目錄
摘要 …………………………………………………………………………………………2
關鍵詞 ………………………………………………………………………………………2
引言 …………………………………………………………………………………………2
1.材料與方法 ………………………………………………………………………………2
1.1 試驗器具與試劑 ………………………………………………………………………2
1.2 污水水量與水質 ………………………………………………………………………2
1.3 試驗方法 ………………………………………………………………………………2
1.4 COD
cr的測定方法步驟 …………………………………………………………………3
1.4.1 裝置及配件 …………………………………………………………………………3
1.4.2 試劑 …………………………………………………………………………………3
1.4.3 測試步驟 ……………………………………………………………………………3
1.4.4 滴定法 ……………………………………………………………………………3
2 結果與討論 ………………………………………………………………………………3
2.1硫酸鋁去除CODcr的效果 ……………………………………………………………
.3
2.1.1 pH值對CODcr去除率的影響 ……………………………………………………
...3
2.1.2 硫酸鋁加入量對CODcr去除率的影響……………………………………………
..4
2.2 超聲波對去除CODcr的效果 …………………………………………………………5
2.3 PAC去除CODcr的效果 ……………………………………………………………5
2.3.1 pH值對CODcr去除率的影響 ………………………………………………………5
2.3.2 PAC投加量對CODcr去除率的影響 ………………………………………………6
3 結論與討論 ……………………………………………………………………………
...7
4.致謝 ………………………………………………………………………………………8
5.參考文獻……………………………………………………………………………………8
6.abstract............................................................... 9
表一 pH值對CODcr去除率的影響.............................................4
圖一 pH值對COD去除率的影響...............................................4#p#分頁標題#e#
表二 硫酸鋁加入量對CODcr去除率的影響......................................5
圖二 混凝劑加入量對COD去除率的影響........................................5
表三 超聲波對CODcr去除率的影響............................................5
圖三 pH值對CODcr去除率的影響.............................................6
表四 pH值對CODcr去除率的影響.............................................6
表5 PAC加入量對CODcr去除率的影響........................................7
摘要：校園生活污水已成為一個主要的污染源的區域地表水。本研究用硫酸鋁，聚合氯化鋁和超聲處理安徽科技學院的污水。結果表明：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需氧量，它提供了一種新的方法處理小區生活污水。
關鍵詞：硫酸鋁；聚合氯化鋁；超聲波；生活污水
隨著G民經濟的發展，眾多小區如生活小區和校園等排放的廢水對城市水環境自凈的負荷越來越大。生活污水不僅排放量大，而且它的成分復雜，含有大量得有機物和細菌。如果不經處理而任其排放，不僅會使天然水體受到污染，而且污水中細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使用率，對于中水回用和市容有著現實的意義和迫切性。
目前，生活污水的處理多采用生物的方法，但處理過程復雜，耗時長，工作量較大，而且對于高校來說運行成本較高。混凝沉降法
[1-7]處理生活污水的效果雖好，但耗時較長。本實驗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物的結構，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 試驗器具與試劑
試驗器具：XJ-1型COD消解裝置（廣東省環境保護儀器設備廠）、數字
酸度計（PHS-25，雷磁儀器廠）、SHZ-88-1臺式水浴恒溫振蕩器（太倉市光明實驗儀器分析廠）、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：重鉻酸鉀標準溶液、試亞鐵靈指示劑、硫酸亞鐵銨標準溶液、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，轉移**1000mL容量瓶中，用水稀釋**標線。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
污水水量按用水定額的80%計算，學校用水群體主要是師生員工。根據生活用水量定額規定，有住宿的高等學校用水為100-200L/學生·d，時變化系數2.0-1.5，取綜合用水指標為200L/學生·d，時變化系數為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，規劃學生數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，化學需氧量CODcr測得為448mg/L。
1.3 試驗方法
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pH、投入混凝劑，進行攪拌后，靜置沉降，取上清液測COD
cr值，同時做空白溶液一份；取100mL水樣放于超聲波清洗機中，(50Hz,30min)對水樣進行處理，測上清液的CODcr值，同時做空白溶液一份。考察超聲波對CODcr去除率的影響。
1.4 COD
cr的測定方法及步驟
1.4.1裝置及配件：XJ-1型COD消解裝置、消化管
1.4.2試劑：重鉻酸鉀標準溶液（1/6K
2Cr
2O
7=0.0500mol/L）、試亞鐵靈指示劑、消化液、硫酸亞鐵銨標準溶液[(NH
4)
2Fe(SO
4)
2﹒6H
2O≈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%H
2SO
4（取50mL蒸餾水，緩慢加入10mL濃硫酸，冷卻后定容**100mL）。
1.4.3測試步驟：
a、檢查XJ-1型消解裝置的指示溫度值是否穩定在165℃。
b、準確吸取均勻水樣3.00mL置于消化管中，準確加入1.00mL10% H
2SO
4、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165℃的COD消解裝置恒溫體孔中，將撥動開關撥**“工作”位，按“清零”鍵，此時水樣開始進行定時，定溫催化消解工作。
d、當定時器發出呼叫信號時，整個消解過程完畢，將消化管按順序從裝置中取出，待冷卻后，用滴定法測出COD值。
1.4.4滴定法
a、將樣液轉移到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準溶液回滴，溶液的顏色由黃色經藍綠色**紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量，計算出COD值。
b、計算：
式中：V#p#分頁標題#e#
0—空白消耗硫酸亞鐵銨標準溶液用量（mL）。
V
1—水樣消耗硫酸亞鐵銨標準溶液用量（mL）。
V
2—水樣體積（mL）。
C—硫酸亞鐵銨標準溶液濃度（mol/L）。
8—氧（1/2O）摩爾質量（g/moL）
2 結果與討論
2.1硫酸鋁去除CODcr的效果
2.1.1 pH值對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，測上清液的CODcr值。觀察pH值對CODcr去除率的影響，結果見表1。
表1 pH值對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 ％ |
|
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，混凝劑對廢水CODcr去除效果較好，試驗時絮體沉降速度明顯較快。這是因為污水中的膠體物質通常帶負電，而混凝劑中含有大量的Al
3+等離子，在**佳pH值范圍內，Al
3+離子水解成單核及多核羥基絡離子，具有電中和能力，能吸附微粒以壓縮雙電層使微粒脫穩，加之鋁鹽作為混凝劑在水處理過程中能夠網捕絮凝，應此具有較好的混凝效果。
2.1.2 硫酸鋁加入量對CODcr去除率的影響
混凝劑硫酸鋁的加入量關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，測上清液的CODcr值。觀察混凝劑加入量對CODcr去除率的影響，結果見表2。
表2 硫酸鋁加入量對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，CODcr去除率有一個**大值。這是因為混凝劑加入量少時，混凝不充分，而混凝劑用量大時，廢水中微粒被過多的混凝劑所包圍，失去同其他微粒結合的機會，達到另一種穩定狀態，不易混凝，因而混凝效果變差。
2.2 超聲波對去除CODcr的效果
取100mL水樣放于超聲波清洗機中，(50Hz,30min)對水樣進行處理，測上清液的CODcr值。考察超聲波對CODcr去除率的影響，結果見表3。
表3 超聲波對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，運用超聲波清洗器對污水進行處理，與未處理的生活污水進行比照，超聲波清洗器對污水中CODcr的去除有非常顯著的效果。#p#分頁標題#e#
2.3 PAC去除CODcr的效果
[10-11]
2.3.1 pH值對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，測上清液的CODcr值。不同水平測定結果見表4、圖3。
表4 pH值對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 ％ |
|
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COD去除量存在較大影響,且存在一個**佳值。使用PAC作絮凝劑，pH值在5-9之間時COD去除率有**大值。如果pH低于7或者高于7,COD的去除率均會下降。
2.3.2 PAC投加量對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，測上清液的CODcr值。不同水平測定結果見表5、圖4。
表5 PAC加入量對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，結果表明PAC投入量對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。實驗中發現，PAC投入量超過250 mg/L時，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生的次生粗大顆粒表面上極性活性部位與正、負離子發生強烈吸引。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. 在試驗中發現PAC具有以下優點：（1）應用范圍廣，適應水性廣泛。（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，仍可保持穩定的沉淀效果。（5）堿化度比其它鋁鹽、鐵鹽高，對設備侵蝕作用小。
3.絮凝劑在使用過程中存在投加量大、產生的污泥量大、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導致二次污染、鐵離子會對設備有腐蝕作用、運行費用高等諸多缺點，從而制約了其發展。故在使用的過程中因添加一些有機高分子絮凝劑，增強其沉淀性能，但價格昂貴。因此未來研究的關鍵在于如何優化性能，克服缺點，尋求高效、廉價、環保始終是絮凝劑研制的目標。
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#分頁標題#e#
Key words: aluminum sulfate; PAC; ultrasonic wave; domestic sewage;
