给水厂生产尾水回用技术分析.pdf
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1、第 2 6卷第 1期 山 东 建 筑 大 学 学 报 生 旦一 : 坠 些 文章编号 : 1 6 7 3 7 6 4 4 ( 2 0 1 1 ) 0 1 一 O O 6 7 0 4 Vo 1 2 6 N o 1 F e b 2 0 1 l 给水 厂生产尾 水 回用技术分析 王鑫, 李梅 , 刘雷, 杨曦凯, 王静 ( 山东建筑大学 市政与环境工程学院,山东 济南 2 5 0 1 0 1 ) 摘要: 给水厂生产尾水包括沉淀池排泥水和滤池反冲洗水, 回用生产尾水对水资源的保护具有重要意义。通过 分析生产尾水的水质特点 , 探讨了生产尾水直接 回用、 膜过滤、 投加 P A M化学药剂等几种处理技术
2、, 并对这几 种技术的优缺点进行了分析和比较, 得出从饮用水安全角度考虑 , 膜技术在给水厂生产尾水的回收利用方面会 逐渐成为首选技术。 关键词 : 给水厂 ; 生产尾水 ; 直接 回用 ; 膜过滤 中图分类号: T U 9 9 1 1 文献标识码 : A Ana l y s i s o f t a i l wa t e r r e u s e t e c hn o l o g y i n wa t e r s up pl y p l a nt s W ANG Xi n,L I Me i ,L I U Le i ,e t a 1 ( S c h o o l o f Mu n i c i p a
3、 l a n d E n v i r o n me n t al E n g i n e e r i n g , S h a n d o n g J i a n z h u U n i v e r s i t y , J i n a n 2 5 0 1 0 1 , C h i n a ) Abs t r a c t: Th e r e u s e o f t a i l wa t e r i n wa t e r s u p p l y p l a n t s,i n c l u d i n g s e t t l i n g t a n k s l u d g e wa t e r a n
4、d fil t e r b a c k wa s h wa t e r ,i s o f g r e a t s i g n i fic a nc e t o t h e p r o t e c t i o n o f wa t e r r e s o u r c e s Th e r e us e t e c hn o l o g i e s s uc h a s di r e c t r e u s e,me mb r a n e fil t r a t i o n a nd c h e mi c al t r e a t me n t a r e d i s c u s s e d t
5、h r o u g h t h e a n a l y s i s o f t h e f e a t u r e s o f t a i l wa t e r F r o m t h e p e r s p e c t i v e o f t h e s a f e t y o f d r i n k i n g w a t e r ,b y a n aly z i n g t h e a d v a n - t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f t h e a b o v e t e C h n o l o g i e s , i t
6、i s b e l i e v e d t h a t me mb r a n e fi l t r a t i o n wi l l g r a d u a l l y b e c o me t h e p r i ma r y t e c h n o l o g y f o r r e c y c l i n g t a i l w a t e r i n wa t e r s u p p l y p l a n t s Ke y wo r d s: wa t e r s u p p l y pl a n t ;t a i l wa t e r;d i r e c t r e us e;m
7、e mb r a n e fil t r a t i o n 0 引言 随着社会经济的发展, 水资源供需矛盾将 日益 突出, 节约用水和高效用水是缓解水资源供需矛盾 的根本途径 。生产废 水排 至城市排水管 网, 造成 了 水资源的浪费。由于这部分水含有净水过程中使用 的化学药剂, 若不经处理就排人江河湖泊等水体, 会 对水体造成污染 , 同时还会淤积抬高河床 , 影响江河 的航运和行洪排涝能力 。解决好给水厂生产废水 的 问题 , 回收利用这部分水量 , 不仅节约 了水资源 , 改 善 了水环境 , 还可在一定 程度上可缓解水 资源紧缺 的矛盾 。尤其是对一些 严重缺水 城市来 说更是如 此
8、。从节约水资源和节约长距离引水的基建投资及 日常输水电耗等方 面考虑 , 生产尾水 的回收利用 的 效益是非常显著 的。 1 生产尾水的水质特征 1 1 滤池反冲洗水水质特点 原水经絮凝沉淀后 , 大量的悬浮物、 泥渣颗粒及 吸附在其表面的有机物 、 细菌等被去除 , 只是小颗粒 收稿 日期 : 2 0 1 01 2 0 7 基金项 目: 国家水体 污染控制与治理重 大专项 ( 2 0 0 8 Z X 0 7 4 2 2 0 0 3 ) 作者简介 : 王鑫 ( 1 9 8 7一), 女 , 山东济南人 , 在读硕 士, 主要从 事水 处理理论与技术研究E ma i l: a 1 2 3 3 3
9、 2 3 2 1 1 2 6 t o m 山 的杂质进入滤池并截留于滤料层中。滤池的反冲洗 出水是利用给水 厂清水池 中的水进行 滤池反 冲洗 时, 截留于滤料层中的杂质脱落下来随水排放而形 成的。大部分 A O C在混凝阶段附着于絮体中而被 沉淀去除 , 难以混凝沉淀去除的则被滤池截 留, 从而 造成滤池反冲洗水中的 A O C浓度较高。在藻类高 发季节 , 混凝沉淀难以去除的 MI B( 主要致嗅物质) 和藻类能够被滤池有效截 留, 并富集在反冲洗水中。 反冲洗水污泥浓度低, 一般含固率仅为 0 0 2 一 0 0 5 。 由于进入滤池的清水池 出水浊度相对稳定 , 故其污水的排放量变化较
10、小。因此 , 在普遍采用滤 前加氯的情况下, 其所含杂质成分与原水相比应更 简单、 有毒有害物质更少, 故将其回收利用是完全可 能的 。 1 2 沉淀池排泥水的水质特点 一 般来说 , 沉淀池排泥水中含有大量悬浮物 , 这 些悬浮物包括来 自原水的胶体颗粒 、 泥沙 、 藻类 、 细 菌、 给水处理中加入的混凝剂( 如硫酸铝、 氯化铁、 聚合氯化铝 、 聚合硫酸铝铁等 ) 形成 的氢氧化 物沉 淀以及水处理 中的其 它添加物 ( 如助凝剂、 硅 藻土 等) 等。排泥水中一般以无机成分为主, 有机成分 含量较少 , 有机成分 占排泥水悬浮物 的多少随原水 水质的不同而变化。沉淀池污泥 的生物活性
11、不强 , p H接近 中性。万里洪等 研究 表明 , 初始含 固率 小于 0 2 的沉淀池排 泥水 自然沉降 8 h后 上清液 浊度小于 5 0 N T U; 沉降污 泥 中絮凝剂含 量较高 , 虽 然延长沉降时间可继续提高沉降 比约 1 0 , 但会增 加沉降时间, 经济性较差。因此, 初始含固率小于 0 2 沉淀池排泥水 自然沉降8 h 后可直接回用至配 水井作为原水, 回用的上清液比例可达到 6 0 一 9 0 , 该部分 回用水中含有的一定量絮凝剂 , 对提高 水厂混凝效果有非常重要的意义。 2 生产尾水回用技术分析 沉淀池排泥水含水率一般为 9 9 7 左右 , 通常 比滤池反冲洗水
12、 的含 固率高 2 O 3 0倍以上 , 如实现 沉淀池智能化排泥 , 其排泥含水率将会降低。滤池 反冲洗水水量大于沉淀池排泥水水量 , 如果将这两 部分水量综合到一个集水池后进行处理, 这样虽省 去 了废水调节池 , 减少了部分基建投资和 占地 , 但沉 淀池排泥水易被滤池反冲洗水稀释 , 不利 于后续 的 污泥浓缩处理 , 浓缩池也因处理水量大、 浓缩效果差 而需增加基建投资和 占地。因此宜采用排泥水和反 冲洗水分别处理流程 , 处理后 的反 冲洗水和排泥水 的上清液输往絮凝池前, 将废水调节池内沉积泥液 用泵打人浓缩池进行浓缩。工艺流程见 图 1 。、 排泥水 反冲洗水 图 1 生严 废
13、 水 处 理 流 程 图 2 1 直接回收利用 采用直接回收利用 滤池反冲洗废水 的办法 , 将 其直接回送至絮凝池起端 , 充分利用反冲洗废水中 已形成的絮体对混凝的有利作用, 改善混凝沉淀性 能 J 。反冲洗水中含有大量的较粗颗粒, 当与原水 混合 , 加入混凝剂后 , 水解所形成的金属氢氧化物很 容易被反冲洗水 中粗 颗粒 吸附, 形 成较大 的矾花颗 粒 , 这样它们更易在水 中与原水 中胶体颗粒发生有 效碰撞, 形成更大的矾花, 从而使沉降速度加快。同 时 , 反冲洗水 中的颗粒较原水 中混凝反应直接形成 的矾花颗粒, 其间隙水和结合水都少, 也就是反冲洗 水中颗粒的密度更大, 这也
14、是增加其颗粒沉降效果 的一个重要原因。不 同浊度原水在相同混凝剂的条 件下 , 加入 1 0 一1 5 的反冲洗水 比不加入反冲洗 水时出水浊度降低 明显。因为反冲洗水在重新加入 混凝剂以后, 使颗粒的吸附和粘附等表面现象的活 性迅速恢复 , 凝聚脱稳的颗粒迅速增大。可以认为 , 这是水处理 的分级混凝、 分批量投入混凝剂所达到 的工艺效果 , 可减少混凝剂的投加量 。在美 国爆发 了多次与饮用水有关的隐孢子虫病, 其中数次与滤 池反冲洗废水回用 有关 , 因此滤池反冲洗废水直 接 回用 的微生物安全性引起特别重视。虽然这种 回 用方式费用较低 , 但需加强水质监测措施 , 一旦 回用 水水质
15、不能满足回用标准 , 必须降低 回用负荷或不 回用 。 吴灿东 研 究 了给水 厂生产废水 回用对水质 安全性的影 响, 试验在南方 H市 A水厂 内进行 , 混 凝剂为液体聚氯化铝 , 原水来 自 L江 , 属于低浊度 水 。水厂采用两组水处理流程 , 两组工艺的滤池反 一 雷 岛 王鑫等 : 给水厂 冲洗水均直接排入回收池然后 自流人吸水井并 由泵 提升至系统 2 。为 了增加 回用水浓度 , 试验期 间系 统 2部分沉淀池排泥水排人 回收水池。结果表 明, 回用一定含固率的生产废 水 , 增加了原水中颗粒 的 碰撞机会 , 增强了 A 1 ( O H) , 沉淀物的卷扫和吸附作 用 ,
16、有利于贾第鞭毛虫和隐孢子虫的去除 ; 在常规水 处理工艺条件下 , 强化混凝和优化过滤 , 生产废水直 接回用不会造成贾第鞭毛虫和隐孢子虫等原生动物 的累积 ; 通过 A m e s毒理学试验评价 生产废水 回用 后出厂水致畸致突变性 的变化 , 认 为回用生产废水 不会增加出厂水的污染 , 回用生产废水没有增强水 的致畸致突变性。 2 2 处 理后 回收 利用 2 2 1 投加化学药剂法 无机絮凝剂对污泥沉降 、 脱水性能的改善都非 常有 限, 有机絮凝剂都能有效改善污泥的沉降性能。 相对分子质量高的絮凝剂对污泥胶体颗粒 的絮凝作 用机理主要是吸附架桥或网捕、 卷扫 , 而不是电性中 和。高
17、分子量的有机絮凝剂有一定 的分子链长度 , 便于发挥较好的吸附和架桥作用 , 因此适宜于污泥 调质 。 聂小保等 采 用铁盐与 阴离子型 聚丙烯酰胺 联合调质方式 给水厂沉淀池排泥水和滤池反冲洗 水进行调质试验。试验条件下 , 阴离子型 P A M投加 率为 2 o , 铁盐与其投加质量 比为 1时 , 调质后污泥 絮体颗粒较大 , 沉速为 3 1 8 m m s, 污泥比阻为 4 1 0 “ m k g , 上清液浊度为 1 0 N T U, 与 阳离子 型 P A M 投加率为 4 o 时的调质效果相 当, 但药剂费用节 约 显著 , 利于回用 。 白建国等 探讨 了刘湾 水厂滤池 反冲洗
18、水 回 用 的可行性 , 在试验条件下 ,采用 聚合氯化铝铁作 为 混凝 剂 回收利 用 滤 池反 冲洗 水 ,在 投加 量 为 5 m g L时 , 通过管式 混合器投加 的条件下混凝效果 显著 ; 经混凝沉淀后 ,所得 可回用的上清液水 量为 反冲洗水量的 9 7 1 4 , 其水质优于原水水质 , 可直 接回用于原水中与原水一并进行 再处理 , 节约水资 源并提高水厂的产水效益; 反冲洗水回用后所产生 的污泥水为反冲洗水量 的 2 8 6 , 减少 了排污量 , 减轻了对环境的污染 和污水处理负荷 ; 试验所用 的 沉淀时间为 1 9 0 m i n , 水厂按每天三班生产, 每班反 冲
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