1、净水厂生产废水回用风险分析及控制研究摘要：净水厂生产废水的直接排放不仅会造成受纳水体的严重污染，而且还会浪费大量水资源，由于生产废水中含有大量来自原水的污染物以及净水过程中投加的化学药剂，致使生产废水处理后回用可能存在一定的风险。本文分析了生产废水回用对现有水处理工艺和出水水质的影响，探讨水质的安全保障率和健康风险并针对健康风险值较高的指标，提出优化控制措施，以期为实际生产提供技术依据。 关键词：净水厂；废水回用；风险分析；控制 中图分类号：X702 文献标识码：A 1、前言 近年来，随着环境保护事业的不断发展以及人们环保意识的增强，人们逐渐意识到，净水厂在净水过程中所产生的生产废水，如未经处
2、理直接排放不仅会对受纳水体造成极大的污染，而且还会浪费大量的水资源。净水厂常规水处理工艺中，水厂的生产废水约占水厂总净水量的 4%7%，这些生产废水主要包括沉淀池（或澄清池）的排泥水以及滤池反冲洗水。如果将这部分生产废水直接排放，不仅造成水资源浪费，还会对环境造成不良影响。实现生产废水的回收利用，对于节省水资源，实现水资源的可持续发展，具有重要的经济意义和社会意义。 2、生产废水回用的风险分析 2.1、水量风险分析 由于原水水质的季节性波动，原水中各类污染物含量呈周期性变化，水厂净水系统中混凝投药量随原水水质变化，水厂沉淀/沉砂池的排泥量和滤池反冲洗水量也随原水水质呈周期性变化，生产废水总量因
3、时而异，超负荷的生产废水外排会影响受纳水体水质。 案例分析：水厂设计处理水量为 50000m3/d，排水量按 6%取，总排水量为 3000m3/d，澄滤池反洗排水量为 1370m3/d，清池排泥水量为1630m3/d。 D 型滤池反洗排水量为： (1)当汽水混充时，单组滤池反冲洗耗水量QAqt2463.6518.4m3 (2)当水漂洗时，单组滤池反冲洗耗水量QAqt242.83.6241.92m3 (3)单组滤池一次反冲洗总耗水量 Q760.32m3，24 小时反冲洗一次，反冲时间为 0.3h，6 组一天共耗水量为 1370m3。 2.2、水质风险分析 2.2.1、浊度 水厂生产废水富集了原水
4、中的大多数污染物，若回用水浊度很高，回用时可能会对净水工艺的正常运行造成影响。生产废水回用后，水厂出水浊度如果在 0.6 NTU 以下，满足出水浊度1 NTU 的水质标准要求。因此，回用水浊度的负荷冲击对原水水质的影响较小，没有影响水厂的出水水质，不存在风险。 2.2.2、氨氮 净水厂常规处理工艺中的混凝、沉淀和过滤单元均不能有效去除原水中的氨 氮，仅在加氯单元可将氨氮有效去除。因此，如果进入原水的氨氮含量升高，为保证出水氨氮达标，将使得水厂后续加氯量增大。水厂生产废水在回用过程中，尽管回用水中的氨氮含量有时会较高，甚至超出了进水水质标准。 2.2.3、铝 人体过量摄入铝会引起一些如骨质疏松、
5、肾功能失调、老年痴呆等疾病，因此必须严格控制出厂水中铝的含量，尤其是游离态铝。一般原水经过常规净水工艺中的混凝、沉淀以及过滤单元后，溶解态铝根本无法去除，约有 11%的铝仍残留于出厂水中，而胶体态铝则会进入沉淀污泥，进而随排泥进入生产废水处理系统。回用水中的铝多属于“游离态” ，由于游离铝的半衰期较长，在低浓度条件下也可以产生累积，且游离铝分子量较小，易通过肠壁进入血液。因此，相比于原水中的铝，回用水中的铝对人体造成的危害程度更大。 2.2.4、高锰酸钾 高锰酸钾指数是反映水体中有机物含量高低的水质指标。在净水工艺中，部 分有机物经氯化消毒后，会产生消毒副产物。因此，水体中的有机物含量越高，产
6、生消毒副产物的几率就越大。同时，出厂水中过高的有机物含量，还会加快供水管网中余氯的消耗速率，从而降低管网水质的稳定性。在常规水处理工艺中去除的有机物，将在生产废水处理系统中富集。在生产废水处理过程中，若不能将此部分有机物有效去除，其中的部分有机物还将可能重新进入净水工艺，从而导致原水中有机物含量的升高，进而影响出厂水中有机物的含量。 3、净水厂废水常规处理工艺 原 水 投药 泥饼外运 反洗进气 反洗进水 消毒 出水 3.1、调节 为了减轻水量和水质对水处理工艺负荷的冲击影响，确保净水厂生产废水，处理构筑物的均衡运行以及水质的相对稳定，需要对水量进行调节，对水质进行混合，一般都会在浓缩池前设置调
7、节池。当生产废水水质相对比较稳定时，只须设计水量调节池，对生产废水在水量上进行调节，以保障后续处理工艺在运行时能够得到稳定的进水量。当生产废水的水质波动较大时，为了减轻水质变化对后续处理工艺的冲击，需增设一定的混合搅拌设施，对水质进行均匀调节。 3.2、污泥浓缩 污泥浓缩的主要作用就是最大化的提高排泥水的含固率，减小污泥体积，进而减小后续处理设备的处理负荷。对于那些含水率高的生产废水浓缩较为困难，为了提高泥水的浓缩性，可投加絮凝剂，石灰、酸等或者设置二次浓缩。净水厂生产废水处理中的污泥浓缩大多采用重力浓缩，即通过重力作用实现自然沉降分离。 3.3、污泥调质 污泥调质是生产废水在浓缩和脱水之前进
8、行的预处理。污泥调质的主要目的 有：(1)改善污泥的沉降性能和脱水性能，通过调质过程使污泥絮体更易沉降、 浓缩和脱水；(2)稳定污泥的脱水性能，防止脱水过程中过滤介质的堵塞。目前，在各种污泥调质方法中，投加高分子絮凝剂 PAM 应用最为普遍。应用高分子絮凝剂 PAM 改善污泥脱水性能。胶体颗粒因具有电性而能够相对稳定的悬浮于水中，加入与胶体颗粒带相反电荷的高分子絮凝剂后，能够压缩胶体颗粒的扩散层，使胶体颗粒发生脱稳，从而提高凝聚性能。 3.4、污泥脱水 污泥脱水是污泥处理另一个非常重要的环节，脱水可将流动性质的泥水转变 为不具流动性、可进行处置的泥饼。净水厂生产废水经过污泥浓缩后，含水率大 概
9、在 95.0%-98.5%之间，仍然很高，需要通过污泥脱水将浓缩污泥的含水率进一 步降低到 75%以下。复杂的污泥组成结构使得其与水的亲和力较强，毛细水、吸附水和内部水较难脱水去除。在正常的污泥脱水后，为了方便泥饼的处理和处置，脱水污泥的含固率一般要求大于 20%。 3.5、超滤膜 超滤、微滤属于低压膜分离过程，在水的除浊和灭菌方面都具有良好的效果，但是，超滤分离物质的范围比微滤更广泛，同时它使用的压力远远低于反渗透和纳滤、并且产水量大，更便于操作，在饮用水处理领域中具有很强的应用优势。 超滤膜能够将溶液净化、分离或者浓缩，孔径为 0.005m -0.1m，能够过滤 去除水中的微粒、胶体物质和
10、细菌，去除率可达 99.9%，渗透压小于 0.1MPa，出水浊度0.2NTU，SDI3。 4、净水厂废水处理创新措施 (1)在出水水质长期、连续检测基础上，应把常规水质风险评价方法中的污染物浓度改进为污染物浓度的对数正态分布函数，同时运用累积概率分析方法，对出厂水水质的安全保障率进行了分析。与常规水质风险评价方法相比，该方法能更准确、全面的表征出厂水水质的安全性，可为水厂的安全供水提供理论参考。 (2)建立了出水水质健康风险评价模型，利用概率数值分析法和 Monte-Carlo 模拟方法，对出厂水水质进行了健康风险评价。此法可将出水水质与人体健康直接联系起来，实现了对水质健康风险的定量描述，可为水厂的风险控制提供决策依据。 5、结束语 综上所述，净水厂应展开生产废水回用风险的全面系统研究，找出生产废水系统中未发现的潜在风险，并对其进行测定、分析和控制。 参考文献： 1郑晓郁,姜东旭. 论述我国水资源紧缺及治理措施J.价值工程,2010(21). 2陶辉,王毅,韩伟等.城镇给水厂节水策略及效益分析J.给水排水,2007(12).
