隨著社會經(jing)濟(ji)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展，城市(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)排放量持續增加，我(wo)國(guo)水(shui)(shui)環境污(wu)(wu)染(ran)日(ri)趨嚴重。而要解決城市(shi)水(shui)(shui)污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)(de)(de)根本措施就是(shi)建設城市(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠。由于我(wo)國(guo)經(jing)濟(ji)尚不發(fa)達，為(wei)(wei)了緩解資金不足與環境污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)(de)(de)矛(mao)盾，在(zai)(zai)目前(qian)(qian)正興建或擬建的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠中，往往采用先建一(yi)級(ji)(ji)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)，以后再逐(zhu)步完善二(er)級(ji)(ji)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)策略。但以沉淀為(wei)(wei)主的(de)(de)(de)(de)一(yi)級(ji)(ji)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)有(you)(you)機物(wu)(wu)去(qu)除(chu)率(lv)較(jiao)低（BOD5去(qu)除(chu)率(lv)僅為(wei)(wei)20－30％左右），難以有(you)(you)效地控(kong)制水(shui)(shui)環境污(wu)(wu)染(ran)，為(wei)(wei)了提高其(qi)去(qu)除(chu)率(lv)，必須加以強化(hua)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠來(lai)看，由于第二(er)級(ji)(ji)生物(wu)(wu)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)單(dan)(dan)元能耗大(da)(da)，運(yun)行費用高，在(zai)(zai)目前(qian)(qian)資金缺乏的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)，相(xiang)當數(shu)量的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠經(jing)常單(dan)(dan)元能耗大(da)(da)，運(yun)行費用高，在(zai)(zai)目前(qian)(qian)資金缺乏的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)，相(xiang)當數(shu)量的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠經(jing)常處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)于停止運(yun)轉或半(ban)運(yun)轉狀態，實際處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)深度達不到(dao)設計要求(qiu)，使已投入的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)量資金沒有(you)(you)充分(fen)發(fa)揮其(qi)環境效益，因(yin)(yin)此在(zai)(zai)二(er)級(ji)(ji)生物(wu)(wu)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠中，也可以通過強化(hua)一(yi)級(ji)(ji)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)方法來(lai)減輕(qing)二(er)級(ji)(ji)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)負荷。正因(yin)(yin)為(wei)(wei)如此，近年來(lai)城市(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)強化(hua)一(yi)級(ji)(ji)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)技術已逐(zhu)漸引起國(guo)內外水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)程界的(de)(de)(de)(de)重視，成為(wei)(wei)新(xin)的(de)(de)(de)(de)研究熱點。

在(zai)本項研究中，主要(yao)(yao)對混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)法強(qiang)化(hua)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)一(yi)(yi)級處(chu)(chu)(chu)(chu)理技(ji)術進行(xing)了試驗探討(tao)。混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)法目前主要(yao)(yao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)于給(gei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理和部分工業廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理。在(zai)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理中，由于需要(yao)(yao)向廢水(shui)(shui)(shui)中投加大量的(de)混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)，導(dao)致污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理成(cheng)本較(jiao)高(gao)(gao)；另外污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)常常急劇變化(hua)，致使混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)投加量難以控制，從而限制了混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)法在(zai)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理領域中的(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)，一(yi)(yi)般(ban)僅應(ying)(ying)用(yong)(yong)于城(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)的(de)深度(du)處(chu)(chu)(chu)(chu)理中。近年來，隨著(zhu)化(hua)工工業迅速發展，出現(xian)了許多新型、高(gao)(gao)效、廉價的(de)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)；并且工業自(zi)動化(hua)技(ji)術在(zai)給(gei)排(pai)水(shui)(shui)(shui)領域的(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)越(yue)來越(yue)廣，可以按(an)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)指標自(zi)動投加混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)，因而混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)法與污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)生物處(chu)(chu)(chu)(chu)理法相比越(yue)來越(yue)具(ju)有競爭能力。筆(bi)者采用(yong)(yong)目前常用(yong)(yong)的(de)混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)(ning)劑(ji)聚合鋁強(qiang)化(hua)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠的(de)一(yi)(yi)級處(chu)(chu)(chu)(chu)理，并對該(gai)工藝與活(huo)性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥法工藝運(yun)行(xing)費用(yong)(yong)進行(xing)了經濟分析比較(jiao)。

一、試驗材料與方法

1、主要材料

本試驗(yan)研(yan)究為實驗(yan)室規模。試驗(yan)污水(shui)取自武漢市水(shui)質凈化廠初沉進水(shui)口：混凝劑采用聚合氯化鋁(lv)。

2、主要分析測試項目及方法
COD：重鉻酸鉀法
BOD5：稀釋倍(bei)數(shu)法(fa)

二(er)、反應(ying)時間對(dui)污(wu)水(shui)COD去除率的影響

向5個燒杯中加入0．8升污水，并(bing)加入聚合鋁（其投加量為15mg/l），反(fan)應時間(jian)分別(bie)為5min、10min、15min、20min；靜止(zhi)沉淀30分鐘后取其上清液(ye)測定COD值，并(bing)按式（1）計算(suan)廢水COD的去除率。

去除率(lv) Y=(CO-C)/CO×100％ （1）

式中：CO－－處理前廢水的COD值（mg/l）
C－處理后廢水(shui)的COD值（mg/l）:

在(zai)試驗(yan)過(guo)程中(zhong)可觀察到：向污(wu)水中(zhong)投加(jia)聚(ju)合鋁(lv)后(hou)，生成絮(xu)體(ti)較快，大約在(zai)5分鐘左(zuo)右大部分絮(xu)體(ti)已(yi)生成。從(cong)圖1可知，在(zai)反(fan)應時(shi)間為5min－30min范圍內(nei)，廢水COD去(qu)除率在(zai)63－74％之間，有機物去(qu)除率相差不大。在(zai)15min左(zuo)右反(fan)應已(yi)基本達到完全(quan)，最(zui)佳反(fan)應時(shi)間宜取(qu)為15min，故在(zai)以下試驗(yan)中(zhong)反(fan)應時(shi)間均取(qu)15min。

三(san)、污(wu)水濃(nong)度及混凝劑(ji)投加量對COD去除率的影(ying)響(xiang)

1、試驗方法同上，只不過反應時間均為(wei)15min，原水COD值不同且聚合鋁的投(tou)加量不同。

2、試驗結果

采用以上試(shi)(shi)驗方法，對(dui)不同(tong)濃(nong)(nong)度污水(shui)(shui)進行(xing)混凝(ning)沉淀試(shi)(shi)驗，改(gai)變混凝(ning)劑投(tou)加量。所得試(shi)(shi)驗結(jie)果見圖(tu)2。（在圖(tu)2中，以聚合(he)鋁的(de)投(tou)加量為(wei)橫坐(zuo)標(biao)，COD去(qu)除(chu)率(lv)為(wei)縱坐(zuo)標(biao)，繪出在不同(tong)污水(shui)(shui)濃(nong)(nong)度下，聚合(he)鋁的(de)投(tou)加量與COD去(qu)除(chu)率(lv)之間的(de)關系曲(qu)線。）

3、試驗結果分析

（1）從圖2中可(ke)(ke)知(zhi)，隨(sui)著聚合鋁投加(jia)量(liang)(liang)的(de)增(zeng)(zeng)大(da)，COD去(qu)除率也隨(sui)之增(zeng)(zeng)加(jia)。并且在(zai)投加(jia)量(liang)(liang)低于(yu)15mg/l時，COD去(qu)除率增(zeng)(zeng)長較快。同(tong)(tong)時從圖中也可(ke)(ke)看出，在(zai)達(da)到同(tong)(tong)樣去(qu)除率的(de)情(qing)況(kuang)下，對(dui)于(yu)不同(tong)(tong)濃度(du)的(de)原水(shui)，由于(yu)其中所含膠體(ti)有機物的(de)量(liang)(liang)不同(tong)(tong)，因而所需聚合物的(de)投加(jia)量(liang)(liang)也不同(tong)(tong)。在(zai)COD去(qu)除率相(xiang)同(tong)(tong)的(de)情(qing)況(kuang)下，根(gen)據圖2，可(ke)(ke)圖解原水(shui)濃度(du)不同(tong)(tong)時相(xiang)應的(de)聚合鋁投加(jia)量(liang)(liang)，所得結果見(jian)表(biao)1。

對于不(bu)同(tong)的污(wu)水濃度COD去除率相同(tong)時聚合(he)鋁相應的投加量 （單位：mg/l）表(biao)1

污水濃度（mg/l） 74．37 103．05 116．28 122．24 161．41
去
除
率（％） 45 － 6 7．8 6 3
50 4 7 8．8 7．8 5
55 5．6 8．2 9．8 10 9．4
60 7 9．8 10．8 14 13
65 8．5 11．2 12 　 15
70 　 13 13．2 － －

（2）污(wu)水(shui)中(zhong)的有(you)(you)(you)機(ji)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)按其物(wu)(wu)(wu)理形態(tai)，可分為(wei)懸(xuan)(xuan)浮(fu)性(xing)(xing)、膠(jiao)體(ti)性(xing)(xing)和溶解性(xing)(xing)三類有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)。混(hun)凝(ning)法的主要去(qu)(qu)除(chu)(chu)對象(xiang)為(wei)膠(jiao)體(ti)狀(zhuang)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)。若已知某污(wu)水(shui)中(zhong)懸(xuan)(xuan)浮(fu)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)的量，則混(hun)凝(ning)法所(suo)去(qu)(qu)除(chu)(chu)的有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)總量為(wei)所(suo)有(you)(you)(you)懸(xuan)(xuan)浮(fu)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)與混(hun)凝(ning)沉(chen)淀(dian)所(suo)去(qu)(qu)除(chu)(chu)膠(jiao)體(ti)狀(zhuang)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)的總和，由(you)此(ci)可算得某污(wu)水(shui)去(qu)(qu)除(chu)(chu)1mg膠(jiao)體(ti)狀(zhuang)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)所(suo)需(xu)混(hun)凝(ning)劑投加(jia)(jia)量。如對于原水(shui)COD為(wei)103．05mg/l 的污(wu)水(shui)而(er)言，經測這其中(zhong)懸(xuan)(xuan)浮(fu)性(xing)(xing)ＣＯＤ占23％，則對該污(wu)水(shui)而(er)言，去(qu)(qu)除(chu)(chu)1mg膠(jiao)體(ti)性(xing)(xing)COD所(suo)需(xu)混(hun)凝(ning)劑投加(jia)(jia)量為(wei)0．257mg，詳細(xi)計算過(guo)程(cheng)參見表(biao)2。

（3）對原水(shui)COD值為74．37mg/l、116．28mg/l、122．04mg/l、161．41mg/l的(de)廢水(shui)而(er)言(yan)（經測定(ding)其(qi)中懸浮性有機物所(suo)占(zhan)的(de)比例分(fen)別為21％、28％、30％和(he)32％），參照表2的(de)計(ji)算方法，經計(ji)算得到平均(jun)去除(chu)1mg膠(jiao)(jiao)(jiao)體性COD所(suo)需(xu)的(de)混凝劑(ji)投加量(liang)分(fen)別為0．240mg/l 、0．275mg/l、0．340mg/l和(he)0．250mg/l，取(qu)其(qi)平均(jun)值為0．272mg/mg膠(jiao)(jiao)(jiao)體COD。故對武漢市水(shui)質(zhi)凈(jing)化廠進水(shui)而(er)言(yan)，混凝劑(ji)的(de)投量(liang)指標可定(ding)為0．272mg/mg膠(jiao)(jiao)(jiao)體COD。

3、聚合(he)鋁投加量的確定

聚合鋁的(de)(de)投(tou)加(jia)量應根據(ju)污水的(de)(de)進水水質(zhi)以及所要達到(dao)的(de)(de)處理程(cheng)度來(lai)確定。參(can)照(zhao)上述試(shi)驗分析結果(guo)可(ke)計算得出不同濃度的(de)(de)污水其(qi)相應的(de)(de)聚合鋁投(tou)加(jia)量，所得結果(guo)見表(biao)3。

去除單位數(shu)量(liang)的膠體狀COD所需聚合鋁投加(jia)量(liang)分(fen)析表

表2

總COD去除率（％） 45 50 55 60 65
膠體狀COD去除率（％） 22 27 32 37 42
膠體狀COD 去除量（mg/l） 22．67 27．82 33 38．12 43．28
聚合鋁投加量（mg/l） 6 7 8．2 9．8 11．2
平均投藥量C（mg/mg膠體COD） 0．265 0．252 0．248 0．257 0．259
C的平均值（mg/mg膠體(ti)COD） 0．257

聚合鋁投加量的確定

表3

進水BOD5值（mg/l） 60 80 100 120 150
進水COD值（mg/l） 86 140 195 250 330
強化一級處理COD去除率（mg/l） 65 65 65 50－65＊ 50－65＊
強化一級處理出水COD值（mg/l） 30 49 68 87－125 115－165
相應出水BOD5值（mg/l） 18．7 24．0 29．0 35－45 42－56
去除膠體狀COD值（mg/l） 28 46 64 42－82 56－109
聚合鋁(lv)投加量（mg/l） 8 13 18 11－22 15－30

從表3中的分析結果可(ke)看出(chu)，當進水BOD5值(zhi)低于100mg/l時(shi)，經過(guo)混凝(ning)一級(ji)(ji)(ji)強化(hua)(hua)處理后，出(chu)水即可(ke)達(da)到(dao)《污水綜合排(pai)放(fang)標準》（GB8978－1996）中規(gui)定的一級(ji)(ji)(ji)或二級(ji)(ji)(ji)排(pai)放(fang)標準。當進水BOD5值(zhi)在100－150mg/l之間時(shi)，經過(guo)混凝(ning)處理后，出(chu)水達(da)不到(dao)排(pai)放(fang)標準，因此還需在一級(ji)(ji)(ji)強化(hua)(hua)的基(ji)礎上進一步進行二級(ji)(ji)(ji)處理。

四(si)、運(yun)行費用經濟分析(xi)

以武漢市水(shui)質(zhi)凈化廠設計進(jin)水(shui)水(shui)質(zhi)（BOD5值(zhi)為(wei)150mg/l）和目前實(shi)際進(jin)水(shui)水(shui)質(zhi)（BOD5值(zhi)為(wei)50－80mg/l）為(wei)例，分別(bie)確定出各自采(cai)用強化一級處理(li)工藝流程時所需運行(xing)費用，并(bing)與該廠原有工藝流程（活性污泥工藝）進(jin)行(xing)比較。

經濟分析比較

進水BOD5值（mg/l） 工藝流程 聚合鋁投加量（mg/l） 運行費用（萬元／年）
80 原有工藝流程 ／ 230．21
混凝強化一級處理＋沉淀原有工藝流程 13取15 53．90
150 原有工藝流程 ／ 399．25
混凝強化一(yi)級(ji)處理(li)＋活性污泥法 15 283．27

五、結論
1、從表(biao)4中可以看出(chu)，進水(shui)濃(nong)(nong)度較低時，采用混(hun)凝強化一(yi)級處(chu)理工(gong)藝(yi)，其運行費(fei)用僅(jin)為原有工(gong)藝(yi)的23％左右；并且其工(gong)藝(yi)流程簡單(dan)、處(chu)理單(dan)元(yuan)少(shao)、操(cao)作(zuo)管(guan)(guan)理較方便。且在這種進水(shui)濃(nong)(nong)度偏低的情況下，采用活(huo)性(xing)污泥(ni)法(fa)有機負荷(he)偏低，活(huo)性(xing)污泥(ni)生長不(bu)良，不(bu)僅(jin)運行費(fei)用高，也給運行管(guan)(guan)理帶(dai)來不(bu)便。因此，對于進水(shui)濃(nong)(nong)度較低的污水(shui)，采用混(hun)凝強化一(yi)級處(chu)理工(gong)藝(yi)較適宜。

2、當進水(shui)濃(nong)度較高時(shi)，采用(yong)混凝強化(hua)一級處理＋活(huo)性(xing)污(wu)(wu)泥工(gong)藝，其運(yun)(yun)行(xing)費用(yong)僅為原有(you)工(gong)藝的(de)(de)70％左右。并且在污(wu)(wu)水(shui)廠(chang)建設(she)與(yu)(yu)運(yun)(yun)行(xing)中還(huan)具有(you)很強的(de)(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。當污(wu)(wu)水(shui)濃(nong)度低于設(she)計值(zhi)或在資金(jin)不(bu)足的(de)(de)情況(kuang)下，僅建設(she)、運(yun)(yun)行(xing)強化(hua)一級處理工(gong)藝流(liu)程(cheng)，適當增加(jia)混凝劑的(de)(de)投(tou)加(jia)量(liang)，即可(ke)使出(chu)水(shui)中的(de)(de)有(you)機物大(da)大(da)降(jiang)低，在一定程(cheng)度上可(ke)以緩解資金(jin)不(bu)足與(yu)(yu)環(huan)境污(wu)(wu)染日趨(qu)嚴重(zhong)的(de)(de)矛盾。當污(wu)(wu)水(shui)濃(nong)度達到設(she)計值(zhi)并且資金(jin)充足的(de)(de)情況(kuang)下，再在此基礎(chu)上建設(she)、運(yun)(yun)行(xing)二級處理工(gong)藝，可(ke)使用(yong)限的(de)(de)資金(jin)充分發揮其環(huan)境效益、經濟效益與(yu)(yu)社會效益。

3、采用混凝強化一級處理工藝，對我國許多南方城市污水處理廠較為適宜，如武漢、桂林、廣州等地的城市污水處理廠目前實際進水有機物濃度均遠小于設計值，采用活性污泥工藝并不適宜，因此可先建強化一級處理工藝。在今后管網逐步趨于完善、進水濃度有可能提高時，再在此基礎上增設二級處理工藝（如活性污泥法，生物接觸氧化法），這對經濟尚不發達而環境污染又較嚴重的我國，具有十分重要的現實意義。
 

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