摘要：为了提高聚合氯化铝在电厂水处理中的处理效果，以某电厂原水为研究对象，以液体聚合氯化铝为絮凝剂，考察在较佳水力条件下，不同投加量下聚合氯化铝对出水浊度、pH、悬浮物、CODcr等指标的影响情况。研究结果表明，较佳水利参数为：快搅转速200r/min，快搅时间45s，慢搅转速80r/min，慢搅时间15min；当投加量为12mg/L时，浊度去除率为90.97%，SS去除率可达91.36%，此时出水水质澄清透明，在较佳投加量的确定和保证出水水质的同时，节约了生产成本。
引言
絮凝作为水处理基本的操作单元之一，在水处理中占据较重要的地位。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（Polyaluminium Chlo-ride，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加，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，得出较佳投加量。现将实验结果分析如下：
一、实验方法
絮凝试验在六联混凝试验搅拌器上进行，在6个1000mL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。
二、结果与讨论
2.1、较佳水力条件的确定
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、为找出较佳水利条件，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。
利用聚合氯化铝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1000mL烧杯中，加入10mgPAC（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。
表1正交实验结果
| 序号 | 快搅转速（r/min） | 快搅时间（s） | 慢搅转速（r/min） | 慢搅时间（min） | 除浊率（%） |
| 1 | 100 | 15 | 40 | 10 | 78.42 |
| 2 | 100 | 30 | 60 | 15 | 79.15 |
| 3 | 100 | 45 | 80 | 20 | 80.14 |
| 4 | 200 | 15 | 60 | 20 | 83.11 |
| 5 | 200 | 30 | 80 | 10 | 82.30 |
| 6 | 200 | 45 | 40 | 15 | 87.74 |
| 7 | 300 | 15 | 80 | 15 | 81.68 |
| 8 | 300 | 30 | 40 | 20 | 80.44 |
| 9 | 300 | 45 | 60 | 10 |
79.53 |
| 均值K1 | 79.24 | 81.07 | 80.20 | 80.08 | |
| 均值K2 | 87.72 | 80.63 | 80.60 | 82.86 | |
| 均值K3 | 80.55 | 82.47 | 81.37 | 81.23 | |
| 较差R | 8.48 | 1.84 | 1.17 | 2.78 | |
| 因素主次 | 快搅转速>慢搅时间>快搅时间>慢搅转速 | ||||
| 较佳水平 | 快搅转速200r/min，慢搅时间15min，快搅时间45s，慢搅转速80r/min | ||||
由正交实验表1可知，通过均值和较差分析，快速搅拌转速是影响除浊率的较大因素，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较佳。通过较差分析，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。由均值大小得出较佳水利参数为：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加。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时为较佳投加量，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。
表2PAC加药量对出水CODcr的影响
| 加入量 | 8mg/L | 10mg/L | 12mg/L | 14mg/L | 16mg/L | 18mg/L |
| 出水CODcr | 65 | 75 | 96 | 100 | 120 | 124 |
由表2看出，随着PAC的加入量增加，出水CODcr也随之增加。这是由于PAC加入后，原水中的Cl-含量大大增加。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。通过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%，达到较大值，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-含量增加导致的，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
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较佳投加量为12mg/L，在提高出水水质的同时降低药品消耗的费用，从而达到低能目的，为电厂在实际运行中提供参考。
