聚合氯化铝铁去除水中的铝离子

胡克武，曾锦明，冯兆敏
(珠海市供水总公司水质监测研究中心，广东珠海 519020)

　　摘　要：通过实验室及生产性试验考察了聚合氯化铝铁对水中铝离子的去除效果。结果表明，合理使用聚合氯化铝铁可有效地去除原水中的铝离子。
　　关键词：余铝；聚合氯化铝铁；水质
　　中图分类号：TU991.2
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)12-0075-02

　　目前，国内大多数水厂都用铝盐作为絮凝剂，而且许多水厂为了降低滤前水的浊度而加大絮凝剂的投量，这使得出厂水的铝含量增加。一些研究表明，饮用水中铝含量过高会给人体健康带来不良影响。因此，卫生部在2001年颁布的《生活饮用水卫生规范》中将铝作为生活饮用水水质常规检测项目(其限值为0.2mg/L)。
　　珠海市饮用水源水主要取自西江干流和前山河水道，水中铝含量时常偏高(最高时达1.52mg/L)。在生产过程中发现，当原水中铝离子含量较高时出厂水的铝含量没有超标，而当原水中铝离子含量较低时个别水厂出厂水的铝离子含量却时有超标。这引起了技术人员对聚合氯化铝铁(PAFC)的除铝效果及投加范围的重视，并为此进行了相关的研究工作。

1　试验方法

1.1　仪器及设备
　　六联搅拌机、高为0.5m的小型砂滤柱、浊度仪和原子吸收分光光度计。
1.2　试剂
　　铝标准溶液：ρ(Al³⁺)=1.00mg/L；聚合氯化铝铁(PAFC)溶液：ρ(PAFC)=2.0mg/mL(PAFC固体由河南八陵嵩山冶化厂生产，铝含量为29%，铁含量为3%)。

2　结果与讨论

2.1　南沙湾泵站原水试验
　　试验用水取自南沙湾泵站，其浊度为4.84NTU，pH值为7.4，铝离子含量为0.10mg/L。在8个烧杯中各加入水样1000mL，再分别加入不同量的铝标准液和2mLPAFC溶液，先快速搅拌(270r/min)2min，再中速搅拌(70r/min)5min，静置10min后取上层(2/3处)澄清液100mL，其余上清液用滤柱过滤，再分别取滤后液100mL，然后测定浊度、铝含量，其试验结果见表1。

表1　南沙湾泵站原水试验结果 原水铝离子含量(mg/L) 0.10 0.20 0.50 0.80 1.00 1.20 1.50 2.00 静置10 min后浊度(NTU) 4.10 4.26 4.34 4.58 4.29 4.34 4.34 4.37 静置10 min后余铝(mg/L) 0.18 0.20 0.24 0.28 0.29 0.31 0.34 0.38 滤后浊度(NTU) 1.03 1.00 1.07 1.11 0.97 1.05 1.01 0.92 滤后余铝(mg/L) 0.09 0.08 0.06 0.07 0.06 0.06 0.06 0.07 矾花形成情况 少、大、松散

　　从表1可知，由于原水浊度较低，故形成的矾花少且松散而不易下沉，这使得滤前水的浊度、余铝都较高，但滤后水的浊度、铝含量都明显降低，这说明滤柱能有效地截留沉降时未及下沉的矾花。
2.2　前山河水道原水试验
　　取雨后珠海前山河水道水(浊度为61.7NTU，pH值为7.1，铝离子含量为0.12mg/L)按前述方法进行试验，结果见表2。
　　从表2可知，由于水中悬浮物增多，故颗粒间的碰撞几率大大提高，这使得矾花大而密实，混凝效果好，故滤前余铝量和浊度较低的原水，滤后余铝则稳定在0.06mg/L左右(与低浊度原水的相当)。

表2　前山河水道原水试验结果 原水铝离子含量(mg/L) 0.12 0.22 0.52 0.82 1.02 1.22 1.52 2.02 静置10 min后浊度(NTU) 5.51 5.58 5.71 6.11 5.92 6.04 6.38 6.17 静置10 min后余铝(mg/L) 0.16 0.17 0.17 0.19 0.18 0.18 0.20 0.19 滤后浊度(NTU) 0.78 0.75 0.77 0.83 0.80 0.78 0.91 0.87 滤后余铝(mg/L) 0.05 0.05 0.05 0.06 0.06 0.06 0.07 0.06 矾花形成情况 多、大、密实

2.3 PAFC投量对除铝的影响
　　试验用水仍为雨后前山河水道水(水质同前)，但把铝含量提高到1.02mg/L(1＃)和2.02mg/L(2#)，加入不同量的PAFC后按前述方法进行试验，结果见表3。

表3 不同PAFC投量时的试验结果 PAFC投量(mL) 3 6 9 12 15 18 滤后浊度(NTU) 1^# 0.71 0.73 0.85 0.87 0.87 0.94 2^# 0.69 0.72 0.79 0.91 0.94 0.97 滤后余铝(mg/L) 1^# 0.06 0.07 0.12 0.17 0.21 0.29 2^# 0.06 0.06 0.14 0.18 0.24 0.27

　　从表3可见，当PAFC投量为30mg/L左右时可造成滤后水的铝含量超标。
　　综合以上三个试验，笔者认为聚合氯化铝铁去除水中铝离子的作用明显，其投量最好控制在15mg/L以内，且在水质处理能达标的情况下投量越少越好。

3　水厂生产情况

　　笔者对近三年来珠海市四间水厂原水和出厂水的铝含量及PAFC用量情况做了统计和比较，发现当PAFC投量在12mg/L以上时，出厂水的铝含量随PAFC投量增加而升高，导致铝含量超标；当PAFC投量在12mg/L以下时，出厂水的铝含量比较稳定且符合生活饮用水卫生规范要求。另外，当原水藻类含量高、色度较大、浊度较低时通过同时投加新型高效脱色除藻剂与PAFC，可降低PAFC投量，并获得了满意的处理效果。

4 结语

　　合理使用聚合氯化铝铁可有效地去除原水中的铝离子，使出厂水中铝离子含量符合国家生活饮用水卫生规范要求。其用量应视各水厂的原水水质情况而定，在保证出厂水水质的前提下应尽量降低投加量。如果原水色度较高、藻类较多时可将PAFC与其他助剂一起使用，这样既可保证处理效果，又可减少PAFC投量。

参考文献：

　　 ［1］张宏陶.水质分析大全［M］.重庆：科学技术文献出版社重庆分社，1989.
　　 ［2］倪仲甫，曾锦明，冯兆敏，等.高效脱色除臭剂用于处理微污染原水［J］.中国给水排水，2001，17(2):68-70.

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　　收稿日期：2002-05-30