我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，年缺水量400多億m3。隨著工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，水污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，水處理問(wèn)題已引起人們的高度重視。為保證水資源的可持續(xù)利用，解決水環(huán)境污染問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外在污水處理方面做了大量工作，開(kāi)發(fā)了多種水處理工藝，如活性污泥法、生物膜法、生物接觸氧化法、離子交換法和電滲析法門(mén)等。朱麗等利用地下滲濾工藝處理大學(xué)園區(qū)水質(zhì)問(wèn)題，處理后水質(zhì)高于回用標(biāo)準(zhǔn)，該工藝能耗低、凈化效果良好。童建平等運(yùn)用生物接觸氧化和人工濕地組合工藝處理校園生活污水，經(jīng)處理后的出水可直接排入湖中或回用。尹靜章等研究綠蘿對(duì)校園生活污水凈化能力，結(jié)果表明該水生植物可以凈化水體水質(zhì)，同時(shí)還可以綠化生態(tài)環(huán)境。黃江麗、農(nóng)秋悅分別利用MBR法、C-MBR組合工藝系統(tǒng)處理校園污水，兩種處理后的水均可回收利用。Yatcs等選用高鐵(VI)酸鹽作為水處理技術(shù)和修復(fù)過(guò)程的綠色環(huán)保功能材料。單獨(dú)使用高鐵酸鹽或與其他附加的絮凝劑復(fù)合使用都可減少懸浮固體物總量(TSS)、有機(jī)物質(zhì)，降低化學(xué)需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)。同時(shí)高鐵酸鹽也可以氧化氰化物、硫化物、砷、酚類、苯胺類以及染料并對(duì)各種病毒和細(xì)菌進(jìn)行殺毒。Nakai等研究將廣泛用于日本的水絮凝劑聚氯化鋁回收利用，經(jīng)調(diào)節(jié)酸性去除90%左右的鋁，將其進(jìn)一步作為土壤供芥末、菠菜生長(zhǎng)。Du等對(duì)已商業(yè)化的聚砜很濾膜和聚偏二氟乙烯很濾膜和聚偏二氟乙烯微孔濾膜三種已商業(yè)化的商業(yè)水處理膜進(jìn)行微溶脹表面改性，經(jīng)適當(dāng)稀溶劑溶液微膨脹處理后的膜表面親水性和光滑性有明顯增加，對(duì)水處理效果更好。Goh等利用快速發(fā)展的無(wú)機(jī)納米材料作為聚合物的填料而制備功能納米復(fù)合很濾膜，可以顯著增強(qiáng)膜的性能，同時(shí)也提高了膜分離處理污水的效果。

與這些研究相比，學(xué)者對(duì)校園內(nèi)污水的研究比較少，朱雷研究了2級(jí)竹炭曝氣生物濾池處理校園生活污水的變化規(guī)律，處理15d后其NH3-N含量去除率高于70%，而COD去除率卻高于80%。李政等將固定化微生物接種入人工濕地強(qiáng)化人工濕地水處理系統(tǒng)，提高其去污效率，可實(shí)現(xiàn)校園污水處理回用做景觀用水。鄧民課題組采用活性污泥一絮凝沉淀一過(guò)濾一消毒工藝處理校園污水，其COD去除率達(dá)到92%，且處理后出水達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)。Li利用地下滲濾系統(tǒng)處理校園污水，COD、總磷(TP)、總氮(TN)去除率分別為87.5±1.6%、91.8±0.7%、80.1±1.1%。Han利用四尾柵藻SDEC-13綜合處理校園污水，處理TP去除率接近100%、TN去除率大于70%。

綜合分析可知，絮凝沉淀分離是校園污水處理的重要步驟，絮凝沉淀法以其處理效率高、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)成為世界各國(guó)普遍使用的一種水質(zhì)處理技術(shù)。日前常用的絮凝沉淀絮凝劑有無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑，本研究將綜合無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑優(yōu)點(diǎn)，選用常用的聚氯化鋁和殼聚糖復(fù)合使用處理校園污水，分析測(cè)定校園污水的COD值、濁度、TSS值、酸度和鋁含量。通過(guò)比較它們單一使用和復(fù)合使用絮凝劑處理校園污水的效果，分析絮凝劑的投加量，絮凝體系的pH值，攪拌速率和靜置時(shí)間等因素對(duì)絮凝效果的影響，較后對(duì)絮凝機(jī)理進(jìn)行初步探討。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑與儀器

殼聚糖（脫乙酰度均為95%），山東海得貝海洋生物工程有限公司；聚氯化鋁，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；高錳酸鉀、硫酸銀、硫酸、硝酸銀、鹽酸、氫氧化鈉、重鉻酸鉀，均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

濁度儀(WG2-200)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；酸度計(jì)（PHS-25），上海偉業(yè)儀器廠；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV-2550型），日本島津有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1濁度等指標(biāo)測(cè)定

根據(jù)GB13200-1991和重鉻酸鉀法(GB11914-1989)測(cè)定濁度和COD值；采用濾膜法和改性鉻天青法測(cè)試TSS值和鋁含量，而用酸度計(jì)直接測(cè)定酸度。

1.2.2聚氯化鋁絮凝除校園污水的實(shí)驗(yàn)

選聚氯化鋁的投加量為lOOmg．L-1，調(diào)節(jié)體系pH值為7．O，攪拌速率為80r．min-l，攪拌15min后靜置20min，測(cè)定其濁度、COD值、TSS值和殘留鋁含量。

1.2.3殼聚糖除校園污水的實(shí)驗(yàn)

選殼聚糖的投加量為60mg．L-1，調(diào)節(jié)體系pH值為7．O，攪拌速率為80r．min-l，攪拌15min后靜置20min，測(cè)定其濁度值、COD值和TSS值。

1.2.4聚氯化鋁／殼聚糖復(fù)合絮凝處理校園污水的正交試驗(yàn)

通過(guò)單因素試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在諸多影響因素中，聚氯化鋁的投加量、殼聚糖的投加量、pH值、絮凝攪拌速率和靜置的時(shí)間對(duì)絮凝效果的影響比較重要，因此選上述5個(gè)為正交試驗(yàn)的因子。依據(jù)單因素試驗(yàn)各因子的水平應(yīng)選定為4個(gè)，盡量使水平覆蓋要考察的范圍，正交試驗(yàn)的因素水平表見(jiàn)表1。本實(shí)驗(yàn)選擇的絮凝處理效果的指標(biāo)為濁度和COD去除率。

1.2.5聚氯化鋁／殼聚糖復(fù)合絮凝除雜的重現(xiàn)性研究

在上述正交試驗(yàn)的較佳工藝條件下平行5次操作，并分析重復(fù)性情況。

2結(jié)果與討論

2.1原水樣中的各項(xiàng)指標(biāo)

經(jīng)測(cè)定原水樣中濁度為38.9NTU，C()I)、TSS和鋁含量依次為300mg．L-1、250mg．L-1、0.04mg．L-1。

2.2單一絮凝劑處理校園污水

取聚氯化鋁投加量為80mg．L-1，pH為7．O，攪拌速率80r．min-l，攪拌20min，靜置15min，絮凝處理校園污水后COD、濁度和TSS去除率分別為73.8%、81.6%和83.6%，殘留鋁含量為0.189mg．L-1。

保持其他條件不變，改變CS投加量為60mg．L-1，絮凝處理校園污水后COD、濁度和TSS去除率分別為568%、71.6%和81.5%，由此可知聚氯化鋁單一處理校園污水效果較CS理想。

2.3聚氯化鋁／殼聚糖絮凝處理校園污水的正交試驗(yàn)分析

根據(jù)表2聚氯化鋁／殼聚糖絮凝正交試驗(yàn)表可知：濁度去除率與COD去除率兩個(gè)指標(biāo)的結(jié)論是一致的，各因素對(duì)濁度去除率與COD去除率的影響程度依次為：聚氯化鋁的投加量>殼聚糖的投加量>pH>靜置時(shí)間>攪拌速率。較優(yōu)處理工藝條件為：體系pH值為7．O，聚氯化鋁的投加量為80mg．L-1，殼聚糖的加入量為20mg．L-1，攪拌速率為50r．min-l，靜置時(shí)間為5min時(shí)，該工藝條件不在表2中顯示，需要補(bǔ)充驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)獲得較優(yōu)化條件下濁度去除率為94.1%、COD的去除率為92.8%、TSS去除率為93.5%。該處理結(jié)果均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單一使用聚氯化鋁或cs絮凝作用。

聚氯化鋁和CS投加量是影響絮凝劑效果的較重要因素。聚氯化鋁投入過(guò)少時(shí)，將會(huì)有部分膠體顆粒未受到絮凝劑聚氯化鋁的作用，還處于游離狀態(tài)。聚氯化鋁投加量過(guò)多時(shí)，一方面聚氯化鋁提供的吸附成核與顆粒生長(zhǎng)失衡，一部分只能形成較小的絮凝顆粒，這些較小的絮凝顆粒在微孔濾膜過(guò)濾時(shí)難于被截留下來(lái)，殘存于濾液之中；另一方面，聚氯化鋁在與形成的初始絮凝體吸附后其伸展部分粘連不到第2個(gè)膠粒，而是把初始顆粒包裹了起來(lái)，使絮凝體重新又處于穩(wěn)定的狀態(tài)而難于分離。殼聚糖的較佳投放量為20mg．L-1，起到橋聯(lián)絮凝和網(wǎng)絡(luò)絮凝的作用，使絮團(tuán)緊密結(jié)合，顆粒沉降速度加快，從而COD的去除率也得到提高，達(dá)到較佳絮凝處理效果。pH值對(duì)絮凝效果影響也較大。當(dāng)絮凝體系pH小于7．O的范圍內(nèi)，聚氯化鋁在溶液中則主要以Al3+形式存在居多，當(dāng)pH值高于7．O時(shí)，聚氯化鋁在溶液中則主要以AlO2-形式存在，當(dāng)絮凝體系pH值處于7．O時(shí)生成A1k(OH)較多。因此，絮凝體系pH值處于7．O時(shí)聚氯化鋁吸附絮凝效果較好。而絮凝反應(yīng)的攪拌速率、靜置時(shí)間都是影響絮凝的次要因素。靜置時(shí)間的不同對(duì)絮凝效果影響不明顯，主要原因是加入的殼聚糖，發(fā)揮了強(qiáng)大的橋聯(lián)和卷掃絮凝作用，可以大大縮短絮凝時(shí)間，所以選擇5min即可。

2.4聚氯化鋁／殼聚糖絮凝除校園污水的重現(xiàn)性研究

由聚氯化鋁／殼聚糖絮凝除雜的重現(xiàn)性研究可看出，在較佳工藝條件下，多次平行研究表明，濁度去除率、COD去除率、TSS去除率和絮凝體系殘留鋁值分別位于96.4%～96.5%、88.9%-90.2%、95.4%～95.5%和0.143～0.148mg．L-1。標(biāo)準(zhǔn)方差(SD)和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)落在0.0000155～0.00218和0.0408%～0.470%范圍內(nèi)，說(shuō)明該法重現(xiàn)性好，適于工藝操作。聚氯化鋁/CS絮凝后的校園污水清液中殘留鋁含量為0.146mg．L-1，不高于我國(guó)規(guī)定一、二類水質(zhì)的飲用水中鋁含量（不大于0.2mg．L-1）。

3結(jié)論

聚氯化鋁和CS復(fù)合處理處理校園污水的較佳條件是：室溫下，體系pH值為7．O，聚氯化鋁的投加量為80mg．L-1，殼聚糖的加入量為20mg．L-1，攪拌速率為50r．min-1，靜置時(shí)間為5min。在該工藝條件下其處理后的濁度、COD、TSS的去除率均可達(dá)90%以上，處理過(guò)的體系鋁含量為0.146mg．L-1，該處理結(jié)果均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單一使用聚氯化鋁或CS絮凝作用，有望為其他污水處理提供借鑒。