三氯化鐵與鋁鹽復合投加在水廠中的應用

張強

摘要：在原水水質發生變化，單一藥劑無法達到應有的效果的情況下，多種藥劑的混合投加已逐漸在許多水廠中得到應用，對保證水質起到了積極的作用。

關鍵詞：水處理；三氯化鐵；余鋁

中圖分類號：TU991.2 文獻識別碼：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重，氨氮、耗氧量等指標達到劣四類水體，雖然目前在積極治理，水質條件在逐漸改善，但在日常處理時依然給我廠帶來了很大的難度。尤其在春季進水PH明顯升高時（最高曾達到9.7），出廠余鋁無法得到有效控制。針對此問題，在結合其他水廠的投加經驗的基礎上，我廠也對加藥設備進行了升級改造，引入了鐵鹽投加系統。并于2017年7月開始進行生產投加。

一、水廠的處理工藝簡介

水廠分一期、二期兩個凈水處理構筑物，一期目前正進行工藝改造，本次鐵鹽投加系統只針對二期處理工藝。二期工程于1996年投入生產運行，并且在2007年進行了工藝自動化改造，日處理水量10萬m?/d，目前實際運行約7萬m?/d。

工藝流程：原水→配水井→串聯圓管混合器→小孔眼網格反應池→斜板沉淀池→氣水反沖洗濾池→清水池→城市管網

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高分子混合劑，是三氯化鋁和氫氧化鋁的復合鹽，具有較大的分子量和絮橋結構形式，化學通式為Aln（OH）mCl3n-m，簡稱PAC。在水解過程中具有較強的吸附、凝聚能力，主要應用于生活、生產用水的凈化、工業廢水的處理。

我廠采用的鋁鹽是我公司制藥廠自主生產的液態堿式氯化鋁。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，與水反應后生成多種了水解產物，進而結合成Fe（OH）3。這些水解產物帶有很多的正電荷，所以能中和膠體顆粒表面的負電荷。由于此結合能力，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。缺點是三氯化鐵有較強的腐蝕性，處理水時色度容易升高，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三氯化鐵。三氯化鐵含量約為41%，密度為1.43。

三、生產性投加對比

結合其他水廠投加經驗及水廠的攪拌實驗結果，水廠暫定鐵鹽的投加量為15mg/l，并根據濾前水情況微調聚合鋁的投加量加以控制。投加點設置在配水井，通過跌水混合，先于鋁鹽投加。

目前鐵鹽投加系統已投入運行，為觀察投加后效果，檢驗其可行性。我們參考去年同期水質數據進行平行比較。

1.濁度

由于水廠的水源為水庫水，夏季受藻類爆發及暴雨天氣的影響較大，所以濁度在這個季節波動較大，夏季最高進水濁度能達到100多NTU。為保證水質安全，水廠始終把濾前水控制作為重要的一環，因此通過加藥控制及工藝調節濾前水濁度始終保持在1NTU左右。

通過生產投加我們發現，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方面：一是鋁鹽的水解反應受PH影響；二是鋁鹽的最終水解產物是Al（OH）3，它是典型的兩性氫氧化物，PH的過高和過低，都會導致已經沉淀的Al（OH）3又溶于水生成鋁離子或者偏鋁酸根離子，導致水中余鋁升高。

從表的數據上可以看出，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。這對后續的水中鋁鹽的去除起到了積極作用。

3.余鋁

經檢測得知，原水中的鋁含量極低，我廠存在的鋁主要是由于生產中投加鋁鹽導致。從數據上看，我們可以得出結論，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，遠低于國家標準（0.2mg/l以下）。鐵鹽的投加發揮了重要的作用。

四、經濟效益分析

目前，我廠堿式氯化鋁的采購價格為1750元/噸，三氯化鐵的采購價為1250元/噸，如果按投藥總量（噸數）不變的條件計算，2017年8-11月共計使用鐵鹽181噸，按每噸節省費用500元計算，總計降低費用90500元。（不計改造費用）

五、結語

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.從經濟效果上比較，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，在今后的生產中還要繼續摸索，以到達保證水質及降低成本的目的。

參考文獻：

[1]曲志軍，肖定華.PH和濁度對水中殘留鋁的影響研究.城鎮供水，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水處理中的應用.環境科學導刊，2007，26（6）：10.

作者簡介：張 強（1980-），男，漢族，河北玉田縣人，大學本科學歷，畢業于河北理工大學給水排水專業，中級職稱，現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。