自来水厂生产废水的回收与利用研究

发布时间：2024-12-11 02:14

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摘要：自来水厂生产废水的回收再利用，不仅实现了节约水资源的目的，同时也提升了自来水厂的整体运营能力，从而降低了自来水厂的废水排放量，对于废水排放条件差的自来水厂效果更佳。由于生产废水中含有原水全部杂质和生产中投入的药剂，加之产生的隐孢子虫、贾第鞭毛虫等生物因素，因此，对自来水生产废水的回收再利用具有一定的风险性，在进行生产废水再利用过程中，自来水厂要对生产废水的回收再利用技术进行仔细的研究分析。从我国当前的技术水平角度分析，有两种形式能够实现对自来水厂生产废水的再利用目标，其一是对生产废水的直接再利用，其二是对生产废水的处理后再利用。
关键词：自来水厂；生产废水；废水回收；废水利用

一、生产废水的直接再利用
                1.1滤池反冲洗废水直接回收
        滤池反冲洗废水直接回收方式是通过设置回收池的方式来将滤池当中的反冲洗废水进行收集，然后对废水进行提升，当废水提升至原水絮凝状态时，对其进行回收。
        1.2生产废水上清液回收
        生产废水上清液回收方式是通过设置污泥浓缩池来对沉淀池排泥水和滤池反冲洗水进行浓缩，当污泥浓缩池中的上清液状态提升至原水絮凝状态前，对其加以回收。
        1.2.1合建式与分建式处理模式。在上清液回收方式当中，按照生产废水回收方式的不同，可以将其分为合建式与分建式两种处理模式。其中将滤池反冲洗废水和沉淀池排泥水收集到同一构筑物当中的方式为合建式（图1）；将滤池反冲洗废水和沉淀池排泥水收集到不同构筑物当中的方式则为分建式（图2）。

        1.2.2合建式与分建式处理模式效果对比分析。合建式处理模式具有工艺简单的优势，并且能够有效降低污泥浓缩池的容积。但排泥水具有含固量较高但水量较小的特点，反冲洗废水则具有水含固量较低但水量较大的特点，水质上的差异性使合建式处理水在调节后容易出现污泥浓度偏低，上清液水质较差的问题。
        分建式处理模式虽然处理工艺较复杂，且需要较大容积的污泥浓缩池和两个废水收集构筑物。但其将具有两种不同水质特点的排泥水和反冲洗废水的分别收集模式，能够保证调节时的上清液水质质量。自来水厂要根据生产废水再利用的具体用途来选择具体的回收处理模式。
        1.3直接再利用方式效果分析
        生产废水的直接再利用方式具有费用低的优势，加上上清液回收方式当中的污泥处理可以与厂区的污泥处理系统一起实施，因此其经济效益是十分可观的。但是经过直接再利用处理方式之后的生产废水水质状态，很难保持在一个相对安全、稳定的状态上。这是因为生产废水中浓缩了大量的隐孢子虫卵囊和贾第鞭毛虫孢囊，两种虫类都具有较强的抗氯性，如果直接对滤池当中的反冲洗水进行再利用，那么自来水厂不同加氯点与废水中有机物会产生作用，这会极大程度提升再利用废水的消毒副产物存在隐患，所以必须要加强对此方法的水质监测，如果回收水质不符合再利用标准，那么则必须要降低再利用负荷或放弃再利用。

        二、生产废水的处理再利用
        2.1常规处理再利用技术
        常规处理再利用技术是对生产废水常规处理技术的总称，其以常规处理为措施来对生产废水进行回收再利用处理，主要技术包括沉淀技术、微砂辅助沉淀技术、颗粒床过滤技术和气浮法。
        2.1.1沉淀技术。沉淀技术是反冲洗废水预处理技术的代表，其依靠在添加混凝剂来实现对上清液水质状态指标提升，以保证再利用水质达到使用标准。沉淀技术具有费用较低的优势，但水质的差异性使得混凝剂的投加量难以精确。另外，混凝-沉淀回用滤池反冲洗废水会引起致病微生物的增加，因此此技术的回收再利用效果并不可靠。
        2.1.2微砂辅助沉淀技术。微砂辅助沉淀技术是通过添加微砂和混凝剂来提高上清液的絮凝和澄清效果。由于该技术既适用于低浊水，又适用于高浊水，因此该技术具有适用性强的特点。但从自来水厂的效益角度考虑，该技术所需投资较高，且施工工艺相对复杂，因此从生产废水回收利用效益角度考虑，该技术并不值得推广。
        2.1.3气浮法。气浮法是利用气泡上升原理，将悬浮物带离上清液，达到水处理效果。通常情况下气浮法是依靠加压溶气来完成气浮处理过程的。气浮法对排泥水的浓缩含固率能够达到3%以上，具有良好的脱水效果。气浮法对密度低的颗粒物有非常好的去除效果，这样可以大大降低混凝剂的投加量。但是气浮法的设备较为复杂，运行过程中控制的参数较多，一次性投资和后期维护费用都偏高，因此从经济性角度考虑，该技术很难得到推广。另外，气浮法也存在导致水中致病微生物增加的隐患，这也限制了气浮法在生产废水再利用方面的应用。
        2.1.4颗粒床过滤技术。颗粒床过滤技术是一种深层过滤技术，其对于滤池反冲洗水的再利用处理效果较好。在使用该技术时，对于水质较好的反冲洗废水可直接进行处理，若废水为高浊水则需先澄清再进行处理，以避免出现颗粒床堵塞情况。相比于沉淀、气浮法，颗粒床过滤技术的适用性更强。但是颗粒床过滤技术的投入成本较高，且操作较为复杂。另外，由于颗粒床滤池也需要冲洗，这会大大降低反冲洗废水的再利用率。
        2.2膜分离技术
        膜分离技术是以机械筛滤为机理来进行废水回收再利用，膜分离技术种类较多，其中以超滤技术（UF）使用最为广泛。超滤技术对隐孢子虫、贾第虫、细菌和病毒的去除效果明显。经过超滤技术处理的反冲洗废水，平均浊度小于0.12NTU，大肠杆菌总数为0，对COD及UV254的去除率为20%~80%，分别稳定在0.6·mgL－1和0.009cm－1左右，铁含量小于0.3·mgL－1。由此可以看出膜分离技术处理过的生产废水可以在没有任何安全隐患的条件下使用。需要注意的是该技术会产生膜污染情况，需进一步处理。
        2.3对比分析（见表1）

        三、结束语
        经过文章分析，得出以下结论：（1）处理再利用方法对自来水厂生产废水的处理效果要好于直接再利用方法；（2）经过处理再利用方法中各种处理技术对生产废水处理综合效果对比分析，膜分离技术是综合能效最好的自来水厂生产废水处理再利用技术；（3）在自来水厂的生产废水处理再利用中，膜分离处理技术可以进一步推广，但需要处理好其膜污染问题。

        参考文献：
        [1]水厂生产废水超滤过程中膜污染特性研究[J].高国伟,何文杰,李荣光,谭浩强.供水技术.2011(05)
        [2]关于自来水厂生产废水的再利用[J].高德重,张秀志.科技信息.2011(03)

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