水質(zhì)安全，水廠始終把濾前水控制作為重要的一環(huán)，因此通過加藥控制及工藝調(diào)節(jié)濾前水濁度始終保持在1NTU左右。

通過生產(chǎn)投加我們發(fā)現(xiàn)，在藥劑投加總量趨于一致的條件下，濾前水的去除率相差不大。

2.PH

PH對出水余鋁的影響主要在兩個(gè)方面：一是鋁鹽的水解反應(yīng)受PH影響；二是鋁鹽的最終水解產(chǎn)物是Al（OH）3，它是典型的兩性氫氧化物，PH的過高和過低，都會導(dǎo)致已經(jīng)沉淀的Al（OH）3又溶于水生成鋁離子或者偏鋁酸根離子，導(dǎo)致水中余鋁升高。

從表的數(shù)據(jù)上可以看出，在原水PH變化幅度不大的條件下，投加鐵鹽后，濾前水PH值得到了有效的降低。這對后續(xù)的水中鋁鹽的去除起到了積極作用。

3.余鋁

經(jīng)檢測得知，原水中的鋁含量極低，我廠存在的鋁主要是由于生產(chǎn)中投加鋁鹽導(dǎo)致。從數(shù)據(jù)上看，我們可以得出結(jié)論，投加鐵鹽及減少鋁鹽的投加量以后，濾前水及濾后水的余鋁值均有很大程度的降低。濾后水余鋁基本降低到0.05mg/l以下，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)（0.2mg/l以下）。鐵鹽的投加發(fā)揮了重要的作用。

四、經(jīng)濟(jì)效益分析

目前，我廠堿式氯化鋁的采購價(jià)格為1750元/噸，三氯化鐵的采購價(jià)為1250元/噸，如果按投藥總量（噸數(shù)）不變的條件計(jì)算，2017年8-11月共計(jì)使用鐵鹽181噸，按每噸節(jié)省費(fèi)用500元計(jì)算，總計(jì)降低費(fèi)用90500元。（不計(jì)改造費(fèi)用）

五、結(jié)語

1.堿式氯化鋁和三氯化鐵在濁度的去除上差別不大；

2.現(xiàn)階段使用堿式氯化鋁和三氯化鐵混合都加，使得水廠的余鋁值得到了有效的降低；

3.從經(jīng)濟(jì)效果上比較，使得加藥成本大大降低。但由于三氯化鐵的腐蝕性和色度問題，在投加量上要加以控制，在今后的生產(chǎn)中還要繼續(xù)摸索，以到達(dá)保證水質(zhì)及降低成本的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲志軍，肖定華.PH和濁度對水中殘留鋁的影響研究.城鎮(zhèn)供水，2008（7）：33-36.

[2]張靈燕，吳波.聚合氯化鋁和三氯化鐵混凝劑在常規(guī)水處理中的應(yīng)用.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2007，26（6）：10.

作者簡介：張 強(qiáng)（1980-），男，漢族，河北玉田縣人，大學(xué)本科學(xué)歷，畢業(yè)于河北理工大學(xué)給水排水專業(yè)，中級職稱，現(xiàn)工作于河北省唐山市自來水公司凈水廠，主要從事水處理研究。