在常規的水處理工藝中，低濁原水的混凝效果可能不佳，一方面出水渾濁度的控制存在風險，另一方面對殘鋁的精準控制存在一定難點，低濁水的處理一直是供水領域中的一個值得反復研究和實踐的話題。本文結合生產實際，提出通過回收排泥水，利用排泥水中的顆粒物質為低濁原水提供“聚核”，并優化混凝劑配比的方法解決實際問題，思路對相關水廠有一定指導意義。
鋁是一種人體非必須微量元素，但有醫學研究表明，長期攝入過量的鋁會引起營養不良、小兒小頭畸形、發育遲緩、老年癡呆、食欲減退、血液和心腦血管等疾病的發生，因此嚴格控制出廠水余鋁，是保障水質安全的重要指標之一。
受環境和地理位置影響，某市東部原水渾濁度常年較低，每年1-3月，受冷空氣影響，城鎮供水廠原水溫度降低，并處于低濁狀態，因原水缺少聚核，且水溫下降導致顆粒物碰撞概率降低，造成混凝效果差，絮體難以沉降，最終導致出水渾濁度、余鋁等參數偏高，影響供水安全。在冬季，原水水溫下降、低濁現象凸顯，水廠使用固態聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，但混凝效果欠佳，與其他季節相比，出廠水常有渾濁度及余鋁偏高現象，尤其在每年1月左右，出廠水出現余鋁偶有超內控標準情況。
低水溫低渾濁度情況下出廠水余鋁偏高的原因主要有以下兩方面：
（1）絮凝效果差，聚合氯化鋁（PAC）難以沉降。
在原水渾濁度最低僅為0.92NTU，溫度最低達10.9℃條件下，水廠投放的混凝劑聚合氯化鋁（PAC）難以完成電荷中和、吸附架橋等過程，成核效果差，由此在混凝沉淀過程中未能徹底反應生成絮體被濾池過濾截留，殘留的鋁離子進入清水池，造成出廠水余鋁偏高。有研究表明原水中的鋁和投加鋁鹽混凝劑后，經常規水處理工藝混凝-沉淀-過濾-消毒，仍有約11%的鋁含量殘留于出廠水中，在采用鋁鹽作為混凝劑的水廠中，其出水鋁含量有40%~50%高于原水鋁含量的機率，含量可達0.01~2.37mg/L。
（2）助凝劑成分含鋁，溶解鋁含量增加。
水廠預處理過程常采用石灰作為助凝劑調節原水pH值和堿度，增強混凝效果。而石灰成分中含鋁，溶于水后會增加溶解鋁的含量，有造成出廠水余鋁含量升高的風險。有研究表明：經石灰成分的測定，石灰本身成分含有鋁的化合物，其中Al2O3成分濃度最大值為2.14%，最小值為2.05%。投加石灰后使原水成堿性，增加了鋁的溶解度，過量的投加還會增加礬的消耗。故水中溶解鋁含量與石灰投加量的多少相關。
一般情況下，改善混凝效果的措施有兩類，一是啟用高錳酸鉀預氧化，通過產生水合二氧化錳改善吸附卷掃能力；二是投加石灰，提高pH值和聚核，壓縮雙電層并加速絮凝。前者因需投加高錳酸鉀，運營費用大幅度提高，后者過度投加將影響聚合氯化鋁（PAC）絮凝效果。因低濁原水應對問題的核心在于提高聚核含量，可考慮通過回收排泥水，并投加石灰以強化絮凝的方式，改善出水渾濁度及余鋁偏高問題。
回收排泥水，提高原水渾濁度
對于低水溫低渾濁度、原水顆粒物粒徑小、多為膠體，現有工藝難以形成易沉降大粒徑絮體的情況，改善沉淀池效果，提高原水渾濁度可達到去除污染物效果。將濾池反沖洗水、沉淀池排泥水根據原水渾濁度，按照10%~15%的回流比，回流至反應池，提高原水渾濁度，使原水渾濁度由2-5NTU提高至10NTU左右，回流污泥作為絮凝劑參與混凝反應，增加膠體顆粒運動和相互碰撞的機率，促進膠體凝聚成核。
優化藥劑投加量，強化助凝效果
措施前，該水廠石灰投加量約為2.8mg/L，聚合氯化鋁投加量約為3.2mg/L。有研究表明，石灰對膠體微粒有助凝作用且可使混凝劑處于適宜的pH值范圍。pH值過高不利于混凝反應，易造成溶解性鋁離子不能高效利用形成沉淀物，不利于濾前水余鋁控制,不適宜的pH值還可能增加礬的消耗。因此，通過燒杯實驗，優化得出石灰、聚合氯化鋁（PAC）的投加量，以確定實際生產過程中混凝劑、助凝劑的最加投藥量，合理優化水處理效果。最終將石灰投加量確定為3.0mg/L，聚合氯化鋁投加量確定在5.0~6.0mg/L，此時混凝效果最好，其反應后水處理效果最佳。
提高排泥頻次，保證沉淀池出水水質
為改善排泥水沉降性能，水廠將沉淀池排泥由常規24h/次強制改為8h/次，以避免沉淀池產生翻泥現象，使泥水更好的分離，增強沉淀效果，保障出水水質。
提高檢測頻次，反饋優化工藝參數
為應對低水溫低渾濁度原水帶來的水質風險，水廠制定《原水水質突變應急預案》，每年1-3月期間，水廠參照燒杯試驗結果，結合實際情況將石灰投加量控制在3.0mg/L左右，聚合氯化鋁（PAC）投加量控制在5.0~6.0mg/L范圍內。水質檢測人員對水廠原水、過程水、出廠水、管網水進行3次/日的余鋁檢測，對水廠其他水質指標進行2次/日的早晚監測，并對檢測結果進行對比分析，核算出平均值以便及時提供水質信息，作為運行人員調整投藥量及應對措施的依據，保障供水水質安全。
原水溫度下降低渾濁度期間，通過回收排泥水，提高原水渾濁度，強化助凝等一系列措施的應對，出廠水余鋁及渾濁度偏高的問題得到了全面解決。
出水渾濁度
原水溫度下降低渾濁度期間，措施前后全過程水渾濁度方面，出廠水及管網末梢水完全符合水廠內控標準和《生活飲用水衛生標準》GB5749-2006限制要求。
出水余鋁含量
原水溫度下降低渾濁度期間，措施前后全過程水余鋁含量方面，出廠水及管網末梢水完全符合水廠內控標準和《生活飲用水衛生標準》GB5749-2006限制要求，實踐證明采取的措施合理得當，可有效控制出廠水余鋁含量。
其他出水指標
目前，我國并沒有回用廢水運行的規范指導，原水低水溫低渾濁度期間，回收排泥水易引起懸浮物、重金屬和有機物含量高、生物穩定性差等風險，為考察是否對出水水質造成不利影響，其他原水及出廠水水質參數如表所示，出廠水均滿足《生活飲用水衛生標準》（GB5749—2006）限制要求。該結果說明水廠采取的應對措施科學有效，可保障供水水質安全。
針對每年1-3月本地水庫原水呈水溫低渾濁度低的特征，混凝反應單元因缺少聚核難以絮凝，易導致出水余鋁及渾濁度等偏高的問題，利用排泥水顆粒物含量高的特點，通過燒杯試驗優化得出適度回流排泥水提高原水渾濁度至10NTU左右，同時輔助投加石灰至3mg/L左右，并優化聚合氯化鋁（PAC）投加量為5.0~6.0mg/L，可有效改善原水絮凝效果。
長期運行實踐表明，原水平均渾濁度為1.57NTU，平均溫度18.2℃的情況下，基于燒杯試驗優化參數，可有效改善出廠水水質，在保證各項水質指標均滿足《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）前提下，出廠水和管網末梢鋁濃度分別降低了48.9%和43.1%；渾濁度分別降低了10.7%和85.4%。
回收排泥水易引起懸浮物、重金屬和有機物含量高、生物穩定性差等風險，回用排泥水時應注意過程水水質監測，并考察回用排泥水是否對出水水質造成不利影響。