低溫低濁造成余鋁超標的解決思路和監測應用

在冬季，原水水溫下降、低濁現象凸顯，水廠使用固態聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，但混凝效果欠佳，與其他季節相比，出廠水常有渾濁度及余鋁偏高現象，尤其在每年1月左右，出廠水出現余鋁偶有超內控標準情況。

     低水溫低渾濁度情況下出廠水余鋁偏高的原因主要有以下兩方面：

（1）絮凝效果差，聚合氯化鋁（PAC）難以沉降。

      據某水廠數據，在原水渾濁度最低僅為0.92 NTU，溫度最低達10.9℃條件下，水廠投放的混凝劑聚合氯化鋁（PAC）難以完成電荷中和、吸附架橋等過程，成核效果差，由此在混凝沉淀過程中未能徹底反應生成絮體被濾池過濾截留，殘留的鋁離子進入清水池，造成出廠水余鋁偏高。有研究表明原水中的鋁和投加鋁鹽混凝劑后，經常規水處理工藝混凝-沉淀-過濾-消毒，仍有約11%的鋁含量殘留于出廠水中，在采用鋁鹽作為混凝劑的水廠中，其出水鋁含量有40%~50%高于原水鋁含量的機率，含量可達0.01~2.37 mg/L。

（2）助凝劑成分含鋁，溶解鋁含量增加。

      水廠預處理過程常采用石灰作為助凝劑調節原水pH值和堿度，增強混凝效果。而石灰成分中含鋁，溶于水后會增加溶解鋁的含量，有造成出廠水余鋁含量升高的風險。有研究表明：經石灰成分的測定，石灰本身成分含有鋁的化合物，其中Al₂O₃成分濃度最大值為2.14%，最小值為2.05%。投加石灰后使原水成堿性，增加了鋁的溶解度，過量的投加還會增加礬的消耗。故水中溶解鋁含量與石灰投加量的多少相關。

      一般情況下，改善混凝效果的措施有兩類，一是啟用高錳酸鉀預氧化，通過產生水合二氧化錳改善吸附卷掃能力；二是投加石灰，提高pH值和聚核，壓縮雙電層并加速絮凝。前者因需投加高錳酸鉀，運營費用大幅度提高，后者過度投加將影響聚合氯化鋁（PAC）絮凝效果。因低濁原水應對問題的核心在于提高聚核含量，所以可考慮通過回收排泥水，并投加石灰以強化絮凝的方式，從而改善出水渾濁度及余鋁偏高問題。

      據陳虹等人對某水廠的實踐研究，在保證出廠水均滿足《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）限制要求的情況下，出水渾濁度和出水余鋁含量都達到很好的控制效果。