校園洗浴廢水具有污染程度輕、污染物成分簡單、水質(zhì)相對穩(wěn)定、水量周期性變化等特點(diǎn)。洗浴廢水中的主要污染物有人體皮膚分泌物、油脂、皮屑、毛發(fā)、污垢、合成洗滌劑和香料，以及細(xì)菌、真菌、大腸桿菌和病毒等。洗浴廢水處理主要采用物化法與生化法相結(jié)合的處理工藝。物化法具有投資少、運(yùn)行簡單、易于管理等優(yōu)點(diǎn)，常作為廢水預(yù)處理措施。洗浴廢水物化處理工藝流程主要有混凝沉淀-過濾、混凝-氣浮、微絮凝纖維過濾-膜濾等，這些工藝流程中都包含混凝處理單元，而且混凝處理效果直接影響著后續(xù)處理流程的運(yùn)行負(fù)荷、處理成本和出水水質(zhì)等。因此，分析混凝沉淀的影響因素，探討混凝沉淀處理洗浴廢水的最佳運(yùn)行條件，可以為校園洗浴廢水處理及回用工程實(shí)踐提供理論指導(dǎo)，為水資源的開發(fā)和利用提供更廣闊的前景。

1 材料與方法

1．1 主要儀器與藥劑

TA6-1 程控混凝試驗(yàn)攪拌儀；恒溫磁力攪拌器；UV-2000 紫外分光光度計(jì)；pHs-25 pH 計(jì)；恒溫水浴箱。

混凝劑：聚合氯化鋁（PAC，鹽基度為50％～80％），聚丙烯酰胺（PAM）。

1．2 廢水水質(zhì)

所有試驗(yàn)用水取自校園洗浴中心出水口，廢水溫度為25 ℃，廢水水質(zhì)見表1。

表1 廢水水質(zhì)

Tab. 1 Wastewater quality

 1．3 試驗(yàn)方法

對水樣進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，分析混凝攪拌強(qiáng)度、混凝劑投加量、廢水pH 值及沉淀時(shí)間等因素對CODCr及濁度去除率的影響，研究混凝沉淀工藝的最佳運(yùn)行條件。

水樣溫度為25 ℃，取若干份等體積的同一水樣置于攪拌器上，設(shè)定程序。分別投入混凝劑，啟動攪拌器，觀察試驗(yàn)現(xiàn)象。靜置沉淀一段時(shí)間后，用虹吸法取液面下2 ~ 3 cm 處水樣測其CODCr濃度、濁度和pH 值。

試驗(yàn)設(shè)定2 個(gè)混凝攪拌程序。程序1 設(shè)定為：中速攪拌（100 r/min） 2min；慢速攪拌（30 r/min） 5min；程序2 設(shè)定為：快速攪拌（200 r/min） 1min；慢速攪拌（40 r/min） 8min。向1 L水樣中投加不同劑量的PAC，分別在2 種條件下攪拌，靜置一段時(shí)間后測CODCr濃度和濁度，計(jì)算對應(yīng)的去除率。

1.4 分析方法CODCr

采用重鉻酸鉀法測定；濁度采用分光光度法測定；pH 值采用玻璃電極法測定。

2 結(jié)果與討論

2．1 攪拌強(qiáng)度對混凝效果的影響

設(shè)定混凝劑PAC 的投加量為5～55mg/ L，沉淀時(shí)間為20min，研究攪拌強(qiáng)度對混凝效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖1、圖2。

由圖1 和圖2 可知，無論是對于CODCr還是濁度，程序1 的去除效果均優(yōu)于程序2。當(dāng)攪拌速率為200 r/min 時(shí)，由于攪拌速率過大使得礬花難以凝聚，形成的礬花比較細(xì)小而且靜置時(shí)不容易沉淀，此時(shí)所需沉淀時(shí)間延長至20min。因此，以下試驗(yàn)選定的最佳攪拌強(qiáng)度條件均為：中速攪拌（100r/min） 2min；慢速攪拌（30 r/min） 5min。

 2．2 藥劑投加量對混凝效果的影響

2．2．1 單獨(dú)投加PAC

無機(jī)高分子混凝劑PAC 主要通過電性中和、吸附架橋、網(wǎng)捕或卷掃等作用，使廢水中的膠體離子和細(xì)微懸浮粒子脫穩(wěn)、混凝、沉淀，達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。

向1 L廢水水樣中分別投加不同量的PAC，采用最佳攪拌條件，靜置15min 后，測定CODCr濃度和濁度，得出PAC 投加量與混凝效果的關(guān)系，結(jié)果見圖3。

 由圖3 可知，當(dāng)PAC 的投加量為5～40mg/ L時(shí)，CODCr和濁度的去除率均隨投加量的增加而明顯上升。投加量為40mg/ L 時(shí)，混凝效果最好，CODCr和濁度的去除率分別為70％和75％。故PAC 的最佳投加量為40mg/ L。

2．2．2 PAC 與PAM 復(fù)配投加

一般來說，用無機(jī)絮凝劑處理廢水時(shí)投加有機(jī)高分子絮凝劑會提高對廢水中有機(jī)物的去除率。考察PAC 與PAM 復(fù)配投加時(shí)混凝沉淀的效果，設(shè)定PAC 的投加量為40mg/ L，改變PAM 的投加量，結(jié)果見圖4。

 由圖4 可知，當(dāng)PAM 的投加量為0．1～3．5mg/L 時(shí)，CODCr和濁度的去除率明顯上升。當(dāng)PAM 的投加量為3．5mg/ L 時(shí)，混凝處理效果最佳，CODCr和濁度的去除率最高可分別達(dá)到75％和80％。

2．3 pH 值對混凝沉淀處理效果的影響

pH 值對混凝效果的影響程度視混凝劑品種而異。高分子混凝劑的混凝效果受廢水的pH 值影響較小，如PAC 的聚合物形態(tài)基本穩(wěn)定，對廢水的pH 值變化適應(yīng)性較強(qiáng)，但PAC 與PAM 復(fù)配時(shí)受pH 值的影響情況有待考察。

設(shè)定PAC 的投加量為40mg/ L，考察PAC 與PAM 復(fù)配投加時(shí)混凝沉淀的效果，結(jié)果見圖5。

 由圖5 可知，PAC 對pH 值的適應(yīng)范圍較廣，當(dāng)廢水pH 值為6～9 時(shí)，PAC 的混凝效果均較好。試驗(yàn)中洗浴廢水呈偏堿性，pH 值為8．0～8．6，此時(shí)，PAC 的混凝效果最好，因此用PAC 作為處理洗浴廢水的混凝劑時(shí)，不需要再優(yōu)化pH 值條件。

2．4 沉淀時(shí)間對混凝沉淀處理效果的影響

沉淀時(shí)間對混凝沉淀處理效果的影響見圖6。

 由圖6 可知，CODCr和濁度的去除率均隨著沉淀時(shí)間的延長而上升，上清液也越來越清澈，但達(dá)到一定沉淀時(shí)間后，去除率的上升就不明顯了。沉淀時(shí)間在5～15min 內(nèi)，CODCr和濁度的去除率上升較快，15min 后CODCr和濁度的去除率雖然也有所上升，但變化幅度不到4％。因此最佳沉淀時(shí)間為15min。

2．5 最佳運(yùn)行條件下的處理效果

由以上試驗(yàn)結(jié)果確定了最佳試驗(yàn)條件：水溫為25 ℃；中速攪拌（100 r/min） 2min；慢速攪拌（30r/min） 5min；PAC 和PAM 的投加量分別為40、3．5mg/ L；沉淀時(shí)間為15min；不調(diào)節(jié)pH 值。在此條件下，廢水中CODCr和濁度的去除率分別達(dá)到76％和81％，出水CODCr的質(zhì)量濃度降至100mg/L 以下，濁度降至30 NTU 以下。

3 結(jié)論

采用混凝沉淀法預(yù)處理洗浴廢水非常有效，該法能夠大大減輕后續(xù)工藝的污染負(fù)荷，為洗浴廢水的進(jìn)一步處理后回用提供了保障。

校園洗浴廢水處理工藝中混凝沉淀的效果受攪拌強(qiáng)度、混凝劑種類及投加量、沉淀時(shí)間、pH 值等因素的影響，最佳運(yùn)行條件為：中速攪拌（100r/min） 2min，慢速攪拌（30 r/min） 5min；采用PAC＋PAM 復(fù)配混凝劑，PAC 和PAM 最佳投加量分別為40、2．5～3．5mg/ L；沉淀時(shí)間為15min；無需調(diào)節(jié)水溫及pH 值。在此運(yùn)行條件下，廢水中CODCr和濁度的去除率分別達(dá)到76％和81％。