混凝沉淀、过滤是水处理中用于去除胶体以及较大颗粒的常规有效的物化处理方法。城市污水再生利用处理中,二级出水的深度处理工艺常采用给水处理厂常见的处理流程(凝聚→絮凝→沉淀→过滤→消毒五个环节)。但二级出水水质情况与地表水有明显不同,盲目的套用给水处理的各项参数指标是不可取的,因此要对二级出水的性质和组成进行深入的研究,尤其是水中胶体在混凝过程中的特性研究。本课题以西安市北石桥污水净化中心的二级出水(城市污水二级出水)和西安市南郊水厂的进水(地表水)为对象,进行混凝过程中水中胶体特性的试验研究。通过对两种水样进行烧杯搅拌试验,测定二级出水和地表水中原生颗粒和次生颗粒的粒径分布、分子量分布、Zeta电位等指标研究混凝过程对胶体性质的影响,同时利用光散射颗粒分析仪(PDA2000)实现对两种水体混凝过程的在线监测。最终对其混凝剂和最佳投药量进行筛选和比较,从而确定其最佳运行参数。主要结论如下:(1)地表水的Zeta电位一般在-33mv～-23mv左右,二级出水的Zeta电位一般在-45mv～-30mv左右。在投加不同量的PAC、CPAM之后,地表水和城市污水二级出水的Zeta电位均发生了改变。地表水在投加混凝剂之后存在明显的等电点,并且在增加CPAM后比单独投加PAC等电点提前;而二级出水的Zeta电位不随混凝剂投量的增加而发生电位符号的改变,不存在明显的等电点。分析其原因,可能是由于“特性吸附”的作用。(2)混凝过程中,水中颗粒的粒径分布发生了不同程度的变化。二级出水和地表水原水的粒径分布均较分散,且二级出水的颗粒粒径大于地表水。二级出水中颗粒的平均粒径为734.6μm,而地表水中颗粒平均粒径为52.55μm。混凝后二级出水颗粒粒径集中分布在1.2μm—2.3μm,37μm—116μm两个区间,而地表水颗粒粒径集中分布在1.7μm—4μm这一区间。较地表水而言,二级出水混凝后存在一较大粒度区间内的物质无法通过常规混凝工艺去除。(3)分子量分布实验表明,二级出水中分子量小于2kDa的有机物约占45.61%,大于0.45μm约占25.43%,其余的区间占28.96%。而地表水中,小于2kDa的有机物占14.81%,分子量在2kDa-10kDa的有机物占59.26%,其余区间的有机物则含量较少。说明,二级出水中的溶解态有机物主要集中在小于2kDa的分子量区间;地表水中的溶解态有机物主要集中在2kDa-10kDa的分子量区间。(4)二级出水混凝监测试验中,当投加量为PAC50mg/L,CPAM0.25mg/L时,FI指数迅速增长到峰值后并保持稳定;地表水的混凝监测中,当投加量为:PAC30mg/L,PAM0.15mg/L时,反应开始,FI指数迅速爬升,随后FI指数成迅速的降低趋势。(5)综合各项试验结果确定:二级出水的最佳混凝剂投加量为:PAC投加量50mg/L,CPAM投加量0.25mg/L。地表水的最佳混凝剂投加量为:PAC投加量30mg/L,CPAM投加量0.15mg/L。