新型混凝剂-聚硫氯化铝混凝性能及在电厂中的应用

程金仓，高翠芳

(1.济南市建设监理有限公司，山东 济南 250014；2.山东交通学院材料科学与工程学院，山东 济南 250352)

新型混凝剂-聚硫氯化铝混凝性能及在电厂中的应用

程金仓1，高翠芳2

(1.济南市建设监理有限公司，山东 济南 250014；2.山东交通学院材料科学与工程学院，山东 济南 250352)

采用聚硫氯化铝(PACS)代替聚合氯化铝或硫酸铝，对电厂补给水系统进行混凝处理，具有很好的混凝效果，特别在处理冬季低水温、低浊度源水时，混凝效果更好。采用聚硫氯化铝混凝处理可以提高出厂水水质，保证反渗透系统的安全运行，延长反渗透使用寿命，而且节省制水成本，有利于发电厂的节能降耗，值得推广。

混凝剂；聚硫氯化铝；聚合氯化铝；硫酸铝；电厂

0 引言

随着我国工业的快速发展，煤炭石油等资源紧缺，环境污染加剧，全社会积极倡导节能降耗。发电企业作为工业的支柱产业也积极开展节能降耗。

在电厂水处理中，传统工艺采用聚合氯化铝或硫酸铝对电厂补给水系统进行混凝处理，混凝效果较好，但在处理低温低浊源水时效果一般。

采用聚硫氯化铝(PACS)代替传统混凝剂在相同条件下，不仅具有很好的混凝效果，特别在处理冬季低水温、低浊度源水时，混凝效果更好。可以提高出厂水水质，节省制水成本，有利于发电厂的节能降耗，值得积极推广。

1 概述

硫酸铝和聚合氯化铝是电厂常用的混凝剂，硫酸铝具有生产工艺简单、价格相对低廉的特点，适用于处理水质情况较好的源水，但对于低水温、高氨氮的原水水质，其混凝效果并不理想。传统的聚合氯化铝虽然净水效果较好，但价格较高，处理低水温低浊源水，其混凝效果一般。

混凝剂主要依靠Al3+水解形成凝聚体，生成矾花，对水中的悬浮物进行吸附和网捕，然后沉淀除去水中的悬浮物。但是硫酸铝和聚合氯化铝水解受温度影响较大，在低温时，水解缓慢，混凝沉淀效果下降，导致其投加量增大，影响制水成本。

近年来，电厂纷纷开始使用一种新型混凝剂——聚硫氯化铝。与传统混凝剂相比，聚硫氯化铝投加量少、反应效果好，尤其是在处理低温低浊度水方面。

聚硫氯化铝(PACS)是一种无机高分子絮凝剂，分子通式为[AI2(OH)nCI6～n]·(SO4)n，分子中带有数量不等的羟基，Al3+／SO42-(摩尔比)可根据需要控制为某一定值。作为新型净水剂，聚硫氯化铝主要用于饮用水、工业用水和各种污水的处理，具有高效、快速、低耗、安全的特点。其中对于低温、低浊水的净化效果特别明显，可以不加碱性助剂或其它助凝剂，具有传统无机混凝剂无法比拟的效果。

2 混凝性能试验

电厂一般采用地表水或地下水作为化学补给水水源，一般浊度较小。以长江水为例，其浊度、悬浮物、硬度、有机物含量较小，是理想的补给水水源，但由于其浊度较小，在冬季混凝处理时混凝剂投加量较大。太仓港协鑫电厂在2007年4月之前采用聚合氯化铝，在冬季混凝处理时投加量约为25～30 ppm，在夏季混凝处理时投加量约为15 ppm。自从使用聚硫氯化铝，在冬季混凝处理时投加量约为15～20 ppm，在夏季混凝处理时投加量约为15 ppm。聚硫氯化铝混凝效果受温度变化较小，在低温时使用可以减少投加量，保证出水水质，具有良好的经济性。

本试验主要对低温和低浊水进行试验，同时和聚合氯化铝进行对比，以判定聚硫氯化铝对低浊度水质的混凝性能。

根据表1的5种不同运行工况，采用极限平衡法中的简化毕肖普法计算了上游坝坡采用砂岩压重处理后的坝坡稳定安全系数及相应的浸润线和滑裂面，如图2，表3。

2.1 混凝性能试验方法

本试验依据国家标准水处理剂—聚合氯化铝（GB 15892-2003）附录A混凝性能进行判定[1]。

2.1.1 试验水质与药剂

试验水质为长江水太仓港口杨林塘段，水质情况见表1。

试验水处理剂为太仓新星轻工助剂厂生产的聚合氯化铝和聚硫氯化铝，其性能指标见表2。

表1 试验水质指标

表2 聚合氯化铝、聚硫氯化铝性能指标

2.1.2 混凝沉淀试验条件

混凝剂稀释液的配置：称取混凝剂试样,放入100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，使稀释液混凝剂含量为1.0 mg/mL，混凝剂稀释液在使用当天配制。按表3设置试验程序。

将原水注入完全相同的烧杯中，加至1 000 mL刻度处。将混凝剂稀释液用移液管按顺序依次放入加药试管中，使加药量分别为10、15、20、25、30、35 ppm。启动混凝沉淀试验搅拌器，试验程序按照表3进行。

沉淀时间到，取澄清水样，测定剩余浊度等水质指标。试验期间，同时观测絮凝体形成时间、形状、大小和沉降状况，并作记录。

表3 试验程序设置

2.2 分析测定方法

浊度测定按照中华人民共和国国家标准GB12151-89测定，结果采用NTU浊度单位。

3 结果与讨论

3.1 PACS投加量对混凝效果的影响

试验表明，随着投加量的增大，PACS和PAC的混凝效果增强，出水浊度减小。在高温低浊水处理时，PACS比PAC混凝效果稍好。但PACS在低温低浊水处理时随着投加量的增大，其混凝效果比PAC显著增强（图1）。

3.2 温度对PACS混凝效果的影响

试验表明，在相同投加量时，PACS和PAC随温度的降低混凝效果减弱，出水浊度增大。但PACS混凝效果受温度影响较小，PAC混凝效果受温度影响明显（图2）。

图1 PACS投加量对混凝效果的影响

图2 温度对PACS混凝效果的影响

3.3 其它因素对PACS混凝效果的影响

影响PACS混凝效果的因素很多，除投加量、水温影响外，原水浊度、原水PH、混凝条件（如搅拌和沉淀时间）、PACS盐基度和Al3+／SO42-(摩尔比)等也影响PACS的混凝效果。但在实际生产和运用中，混凝条件可根据实际情况来调节使之达到最佳，而原水浊度、PH值随季节和地理条件变化无法人为改变，PACS盐基度[2]和Al3+／SO42-(摩尔比)一般基本稳定。

3.4 PACS混凝处理出水水质情况

试验发现，与PAC相比，PACS混凝处理时矾花体积较大，比较密实，且矾花沉降速度较快。同时根据相关文献[3]，在相同条件下混凝、沉淀、过滤处理后，投加PACS处理出水中小于2 μm颗粒物较少，而投加PAC处理后出水较多，并且随着滤池运行时间的增加，投加PACS处理后出水小于2 μm颗粒物变化平稳，而投加PAC处理后变化较大。这说明PACS混凝处理时，能将水中颗粒物质，尤其是水中细微胶体物质凝结成较大矾花，使之在后续过滤工艺中易于除去，从而得到较好的出水水质。对于电厂水处理，特别是反渗透预处理除盐系统，小颗粒物质的去除尤为关键，使用PACS混凝处理可保证反渗透系统的安全运行，延长反渗透使用寿命。

4 结语

（1）通过聚硫氯化铝和传统混凝剂的混凝效果对比，其混凝性能受温度、原水浊度等因素影响较小，有利于电厂水处理设备的稳定运行，可保证出水水质，同时减少投加量，节约电厂水处理运行成本。

（2）通过聚硫氯化铝混凝中矾花特征的对比，投加聚硫氯化铝处理出水中颗粒物较少，比较稳定，可保证电厂水处理反渗透的污染指数，保证反渗透系统的安全运行，延长反渗透使用寿命。

（3）由于制备聚硫氯化铝的原料为煤矸石，原料充足，成本较低，具有良好的经济性。

在电厂水处理中采用聚硫氯化铝具有广阔的应用前景和经济效益，有利于电厂的安全运行和节能降耗，值得推广。

[1]GB15892-2003,水处理剂-聚合氯化铝[S].

[2]李俊梅.聚硫氯化铝絮凝效果及在水处理中的应用[J].化工环保，1998，（1）：7.

[3]周虹云，应培琪.聚硫氯化铝和硫酸铝混凝剂在闸北水厂的应用对比分析[J].上海水务，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

程金仓（1980-），男，本科，工程师，应用化学专业。

烨）（

2014-5-30）