王曙光；栾兆坤；宫小燕；黎泽华；贾智萍；赵华章
(中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室，北京100085) 摘 要：利用CEPT技术对深圳市4条河流的受污染河水进行了处理试验。结果表明，该工艺对浊度、COD、SS、TP去除效果较好，对TN、重金属等也有一定的去除效果，为工程的实施提供了依据。
关键词：CEPT；河水污染；絮凝剂
中图分类号：X703
文献标识码：A
文章编号：1000-4602(2001)04-0016-03
Study on Treatment of Water from Polluted Rivers by Chemically Enhanced Primary Treatment Technology WANG Shu-guang，LUAN Zhao-kun，GONG Xiao-yan，LI Ze-hua，JIA Zhi-ping，ZHAO Hua-zhang
(Res.Center of Eco-environ.Sci.,Chinese Academy of Sci.,Beijing 100085,China)
Abstract：Treatment of water from polluted rivers in Shenzhen was studied with CEPT technology.The results indicate that removal efficiencies of turbidity,COD,SS and TP are excellent,and TN and heavy metals can be removed to some extent.This study provides a basis for engineering practice.
Keywords:CEPT;pollution of river water;coagulant “化学强化一级处理”(CEPT)对TP、SS、BOD、COD和重金属的处理效果较好，耐冲击负荷的能力也较强；系统的基建投资、占地面积小于活性污泥法(包括A/O、A/A/O)等工艺，而且运行管理灵活简便、处理过程稳定可靠、近期投资环境效益好，是符合我国国情的一种水处理技术［1］。
CEPT技术的发展与絮凝剂的发展密切相关，高效、廉价絮凝剂的出现是其广泛应用的关键。深圳市采用中国科学院生态环境研究中心的技术，以含铁盐的酸洗废液为原料合成了高效、廉价的聚合氯化铁絮凝剂，为CEPT技术处理受污染河水提供了前提条件。 1 试验材料与方法 1.1 试剂及仪器
HACH COD测定仪，P&B—700六联絮凝搅拌器，HACH 2100N IS浊度测定仪(ISO METHOD7027)，HACH Dr/2010便携式分光光度计，HACH DR/4000U分光光度计，ORION MODEL 720 pH计，Jarrell—Ash 1100系列1155型ICP，横河北辰电机Model IC100离子色谱。
聚合氯化铁(PFC)由厂家提供。
1.2 原理及方法
由于水体中的颗粒物的比表面积大或拥有大量活性官能团，对水体中各种微量污染物如重金属、化学品等有较强的结合能力，成为它们主要的载体，在水体中扩散迁移，决定着它们的去向和归宿。同时，颗粒物还会与各种污染物发生多种溶液的和界面的反应，很大程度上改变甚至决定着水质的好坏，因此颗粒物的去除是絮凝过程的主要目标，而浊度又能很好地反应颗粒物的去除情况［2］，所以试验中选择浊度作为主要的测试指标之一。
取1 L河水于烧杯中，在一定的搅拌速度、搅拌时间下做pH及PFC投加量试验，以水的浊度、COD、TP、TN作为主要表征指标，优化出最佳pH及PFC最佳投加量等工艺条件，对河水进行了处理，并进行系统分析。 2 河水水质 水样分别取自深圳市的龙岗河、观兰河、燕川河及大茅河，其水质分别见表1、2。 表1 河水中主要污染物含量| 项目 | SS(mg/L) | 浊度(NTU) | COD(mg/L) | TN(mg/L) | TP(mg/L) | pH | | 龙岗河 | 90 | 124 | 68.5 | 12.13 | 3.39 | 6.69 | | 观兰河 | 27 | 70 | 48.0 | 28.92 | 3.59 | 6.80 | | 燕川河 | 41 | 36 | 74.0 | 31.77 | 4.78 | 6.86 | | 大茅河 | 89 | 45 | 84.0 | 30.70 | 5.81 | 6.80 | 表2 河水中离子含量 mg/L| 项目 | Cu | Pb | Zn | Cr | Mn | Fe | Cl- | NO3- | SO42- | | 龙岗河 | 0.254 | 0.010 | 0.037 | 0.039 | 0.221 | 0.381 | 94.30 | 44.02 | 39.98 | | 观兰河 | 0.001 | 0.047 | 0.012 | 0.006 | 0.030 | 0.380 | 71.02 | 79.98 | 32.00 | | 燕川河 | 0.035 | 0.103 | 0.018 | 0.022 | 0.116 | 0.582 | 95.84 | 84.56 | 43.11 | | 大茅河 | 0.198 | 0.0312 | 0.025 | 0.008 | 0.144 | 0.438 | 71.54 | 81.31 | 38.36 | 可见，4条河流都受到不同程度的污染，COD、SS、TP、TN等指标超过了国家地面水水质标准。 3 结果与讨论 3.1 pH值对浊度去除效果的影响
浊度随pH值的变化见图1。
由图1可见，4条河流均在pH=8.0左右有较好的除浊效果，这与聚合氯化铁的絮凝特性有关，在相对较强的碱性条件下有利于聚合氯化铁的水解絮凝，而在偏酸性及太强的碱性条件下都影响着聚合氯化铁絮凝特性的发挥。由于原水的pH值均在6.8左右，所以采用氧化钙调整pH值，其用量约为90 mg/L。 
3.2 PFC用量对浊度、COD去除效果的影响
PFC用量对浊度、COD去除效果的影响见图2、3。
 
当PFC投加量为50 mg/L时，河水的剩余浊度达到最小并出现平台，同时COD去除率达到最大值，但大茅河、龙岗河的剩余浊度和COD值均较高，这充分说明了水体中微细颗粒物吸附络合着部分有机物，决定着它们的去向和归宿。4条河流COD去除率的不同也与其不同水质、不同污染源有关，由此造成了不同的COD存在形态(大致可为悬浮性COD及溶解性COD)，而絮凝剂对悬浮性COD的去除效果大于对溶解性COD的去除效果［3］。
3.3 沉降时间对浊度去除效果的影响
试验发现，河水经絮凝处理后静置沉降5 min，絮体颗粒基本沉降完全，剩余浊度基本稳定。这充分验证了聚合铁类絮凝剂较之其他无机絮凝剂所具有的沉降速度快、形成的絮体结实、适宜于低浊水的处理等特点［4］。
3.4 处理后水质的系统分析
在氧化钙投加量为90mg/L，PFC投加量为50 mg/L的条件下，絮凝处理4条河流的河水，静置沉降10 min后取上清液做水质系统分析，结果如图4、5及表3、4所示。  
表3 河水处理后主要污染物含量| 项目 | SS
(mg/L) | 浊度
(NTU) | COD
(mg/L) | TN
(mg/L) | TP
(mg/L) | pH | | 龙岗河 | 2 | 5 | 23.0 | 3.49 | 0.18 | 8.60 | | 观兰河 | 1.5 | ＜3 | 12.0 | 17.05 | 0.17 | 8.90 | | 燕川河 | 2 | ＜3 | 20.0 | 19.83 | 0.14 | 8.70 | | 大茅河 | 19 | 9 | 40.0 | 17.92 | 0.20 | 8.59 |
表4 处理后河中离子含量 mg/L
| 项目 | Cu | Pb | Zn | Cr | Mn | Fe | Cl- | NO3- | SO42- | | 龙岗河 | 0.076 | 0.007 | 0.024 | 0.031 | 0.062 | 0.014 | 109.75 | 43.82 | 39.91 | | 观兰河 | 0.001 | 0.023 | 0.012 | 0.004 | 0.031 | 0.017 | 85.55 | 80.61 | 32.44 | | 燕川河 | 0.020 | 0.052 | 0.017 | 0.022 | 0.045 | 0.118 | 114.196 | 83.27 | 45.56 | | 大茅河 | 0.109 | 0.029 | 0.023 | 0.006 | 0.009 | 0.495 | 90.26 | 81.96 | 39.55 |
氮、磷是造成缓流水体富营养化的主要原因，脱氮、除磷是污水深度处理的主要目标之一。由图4、5可见，河水经絮凝处理能收到很好的脱氮除磷效果(氮去除率＞30%)。聚合氯化铁对磷具有更好的去除效果可能是由于磷在水体中的几种存在形态更易与PFC发生沉淀络合等作用，而氮的存在形态则很难与聚铁发生这种作用，故去除率较低。
由表3、4可见，河水经PFC处理后，它对COD、SS、TP、浊度都有显著的去除效果，对TN、重金属也有一定的去除效果，使水质达到或接近国家地面水水质标准。重金属的去除，一方面是由于水体中颗粒物与重金属离子发生表面络合作用，随着颗粒物的絮凝沉降而一同除去；另一方面则是因为水体中氧化钙的投加使水体pH值升高，使部分金属离子以沉淀的形式除去，其去除效果与不溶物的溶度积有关。水体中氯离子的略微升高则是由于聚合氯化铁絮凝剂的投加引入了部分氯离子。 4 结论 CEPT技术处理深圳市受污染的龙岗河、观兰河、燕川河、大茅河等取得较好效果，药剂用量少，对COD、SS、TP、浊度都有显著的去除效果，对TN、重金属也有一定的去除效果，使水质达到或接近国家地面水水质标准，因而采用CEPT技术对该市河水进行处理是可行的。 参考文献：
［1］邱慎初.化学强化一级处理(CEPT)技术［J］.中国给水排水，2000，16(1)：26-29.
［2］王东海，文湘华.低浓度生活污水化学强化一级处理的试验研究［J］.给水排水，1999，25(9)：10-12.
［3］严煦世，范瑾初.给水工程［M］.北京：中国建筑工业出版社，1995.
［4］刘鸿志，任隆江，胡明.我国湖泊的限、禁磷现状及其对策［J］.环境保护，1998，(8).
作者简介：王曙光(1971-)，男，山东海阳人，中国科学院生态环境研究中心在读博士生，主要从事环境工程的研究。
电 话：(010)62849150
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收稿日期：2000-10-31 | 
