程金倉，高翠芳

(1.濟(jì)南市建設(shè)監(jiān)理有限公司，山東 濟(jì)南 250014；2.山東交通學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250352)

新型混凝劑-聚硫氯化鋁混凝性能及在電廠中的應(yīng)用

程金倉1，高翠芳2

(1.濟(jì)南市建設(shè)監(jiān)理有限公司，山東 濟(jì)南 250014；2.山東交通學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250352)

采用聚硫氯化鋁(PACS)代替聚合氯化鋁或硫酸鋁，對電廠補(bǔ)給水系統(tǒng)進(jìn)行混凝處理，具有很好的混凝效果，特別在處理冬季低水溫、低濁度源水時(shí)，混凝效果更好。采用聚硫氯化鋁混凝處理可以提高出廠水水質(zhì)，保證反滲透系統(tǒng)的安全運(yùn)行，延長反滲透使用壽命，而且節(jié)省制水成本，有利于發(fā)電廠的節(jié)能降耗，值得推廣。

混凝劑；聚硫氯化鋁；聚合氯化鋁；硫酸鋁；電廠

0 引言

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，煤炭石油等資源緊缺，環(huán)境污染加劇，全社會(huì)積極倡導(dǎo)節(jié)能降耗。發(fā)電企業(yè)作為工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)也積極開展節(jié)能降耗。

在電廠水處理中，傳統(tǒng)工藝采用聚合氯化鋁或硫酸鋁對電廠補(bǔ)給水系統(tǒng)進(jìn)行混凝處理，混凝效果較好，但在處理低溫低濁源水時(shí)效果一般。

采用聚硫氯化鋁(PACS)代替?zhèn)鹘y(tǒng)混凝劑在相同條件下，不僅具有很好的混凝效果，特別在處理冬季低水溫、低濁度源水時(shí)，混凝效果更好?？梢蕴岣叱鰪S水水質(zhì)，節(jié)省制水成本，有利于發(fā)電廠的節(jié)能降耗，值得積極推廣。

1 概述

硫酸鋁和聚合氯化鋁是電廠常用的混凝劑，硫酸鋁具有生產(chǎn)工藝簡單、價(jià)格相對低廉的特點(diǎn)，適用于處理水質(zhì)情況較好的源水，但對于低水溫、高氨氮的原水水質(zhì)，其混凝效果并不理想。傳統(tǒng)的聚合氯化鋁雖然凈水效果較好，但價(jià)格較高，處理低水溫低濁源水，其混凝效果一般。

混凝劑主要依靠Al3+水解形成凝聚體，生成礬花，對水中的懸浮物進(jìn)行吸附和網(wǎng)捕，然后沉淀除去水中的懸浮物。但是硫酸鋁和聚合氯化鋁水解受溫度影響較大，在低溫時(shí)，水解緩慢，混凝沉淀效果下降，導(dǎo)致其投加量增大，影響制水成本。

近年來，電廠紛紛開始使用一種新型混凝劑——聚硫氯化鋁。與傳統(tǒng)混凝劑相比，聚硫氯化鋁投加量少、反應(yīng)效果好，尤其是在處理低溫低濁度水方面。

聚硫氯化鋁(PACS)是一種無機(jī)高分子絮凝劑，分子通式為[AI2(OH)nCI6～n]·(SO4)n，分子中帶有數(shù)量不等的羥基，Al3+／SO42-(摩爾比)可根據(jù)需要控制為某一定值。作為新型凈水劑，聚硫氯化鋁主要用于飲用水、工業(yè)用水和各種污水的處理，具有高效、快速、低耗、安全的特點(diǎn)。其中對于低溫、低濁水的凈化效果特別明顯，可以不加堿性助劑或其它助凝劑，具有傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑無法比擬的效果。

2 混凝性能試驗(yàn)

電廠一般采用地表水或地下水作為化學(xué)補(bǔ)給水水源，一般濁度較小。以長江水為例，其濁度、懸浮物、硬度、有機(jī)物含量較小，是理想的補(bǔ)給水水源，但由于其濁度較小，在冬季混凝處理時(shí)混凝劑投加量較大。太倉港協(xié)鑫電廠在2007年4月之前采用聚合氯化鋁，在冬季混凝處理時(shí)投加量約為25～30 ppm，在夏季混凝處理時(shí)投加量約為15 ppm。自從使用聚硫氯化鋁，在冬季混凝處理時(shí)投加量約為15～20 ppm，在夏季混凝處理時(shí)投加量約為15 ppm。聚硫氯化鋁混凝效果受溫度變化較小，在低溫時(shí)使用可以減少投加量，保證出水水質(zhì)，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

本試驗(yàn)主要對低溫和低濁水進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)和聚合氯化鋁進(jìn)行對比，以判定聚硫氯化鋁對低濁度水質(zhì)的混凝性能。

根據(jù)表1的5種不同運(yùn)行工況，采用極限平衡法中的簡化畢肖普法計(jì)算了上游壩坡采用砂巖壓重處理后的壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)及相應(yīng)的浸潤線和滑裂面，如圖2，表3。

2.1 混凝性能試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)水處理劑—聚合氯化鋁（GB 15892-2003）附錄A混凝性能進(jìn)行判定[1]。

2.1.1 試驗(yàn)水質(zhì)與藥劑

試驗(yàn)水質(zhì)為長江水太倉港口楊林塘段，水質(zhì)情況見表1。

試驗(yàn)水處理劑為太倉新星輕工助劑廠生產(chǎn)的聚合氯化鋁和聚硫氯化鋁，其性能指標(biāo)見表2。

表1 試驗(yàn)水質(zhì)指標(biāo)

表2 聚合氯化鋁、聚硫氯化鋁性能指標(biāo)

2.1.2 混凝沉淀試驗(yàn)條件

混凝劑稀釋液的配置：稱取混凝劑試樣,放入100 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，使稀釋液混凝劑含量為1.0 mg/mL，混凝劑稀釋液在使用當(dāng)天配制。按表3設(shè)置試驗(yàn)程序。

將原水注入完全相同的燒杯中，加至1 000 mL刻度處。將混凝劑稀釋液用移液管按順序依次放入加藥試管中，使加藥量分別為10、15、20、25、30、35 ppm。啟動(dòng)混凝沉淀試驗(yàn)攪拌器，試驗(yàn)程序按照表3進(jìn)行。

沉淀時(shí)間到，取澄清水樣，測定剩余濁度等水質(zhì)指標(biāo)。試驗(yàn)期間，同時(shí)觀測絮凝體形成時(shí)間、形狀、大小和沉降狀況，并作記錄。

表3 試驗(yàn)程序設(shè)置

2.2 分析測定方法

濁度測定按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB12151-89測定，結(jié)果采用NTU濁度單位。

3 結(jié)果與討論

3.1 PACS投加量對混凝效果的影響

試驗(yàn)表明，隨著投加量的增大，PACS和PAC的混凝效果增強(qiáng)，出水濁度減小。在高溫低濁水處理時(shí)，PACS比PAC混凝效果稍好。但PACS在低溫低濁水處理時(shí)隨著投加量的增大，其混凝效果比PAC顯著增強(qiáng)（圖1）。

3.2 溫度對PACS混凝效果的影響

試驗(yàn)表明，在相同投加量時(shí)，PACS和PAC隨溫度的降低混凝效果減弱，出水濁度增大。但PACS混凝效果受溫度影響較小，PAC混凝效果受溫度影響明顯（圖2）。

圖1 PACS投加量對混凝效果的影響

圖2 溫度對PACS混凝效果的影響

3.3 其它因素對PACS混凝效果的影響

影響PACS混凝效果的因素很多，除投加量、水溫影響外，原水濁度、原水PH、混凝條件（如攪拌和沉淀時(shí)間）、PACS鹽基度和Al3+／SO42-(摩爾比)等也影響PACS的混凝效果。但在實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)用中，混凝條件可根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)節(jié)使之達(dá)到最佳，而原水濁度、PH值隨季節(jié)和地理?xiàng)l件變化無法人為改變，PACS鹽基度[2]和Al3+／SO42-(摩爾比)一般基本穩(wěn)定。

3.4 PACS混凝處理出水水質(zhì)情況

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與PAC相比，PACS混凝處理時(shí)礬花體積較大，比較密實(shí)，且礬花沉降速度較快。同時(shí)根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[3]，在相同條件下混凝、沉淀、過濾處理后，投加PACS處理出水中小于2 μm顆粒物較少，而投加PAC處理后出水較多，并且隨著濾池運(yùn)行時(shí)間的增加，投加PACS處理后出水小于2 μm顆粒物變化平穩(wěn)，而投加PAC處理后變化較大。這說明PACS混凝處理時(shí)，能將水中顆粒物質(zhì)，尤其是水中細(xì)微膠體物質(zhì)凝結(jié)成較大礬花，使之在后續(xù)過濾工藝中易于除去，從而得到較好的出水水質(zhì)。對于電廠水處理，特別是反滲透預(yù)處理除鹽系統(tǒng)，小顆粒物質(zhì)的去除尤為關(guān)鍵，使用PACS混凝處理可保證反滲透系統(tǒng)的安全運(yùn)行，延長反滲透使用壽命。

4 結(jié)語

（1）通過聚硫氯化鋁和傳統(tǒng)混凝劑的混凝效果對比，其混凝性能受溫度、原水濁度等因素影響較小，有利于電廠水處理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，可保證出水水質(zhì)，同時(shí)減少投加量，節(jié)約電廠水處理運(yùn)行成本。

（2）通過聚硫氯化鋁混凝中礬花特征的對比，投加聚硫氯化鋁處理出水中顆粒物較少，比較穩(wěn)定，可保證電廠水處理反滲透的污染指數(shù)，保證反滲透系統(tǒng)的安全運(yùn)行，延長反滲透使用壽命。

（3）由于制備聚硫氯化鋁的原料為煤矸石，原料充足，成本較低，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

在電廠水處理中采用聚硫氯化鋁具有廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益，有利于電廠的安全運(yùn)行和節(jié)能降耗，值得推廣。

[1]GB15892-2003,水處理劑-聚合氯化鋁[S].

[2]李俊梅.聚硫氯化鋁絮凝效果及在水處理中的應(yīng)用[J].化工環(huán)保，1998，（1）：7.

[3]周虹云，應(yīng)培琪.聚硫氯化鋁和硫酸鋁混凝劑在閘北水廠的應(yīng)用對比分析[J].上海水務(wù)，2007，23（3）：14-15.

It is more effective of the coagulating process when replacing poly-aluminum chloride or the aluminium sulfate with poly-aluminium chloride sulfur(PACS)in the water supplying system of power plants. Especially in winter,while coagulating the low temperature and turbidity water,the coagulation effect is more better.When using poly-aluminium chloride sulfur(PACS)in coagulating process,the water quality of supplying system will be enhanced,the reverse osmosis pretreatment system(RO system)will work more safely,and the RO system will have longer working life.It will also reduce the water producing cost,and help energy saving of the electric power generation.It is worthy of generalizing among the power plants.

coagulant；poly-aluminium chloride sulfur；poly-aluminium chloride；aluminum sulphate；power plant

程金倉（1980-），男，本科，工程師，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。

燁）（

2014-5-30）