摘要：本实验采用混凝沉淀法处理二沉池出水，进一步去除水样中的有机物、磷和细菌，以达到水质优化的目的。通过投加消石灰、聚合氯化铝、三氯化铁等试剂，分析pH值、总磷(TP)、化学需氧量(COD)和细菌指标，找到最佳的处理试剂及其投加量。经实验确定，消石灰单独投加的最佳投药量为500mg/L，综合考虑处理效果和经济因素投药量为500mg/L的消石灰与15mg/L的三氯化铁联合投加时最佳。

　　关键词：水质优化;混凝沉淀;最佳投药量

　　对城市污水厂二沉池出水，相应的深度处理回用工艺可将化学需氧量、总磷、氨氮等进一步降低到一定程度之内。对二沉池出水水质进行优化，是对二沉池出水的后续处理，一方面可以作为活性污泥系统正常运行的参考，另一方面也可以提高出水水质，使排出的污水达到回用水的标准，既减少了污水的排放，又可节约用水。

　　本实验的目的是进行水质优化处理，找到最经济可行的水质优化方案。通过投加消石灰、铝盐、铁盐等絮凝剂，经混凝搅拌，静置沉淀后监测上清液常用水质指标，分析pH值、总磷、化学需氧量和细菌等指标的剩余浓度和去除率，找到最佳的处理试剂及其投药量。确定出最经济可行的工艺优化二沉池出水，使优化后出水完全满足回用水的水质要求。

　　1 实验部分

　　1.1 废水水质

　　水样来自于太原市北郊污水净化厂的二沉池出水。出水水质生化需氧量(BOD5)为9.00 mg/L，COD为91.90 mg/L，氨氮(NH+-N)为1.78 mg/L，悬浮固体(SS)为0.22 mg/L，TP为1.87mg/L，pH值为7。

　　1.2 仪器和材料

　　仪器：分析天平(上海精密科学仪器有限公司);JJ-4型混凝搅拌仪器(常州国华电器有限公司);721型分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);加热电炉;具塞比色管;全玻璃回流装置;酸式滴定管;SHX-150型智能生化培养箱(上海华连医疗器械有限公司);高压蒸汽灭菌锅(北京市永光明医疗仪器厂);无菌操作台(哈尔滨市东联公司)。

　　材料：消石灰;聚合氯化铝;三氯化铁;浓硫酸;硝酸;氢氧化钠;酒石酸钾钠;磷酸二氢钾;钼酸铵;抗坏血酸;酚酞;无水乙醇;重铬酸钾;硫酸亚铁铵;硫酸银;硫酸汞;试亚铁灵;氯化钠;以上均为分析纯。牛肉膏;琼脂;蛋白胨。

　　1.3 分析项目及测定方法

　　作为二沉池出水水质常规监测项目，本实验中所需监测的主要指标包括有：pH值，TP，NH+-N，COD和细菌。其中二沉池出水的NH+-N已经降至可回用的浓度标准，故本实验不再对NH+-N进行监测。

　　pH值：试纸法;TP：分光光度法，采用此法时，需要对待测水样进行消解，采用的是硝酸-硫酸消解法;COD：用重铬酸钾法;细菌菌群总数：平板计数法。

　　1.4 实验方法

　　本实验是采用消石灰对二沉池出水做混凝沉淀处理，以达优化二沉池出水水质的目的。在实验过程中，向水样分别投加不同量的消石灰试剂，快搅1分钟,慢搅5分钟，然后静置30分钟，取上层清液,然后测定处理后水样的pH值,COD,TP和细菌等指标的剩余浓度和去除率，分析处理效果。同样步骤再分别投加不同量的聚合氯化铝，三氯化铁，消石灰和三氯化铁，对处理效果进行对比，找到最佳的投加试剂和投加量。总的说来可分为三个步骤：混凝沉淀→静置分离→分析上清液水质指标→实验结果讨论。

　　2 实验结果与讨论

　　2.1 消石灰最佳投药量

　　图1 投加不同量消石灰后

　　总磷和COD的剩余浓度

　　由上图1可看出，投加不同用量消石灰时，随着消石灰投加量的不断加大，COD和TP的剩余浓度不断地降低，去除率加大。由此可见消石灰用量越大，处理效果越好，但需注意，消石灰显碱性，随其投加量的不断加大，pH值从也7不断加大到12。从理论上来说，水样的硬度也势必加大，这些会在水样的后续处理，排放和回用过程中产生更多新的问题;从经济的角度来说，也是极不划算的，分析比较后，可得出结论，若单独投加消石灰一种药品时，最佳投药量在500mg/L，此时，COD浓度降至44.4mg/L，去除率达51.7%，TP浓度降至0.15mg/L，去除率达92%，都已达到二沉池水质优化的目的，可作回用水使用。

　　2.2 聚合氯化铝最佳投药量

　　图2 投加不同量聚合氯化铝后

　　总磷和COD的剩余浓度

　　由图2可看出，投加不同用量聚合氯化铝时，随着聚合氯化铝投加量的不断加大，COD和TP的剩余浓度不断地降低，但当加到一定用量后，COD和TP的剩余浓度反而上升，由此可见聚合氯化铝用量有一个最佳值，其值为600mg/L，投加此间最佳值的聚合氯化铝时，处理效果较好。此时，COD的剩余浓度降至30mg/L，去除率达67.5%，TP的剩余浓度降至0.15mg/L左右，去除率达92%。且pH值一直可保持在6左右。

　　2.3 三氯化铁最佳投药量

　　图3 投加不同量三氯化铁后

　　总磷和COD的剩余浓度

　　由图3可看出，投加三氯化铁情况与聚合氯化铝类似，随着三氯化铁投加量的不断加大，COD和TP的剩余浓度不断地降低，加到一定用量后，COD和TP的剩余浓度反而上升，三氯化铁最佳值为350mg/L。此时，COD的剩余浓度降至48.2mg/L，去除率达47.6%，TP的剩余浓度降至0.06mg/L，去除率达96.8%，且pH值一直可保持在6左右。

　　2.4 消石灰与三氯化铁联合投加最佳投药量

　　综合上述三组实验结果后，分析得出：从最佳用量和处理效果上来看，三氯化铁是所有单独投加药品里面最好的。但是从经济的角度来说，投加400mg/L的三氯化铁，费用并不如投加500mg/L消石灰划算。进而考虑进行了消石灰与三氯化铁联合投加的第四组实验。此时，投加消石灰用量均为300mg/L，但三氯化铁用量不一。

　　图4 300mg/L消石灰和不同含量三氯化铁

　　联合投加后总磷和COD的剩余浓度

　　实验效果如上图4，COD和TP的剩余浓度虽缺乏较为明显的规律，但COD和TP的剩余浓度都比其单独使用时效果要理想得多，COD的剩余浓度都已降至60mg/L以下，最好可达28mg/L，TP的剩余浓度也降至0.2mg/L左右，达国家一级排放标准，可回用，用于景观水。故300mg/L消石灰和15mg/L三氯化铁联合投加使用是最为理想的二沉池出水水质优化药品。

　　2.5 水样处理最佳静置时间

　　图5 静置不同时间细菌的

　　菌群总数和去除率

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