摘要：針對北京某水庫水在冬季呈現低溫低濁特性，以此為原水的某水廠在該期間常會出現出水余鋁超標現象的問題，通過燒杯實驗研究不同投藥量下聚合氯化鋁（PAC）以及它與三氯化鐵（FeCl3）不同復配比形成混凝劑對冬季北京某水庫水的處理效果。

結果表明，復配藥劑存在最佳的Fe/Al摩爾復配比為1/5，此時余鋁、有機物去除效果較其他配比混凝劑高。在此配比下，當PAC投藥量為0.03 mmol/L時，水中殘余鋁量取得最低值0.0063 mg/L。相同投藥量復配藥劑的濁度去除效果比單獨使用PAC的濁度去除效果略弱。當投藥量為0.06 mmol/L時，Fe/Al摩爾比為1/5的復配混凝劑，能使濁度降至0.4 NTU左右。此外，復配藥劑的投藥量小，投藥范圍更寬，易于實際投藥操作；同時復配藥劑還適于常溫及偏中性水源水的處理。規模為5 m3/h中試實驗也證明，采用鐵鋁復配混凝劑連續運行，可獲得良好的濁度、余鋁去除效果。

北京某水庫引水工程承擔著北京市重大的供水任務，該水庫水輸送至凈配水廠后，經加藥、混凝、沉淀、過濾等常規處理和活性炭吸附深度處理之后，將符合國家飲用水衛生標準的清水送入城市配水管網。但是近年水庫水質季節性變化突出，冬春季濁度僅為1NTU左右，水溫<10℃，PH在8.5左右。

在這種水質條件下，混凝后余鋁濃度隨著水溫的降低而升高，PH>7.5時，余鋁隨PH增加而增加，水廠原使用的混凝劑聚合氯化鋁（poly aluminum chloride，PAC）對其處理效果欠佳，會間斷性出現出廠水余鋁超標的問題。

余鋁對人體的骨骼、細胞、肝、肺、大腦及生殖系統造成損傷，尤其可能導致帕金森綜合癥危害，在我國最新修訂的飲用水水質標準中，飲用水中余鋁的含量規定為0.20mg/L。因此，通過適當的技術手段確保飲用水中的余鋁低于0.20mg/L，有利于保障飲用水安全和人體健康的需求。

聚合氯化鋁（PAC）是無機高分子絮凝劑，本質上是鋁離子水解-聚合-沉淀反應過程的中間產物，會生成高電荷的Al13O4（OH）7聚合形態，具有形成絮體快、沉淀性能好等優點，是水和廢水處理中最有效的一種鋁鹽混凝劑。但在低溫低濁條件下，水的粘度增大，鋁鹽水解速率下降，并且顆粒物有效碰撞的幾率減小，PAC可能出現凝聚處理效果不佳、礬花較輕的問題。因此，如何在低溫低濁條件下，保證水處理效率是凈水技術中的一個難點。

在低溫低濁條件下，增大PAC投藥量利于濁度的去除，但同時余鋁濃度往往隨著投藥量增加而上升。因此，在此條件下采用單一的PAC處理，同時保證余鋁和余濁達標有一定困難。鐵鹽類混凝劑的水解速率較鋁鹽混凝劑水解速率快，生成的礬花密實、比重大、沉淀快。相比之下，鐵系混凝劑處理效率高，對水溫變化不敏感，低水溫和高PH都能正常使用，不會造成飲用水鋁含量升高，但三價鐵鹽混凝劑本身易潮解，對儲存環境要求高；腐蝕性強，對投藥系統和管道工藝可能造成一定損害；溶解時大量放熱，存在安全隱患等問題。

故鐵鹽部分取代鋁鹽混凝劑可能是解決余鋁超標問題比較有效的途徑。針對該水庫水水質情況，結合鋁鹽、三價鐵鹽混凝劑的優點，以此水庫水為研究對象，使用目前水處理領域常用的聚氯化鋁（PAC）與三氯化鐵（FeCl3），根據不同比例使之復配，形成新的聚合氯化鋁鐵混凝劑，使其在混凝沉淀中表現出較高的效能。通過實驗室混凝燒杯實驗，比較這2種混凝劑不同復配比對低溫低濁水庫原水的除濁、除鋁效果，篩選出最適的復配混凝劑，進行中試實驗，以期為改進水廠用藥提供參考。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

1實驗部分

1.1實驗儀器與試劑

儀器：HACH 2100N濁度儀；武漢恒嶺科技TA-6程控混凝實驗攪拌儀；美國Tekmar fusion型TOC分析儀；日立U-2910紫外可見分光光度計；日本島津AA-6300原子吸收分光光度計；瑞士MTTLERTOLEDO FE20/EL20型PH計。

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