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高密度沉淀池一般使用聚合氯化铝(PAC)作混凝剂,通过投加PAM和污泥回流强化絮凝,达到高效净水的目的。由于工艺中PAC投加量偏高,需要污泥回流,而回流污泥的主要成分为铝的氢氧化物,因此沉淀池出水中残余铝超标的风险较大,此外当高密度沉淀池运行管理失当时,会发生污泥上浮现象,俗称“翻池”,大量由铝的氢氧化物组成的矾花无法有效去除,也会造成出水中残余铝增加。本文通过烧杯试验、实验室小试和中试对影响高密度沉淀池出水中残余铝含量的主要因素进行研究,明确了在正常工况下,高密度沉淀池出水中残余铝含量符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求,并通过试验找出了残余铝含量最低的工况。具体研究结果如下：(1)研究发现,铁系混凝剂具有良好的除铝效果,对原水中铝的去除率达40%以上。而铝系混凝剂的使用反而增加了水中残余铝含量,铝系混凝剂的使用是造成饮用水中残余铝含量增加的主要原因。(2)沉后水残余铝含量随着聚合氯化铝(PAC)投加量增加,先减小后增加,PAC投加量为30mg/L时沉后水残余铝含量最低为0.166mg/L,当投加量大于30mg/L之后溶解态铝增加是导致出水残余铝总量升高的主要原因。(3)出水残余铝含量随着PAM投加量的增加呈下降趋势,当PAM投加量小于0.20mg/L时,PAM的投加对降低出水残余铝具有显著作用,继续增加PAM投加量效果不明显。考虑到丙烯酰胺单体有毒,应控制PAM投加量,建议控制PAM投加量为0.20mg/L。(4)随着污泥回流量增加,出水残余铝先降低后升高,不同PAC投加量下的最佳污泥回流比不同,PAC投加量为15mg/L时,最佳回流比为1%时；投加量为30mg/L时,最佳回流比为5%；投加量为45mg/L时,最佳回流比为6%。(5)通过对不同水质原水进行小试试验,发现原水pH值对出水残余铝含量有较大影响,pH为7.5时出水残余铝含量最低为0.164mg/L,pH值偏高或偏低都会造成出水残余铝升高；与传统工艺不同,原水浊度对高密度沉淀池出水残余铝基本没有影响；随着原水水温升高,出水残余铝含量逐渐降低。(6)正交分析结果表明影响高密度沉淀池出水残余铝各因素的主次顺为：PAC投加量>PAM投加量>污泥回流比,当PAC投加量为10mg/L、PAM投加量为0.20mg/L、污泥回流比为4%时,高密度沉淀池出水达到综合最佳水平,兼顾了浊度和残余铝两个指标。按此最佳工况运行中试装置,测得出水浊度为0.87NTU,残余铝含量0.153mg/L,残余铝含量符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定。(7)当高密度沉淀池运行在PAM投加量过低或者污泥回流比过高的极端工况下时,由于污泥可压缩性降低、浓缩时间减短,污泥浓缩区泥水分离液面升高,最终导致“翻池”,此时沉淀池出水残余铝超过1.0mg/L,严重超标,在实际运行中应避免“翻池”发生。