鋁鹽與鐵鹽凈水技術(shù)的工程應(yīng)用實(shí)踐及效能分析一、技術(shù)原理與藥劑特性鋁鹽與鐵鹽作為傳統(tǒng)高效的凈水藥劑，核心作用機(jī)制源于水解-絮凝-沉降的協(xié)同效應(yīng)：鋁鹽（如聚合氯化鋁PAC、硫酸鋁）：水溶液中水解生成$\ce{Al(OH)_{3}}$膠體，通過“電荷吸附”（膠體表面正電吸附負(fù)電雜質(zhì)）、“架橋網(wǎng)捕”（膠體顆粒連接懸浮污染物）實(shí)現(xiàn)凈化。低溫（<5℃）下水解速率減緩，易殘留鋁離子。鐵鹽（如聚合硫酸鐵PFS、氯化鐵）：水解生成$\ce{Fe(OH)_{3}}$膠體，除電荷吸附外，$\ce{Fe^{3+}}$的強(qiáng)氧化性可破壞污染物穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（如印染廢水發(fā)色基團(tuán)）。絮凝體密度大、沉降快，但強(qiáng)酸性（如氯化鐵pH≈2）易腐蝕設(shè)備，污泥產(chǎn)量比鋁鹽高10%~20%。二、典型應(yīng)用場景與工程案例（一）城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造——PAC+PFS聯(lián)合絮凝強(qiáng)化項(xiàng)目背景：南方某地級市污水廠（規(guī)模10萬$\text{m}^3$/d）采用“AAO+二沉池”工藝，出水濁度常年12~18NTU（一級A要求≤5NTU），SS超標(biāo)率30%。工藝優(yōu)化：二沉池前增設(shè)高效絮凝反應(yīng)池，采用“聚合氯化鋁（PAC，20mg/L）+聚合硫酸鐵（PFS，15mg/L）”聯(lián)合投加——鋁鹽“架橋吸附”擴(kuò)大絮體體積，鐵鹽“網(wǎng)捕卷掃”加速沉降。處理效果：濁度從15NTU降至2.8NTU，SS從45mg/L降至8mg/L，達(dá)標(biāo)率100%；化學(xué)除磷同步強(qiáng)化，總磷從0.8mg/L降至0.3mg/L（一級A要求≤0.5mg/L）；運(yùn)行成本：藥劑費(fèi)增加0.08元/$\text{m}^3$，因出水穩(wěn)定避免環(huán)保處罰，綜合效益提升。（二）印染廢水深度脫色——硫酸鋁+氯化鐵復(fù)配工藝項(xiàng)目背景：浙江某印染廠（日排廢水5000$\text{m}^3$），生化出水COD=800mg/L、色度=500倍（GB____要求COD≤100mg/L、色度≤50倍），傳統(tǒng)PAC脫色率不足60%。工藝創(chuàng)新：采用“生化出水→調(diào)pH至6.5→投加硫酸鋁（30mg/L）+氯化鐵（15mg/L）→斜管沉淀→砂濾”工藝——鐵鹽氧化破壞發(fā)色基團(tuán)，鋁鹽膠體吸附殘留色素。處理效果：色度從500倍降至45倍，脫色率91%；COD從800mg/L降至95mg/L，去除率88%；注意事項(xiàng)：鐵鹽投加需嚴(yán)格控pH（<7時(shí)$\ce{Fe(OH)_{3}}$溶解度高），污泥量較鋁鹽工藝增15%，需配套脫水系統(tǒng)。（三）農(nóng)村飲用水除氟工程——聚合氯化鋁鐵（PAFC）的應(yīng)用項(xiàng)目背景：山西某高氟村（人口800人），原水氟濃度1.8~2.2mg/L（GB____要求≤1.0mg/L），傳統(tǒng)活性炭法成本高、維護(hù)難。工藝設(shè)計(jì)：采用“原水→混合池（投加PAFC，12mg/L）→反應(yīng)池（攪拌10min）→斜管沉淀→砂濾→消毒”工藝——PAFC的$\ce{Al^{3+}}$與$\ce{F^-}$形成絡(luò)合沉淀（$\ce{AlF_{6}^{3-}}$），$\ce{Fe^{3+}}$輔助絮凝。處理效果：出水氟濃度穩(wěn)定在0.8~0.9mg/L，達(dá)標(biāo)率100%；濁度從20NTU降至1.5NTU，滿足飲用水感官要求；運(yùn)行成本：藥劑費(fèi)0.05元/$\text{m}^3$，村民自籌+政府補(bǔ)貼可覆蓋，月清理沉淀池污泥1次。三、技術(shù)優(yōu)化與發(fā)展方向（一）復(fù)合藥劑開發(fā)鋁鐵復(fù)合藥劑（如PAFC、聚合氯化鋁鐵硅）結(jié)合兩者優(yōu)勢：PAFC在低溫（冬季5℃）下濁度去除率比PAC高15%，殘留鋁量降低30%，已在北方水廠推廣。（二）智能投加系統(tǒng)應(yīng)用通過在線監(jiān)測濁度、pH、電導(dǎo)率，自動調(diào)節(jié)藥劑投加量（如PLC控制變頻加藥泵）。某水廠應(yīng)用后，藥劑浪費(fèi)減少20%，出水波動降低。（三）與新型工藝耦合膜處理耦合：UF（超濾）前投加鐵鹽，可降低膜污染（膠體吸附+氧化分解有機(jī)物），膜通量恢復(fù)周期從7天延長至15天；生物法協(xié)同：鐵鹽強(qiáng)化生物除磷（$\ce{Fe^{3+}}$與$\ce{PO_{4}^{3-}}$沉淀），某污水廠生物除磷效率從50%提升至75%。四、結(jié)語鋁鹽與鐵鹽凈水技術(shù)憑借成熟性、經(jīng)濟(jì)性，在市政、工業(yè)、農(nóng)村水處理中仍具不可替代地位。通過藥劑復(fù)配、智能