目錄
摘要 …………………………………………………………………………………………2
關(guān)鍵詞 ………………………………………………………………………………………2
引言 …………………………………………………………………………………………2
1.材料與方法 ………………………………………………………………………………2
1.1 試驗(yàn)器具與試劑 ………………………………………………………………………2
1.2 污水水量與水質(zhì) ………………………………………………………………………2
1.3 試驗(yàn)方法 ………………………………………………………………………………2
1.4 COD_cr的測(cè)定方法步驟 …………………………………………………………………3
1.4.1 裝置及配件 …………………………………………………………………………3
1.4.2 試劑 …………………………………………………………………………………3
1.4.3 測(cè)試步驟 ……………………………………………………………………………3
1.4.4 滴定法   ……………………………………………………………………………3
2 結(jié)果與討論 ………………………………………………………………………………3
2.1硫酸鋁去除CODcr的效果 ……………………………………………………………^.3
2.1.1 pH值對(duì)CODcr去除率的影響 ……………………………………………………^...3
2.1.2 硫酸鋁加入量對(duì)CODcr去除率的影響……………………………………………^..4
2.2 超聲波對(duì)去除CODcr的效果 …………………………………………………………5
2.3 PAC去除CODcr的效果    ……………………………………………………………5
2.3.1 pH值對(duì)CODcr去除率的影響 ………………………………………………………5
2.3.2 PAC投加量對(duì)CODcr去除率的影響  ………………………………………………6
3 結(jié)論與討論  ……………………………………………………………………………^...7
4.致謝  ………………………………………………………………………………………8
5.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………8
6.abstract............................................................... 9
表一 pH值對(duì)CODcr去除率的影響.............................................4
圖一 pH值對(duì)COD去除率的影響...............................................4#p#分頁標(biāo)題#e#
表二 硫酸鋁加入量對(duì)CODcr去除率的影響......................................5
圖二 混凝劑加入量對(duì)COD去除率的影響........................................5
表三 超聲波對(duì)CODcr去除率的影響............................................5
圖三 pH值對(duì)CODcr去除率的影響.............................................6
表四 pH值對(duì)CODcr去除率的影響.............................................6
表5  PAC加入量對(duì)CODcr去除率的影響........................................7
 
 
 
 
 
 
摘要：校園生活污水已成為一個(gè)主要的污染源的區(qū)域地表水。本研究用硫酸鋁，聚合氯化鋁和超聲處理安徽科技學(xué)院的污水。結(jié)果表明：硫酸鋁在pH值為11，加入量3mg/100mL水樣條件下COD去除率86.4%；超聲波在50Hz，30min條件下COD去除率57.6%；聚合氯化鋁在pH值為7，加入量250 mg/L條件下去除率為70.9%。硫酸鋁和聚合氯化鋁處理的PH值范圍較廣，超聲可顯著降低處理污水的化學(xué)需氧量，它提供了一種新的方法處理小區(qū)生活污水。
關(guān)鍵詞：硫酸鋁；聚合氯化鋁；超聲波；生活污水 
隨著G民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，眾多小區(qū)如生活小區(qū)和校園等排放的廢水對(duì)城市水環(huán)境自凈的負(fù)荷越來越大。生活污水不僅排放量大，而且它的成分復(fù)雜，含有大量得有機(jī)物和細(xì)菌。如果不經(jīng)處理而任其排放，不僅會(huì)使天然水體受到污染，而且污水中細(xì)菌得傳播還直接影響人們的身體健康。另外，隨著水資源消耗量的日益增加，生活污水的回用也被提到重要議事日程，處理廢水的再利用（沖洗廁所,綠化和景觀用水等），既減少了供水量，又減少了同等排污量，提高了水資源有效利用率和重復(fù)使用率，對(duì)于中水回用和市容有著現(xiàn)實(shí)的意義和迫切性。
目前，生活污水的處理多采用生物的方法，但處理過程復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，工作量較大，而且對(duì)于高校來說運(yùn)行成本較高?；炷两捣?sup>[1-7]處理生活污水的效果雖好，但耗時(shí)較長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)采用超聲波混凝沉降法^[8-9]處理校園生活污水，利用超聲波的輻射來破壞污水中有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，加快CODcr的去除，為小范圍生活污水的處理提供參考。
1 材料與方法
1.1　試驗(yàn)器具與試劑
試驗(yàn)器具：XJ-1型COD消解裝置（廣東省環(huán)境保護(hù)儀器設(shè)備廠）、數(shù)字酸度計(jì)（PHS-25，雷磁儀器廠）、SHZ-88-1臺(tái)式水浴恒溫振蕩器（太倉市光明實(shí)驗(yàn)儀器分析廠）、電子分析天平（ES-180J-4，上海儀器廠）、50mL酸式滴定管、錐形瓶、移液管、消化管、容量瓶等。
試劑：重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液、試亞鐵靈指示劑、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液、濃硫酸、稀硫酸、氫氧化鈉溶液、聚合氯化鋁，消化液（稱取9.80g重鉻酸鉀，50.0g硫酸鋁鉀，10.0g鉬酸銨溶解于500mL水中,加入200mL濃硫酸，冷卻后，轉(zhuǎn)移**1000mL容量瓶中，用水稀釋**標(biāo)線。該溶液重鉻酸鉀濃度為0.2mol/L.）、硫酸銀等。
1.2　污水水量與水質(zhì)
污水水量按用水定額的80%計(jì)算，學(xué)校用水群體主要是師生員工。根據(jù)生活用水量定額規(guī)定，有住宿的高等學(xué)校用水為100-200L/學(xué)生·d，時(shí)變化系數(shù)2.0-1.5，取綜合用水指標(biāo)為200L/學(xué)生·d，時(shí)變化系數(shù)為1.5。辦公室用水定額30-50L/人·班，取辦公樓用水定額為40L/人·班，規(guī)劃學(xué)生數(shù)14000人，老師800人，則污水量為1898.7m3/天。
校園污水采用食堂廢水和師琴湖水按1:1配制而成，化學(xué)需氧量CODcr測(cè)得為448mg/L。
1.3　試驗(yàn)方法
在一系列100mL水樣中，按不同因素和水平用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)pH、投入混凝劑，進(jìn)行攪拌后，靜置沉降，取上清液測(cè)COD_cr值，同時(shí)做空白溶液一份；取100mL水樣放于超聲波清洗機(jī)中，(50Hz,30min)對(duì)水樣進(jìn)行處理，測(cè)上清液的CODcr值，同時(shí)做空白溶液一份?？疾斐暡▽?duì)CODcr去除率的影響。
1.4 COD_cr的測(cè)定方法及步驟
1.4.1裝置及配件：XJ-1型COD消解裝置、消化管
1.4.2試劑：重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/6K₂Cr₂O₇=0.0500mol/L）、試亞鐵靈指示劑、消化液、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂﹒6H₂O≈0.05mol/L]、催化劑（稱取8.8g硫酸銀溶解于1升的濃硫酸中，搖勻）、10%H₂SO₄（取50mL蒸餾水，緩慢加入10mL濃硫酸，冷卻后定容**100mL）。
1.4.3測(cè)試步驟：
a、檢查XJ-1型消解裝置的指示溫度值是否穩(wěn)定在165℃。
b、準(zhǔn)確吸取均勻水樣3.00mL置于消化管中，準(zhǔn)確加入1.00mL10% H₂SO₄、3.00 mL消化液、5.00 mL催化劑，搖勻。
c、旋緊密封蓋依次將消化管插入已到達(dá)165℃的COD消解裝置恒溫體孔中，將撥動(dòng)開關(guān)撥**“工作”位，按“清零”鍵，此時(shí)水樣開始進(jìn)行定時(shí)，定溫催化消解工作。
d、當(dāng)定時(shí)器發(fā)出呼叫信號(hào)時(shí)，整個(gè)消解過程完畢，將消化管按順序從裝置中取出，待冷卻后，用滴定法測(cè)出COD值。
1.4.4滴定法
a、將樣液轉(zhuǎn)移到150mL錐形瓶中，用20mL蒸餾水分三次沖洗消化管，沖洗液并入錐形瓶中，加入2—3滴試亞鐵靈指示劑用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色**紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，計(jì)算出COD值。
b、計(jì)算：
式中：V#p#分頁標(biāo)題#e#₀—空白消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量（mL）。
      V₁—水樣消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量（mL）。
      V₂—水樣體積（mL）。
      C—硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）。
      8—氧（1/2O）摩爾質(zhì)量（g/moL）
2　結(jié)果與討論
2.1硫酸鋁去除CODcr的效果
2.1.1 pH值對(duì)CODcr去除率的影響
取5份100mL水樣，分別用稀硫酸或氫氧化鈉控制為不同的pH值，再各加入3mL硫酸鋁（10g硫酸鋁加入100mL蒸餾水中配成的溶液）混凝劑，測(cè)上清液的CODcr值。觀察pH值對(duì)CODcr去除率的影響，結(jié)果見表1。
 
 
 
 
 
 
 
表1  pH值對(duì)CODcr去除率的影響
Table 1 Effect of pH on removal rate of  CODcr

pH	p(CODcr)　(mg/L)	CODcr去除率?。?/td>
5	140	68.8
7	123	72.5
9	80	82.1
11	60	86.6
13	62	86.2

注：原水CODcr值為448 mg/L。

由表1、圖1知，pH值在10-13時(shí)，混凝劑對(duì)廢水CODcr去除效果較好，試驗(yàn)時(shí)絮體沉降速度明顯較快。這是因?yàn)槲鬯械哪z體物質(zhì)通常帶負(fù)電，而混凝劑中含有大量的Al³⁺等離子，在**佳pH值范圍內(nèi)，Al³⁺離子水解成單核及多核羥基絡(luò)離子，具有電中和能力，能吸附微粒以壓縮雙電層使微粒脫穩(wěn)，加之鋁鹽作為混凝劑在水處理過程中能夠網(wǎng)捕絮凝，應(yīng)此具有較好的混凝效果。
2.1.2　硫酸鋁加入量對(duì)CODcr去除率的影響
混凝劑硫酸鋁的加入量關(guān)系到沉淀的完全與否，及處理成本，所以需確定其**適合的用量。取5份100mL水樣，分別用稀鹽酸或氫氧化鈉控制為pH值為11,僅改變混凝劑加入量，測(cè)上清液的CODcr值。觀察混凝劑加入量對(duì)CODcr去除率的影響，結(jié)果見表2。
 
 
 
 
 
表2  硫酸鋁加入量對(duì)CODcr去除率的影響
       Table 2  Effect of flocculation agent amount on removal rate of CODcr

混凝劑的加入量mL/100mL	p(CODcr) (mg/L)	CODcr去除率/％
1	85	81.0
2	72	83.9
3	61	86.4
4	73	83.7
5	81	81.9

 

 
由表2、圖2表明，混凝劑加入量在3mg左右時(shí)，CODcr去除率有一個(gè)**大值。這是因?yàn)榛炷齽┘尤肓可贂r(shí)，混凝不充分，而混凝劑用量大時(shí)，廢水中微粒被過多的混凝劑所包圍，失去同其他微粒結(jié)合的機(jī)會(huì)，達(dá)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)，不易混凝，因而混凝效果變差。
2.2　超聲波對(duì)去除CODcr的效果
取100mL水樣放于超聲波清洗機(jī)中，(50Hz,30min)對(duì)水樣進(jìn)行處理，測(cè)上清液的CODcr值?？疾斐暡▽?duì)CODcr去除率的影響，結(jié)果見表3。
表3　　超聲波對(duì)CODcr去除率的影響
Table 3  Effect of ultrasonic wave on removal rate of CODcr

	未超聲波處理	超聲波處理
p(CODcr) (mg/L)	448	190
CODcr去除率/％	19.5%	57.6%

表3表明，運(yùn)用超聲波清洗器對(duì)污水進(jìn)行處理，與未處理的生活污水進(jìn)行比照，超聲波清洗器對(duì)污水中CODcr的去除有非常顯著的效果。#p#分頁標(biāo)題#e#
2.3 PAC去除CODcr的效果^[10-11]
2.3.1 pH值對(duì)CODcr去除率的影響
取5份100mL水樣，分別用稀鹽酸或氫氧化鈉控制為不同的pH值（3、5、7、9、11），再各加入PAC200mg/L，振蕩30min，靜止沉降，測(cè)上清液的CODcr值。不同水平測(cè)定結(jié)果見表4、圖3。
表4  pH值對(duì)CODcr去除率的影響
Table 4 Effect of pH on removal rate of  CODcr

pH	p(CODcr)　(mg/L)	CODcr去除率?。?/td>
3	221.312	50.6
5	138.432	69.1
7	96.32	78.5
9	163.968	63.4
11	224.896	49.8

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
從圖由表4、圖3可知，pH值對(duì)COD去除量存在較大影響,且存在一個(gè)**佳值。使用PAC作絮凝劑，pH值在5-9之間時(shí)COD去除率有**大值。如果pH低于7或者高于7,COD的去除率均會(huì)下降。
2.3.2 PAC投加量對(duì)CODcr去除率的影響
取7份100mL水樣，分別用稀鹽酸或氫氧化鈉控制為pH值為7，再分別加入PAC50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L、350mg/L振蕩30min，靜止沉降，測(cè)上清液的CODcr值。不同水平測(cè)定結(jié)果見表5、圖4。
 
 
 
 
 
 
 
 
表5  PAC加入量對(duì)CODcr去除率的影響
       Table 5  Effect of flocculation agent amount on removal rate of CODcr

PAC加入量 mg/L	CODcr去除率/％
50	55.1
100	60.6
150	64.4
200	69.7
250	70.9
300	68.2
350	63.5

由表5知，結(jié)果表明PAC投入量對(duì)COD去除量的影響與pH類似，即PAC投入量存在**佳值，隨著PAC投入量的增加，COD去除效率是先升后降。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，PAC投入量超過250 mg/L時(shí)，絮凝效果下降。在適宜的pH和絮凝劑劑量條件下，PAC水解多聚體及凝聚產(chǎn)生的次生粗大顆粒表面上極性活性部位與正、負(fù)離子發(fā)生強(qiáng)烈吸引。加入PAC初期使微粒表面電位降低，微粒間表面斥力下降，廢水中微粒開始絮凝，隨著PAC投入量的增加，微粒表面開始電位上升，斥力增加，使絮凝效果變差。說明在廢水處理過程中過多投加PAC不僅降低處理效果，而且增加廢水處理的成本。
3  結(jié)論與討論
1.硫酸鋁在pH值為11，加入量3mg/100mL水樣條件下COD去除率86.4%；超聲波在50Hz，30min條件下COD去除率57.6%；聚合氯化鋁在pH值為7，加入量250 mg/L水樣條件下COD去除率70.9%。硫酸鋁的效果**好，聚合氯化鋁次之，超聲波效果較差，但作為廢水前處理效果明顯。
2. 在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)PAC具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)水性廣泛。（2）易快速形成大的礬花，沉淀性能好。（3）適宜的pH值范圍較寬（5－9間），且處理后水的pH值和堿度下降小。（4）水溫低時(shí)，仍可保持穩(wěn)定的沉淀效果。（5）堿化度比其它鋁鹽、鐵鹽高，對(duì)設(shè)備侵蝕作用小。
3.絮凝劑在使用過程中存在投加量大、產(chǎn)生的污泥量大、絮體較松散、含水率很高、污泥脫水困難、殘留在水中的鋁離子會(huì)導(dǎo)致二次污染、鐵離子會(huì)對(duì)設(shè)備有腐蝕作用、運(yùn)行費(fèi)用高等諸多缺點(diǎn)，從而制約了其發(fā)展。故在使用的過程中因添加一些有機(jī)高分子絮凝劑，增強(qiáng)其沉淀性能，但價(jià)格昂貴。因此未來研究的關(guān)鍵在于如何優(yōu)化性能，克服缺點(diǎn)，尋求高效、廉價(jià)、環(huán)保始終是絮凝劑研制的目標(biāo)。
 
 
 
 
 
 

 
Study on the Campus Domestic Sewage Treatment by Aluminum Sulfate, PAC and Sonication
Student majoring in Environment Science   
Tutor    
Abstract：Campus domestic sewage has become a major pollutant source of the regional surface water.The present study use aluminum sulfate, PAC and sonication disposing of the sewage of Anhui Science and Technology University.The results showed that: under the condition that aluminum sulfate is at pH 11 and the quantity is 3mg/100mL ,the removal rates of COD is 86.6%; under the condition that ultrasound is in 50Hz and the reacting time is 30min,the removal rates of COD is 57.6% ; under the condition that PAC is at pH 9 and the quantity is 250mL/100mL,the removal rates of COD is 70.9%. Aluminum sulfate and PAC has a wide range of pH values, ultrasound can significantly reduce the COD of water and it offers a new method to treat the district sewage.#p#分頁標(biāo)題#e#
Key words: aluminum sulfate; PAC; ultrasonic wave; domestic sewage;