淺談自來水廠生產廢水的再利用

摘 要：文章對自來水廠生產廢水的直接再利用與處理再利用方法進行了討論，并對各技術的優缺點進行了對比分析，經過對比分析得出處理再利用方法當中的膜分離技術為自來水廠生產廢水再利用綜合效果最好的技術。

關鍵詞：自來水廠；生產廢水；廢水回收；廢水利用

自來水廠生產廢水的回收再利用，不僅實現了節約水資源的目的，同時也提升了自來水廠的整體運營能力，從而降低了自來水廠的廢水排放量，對于廢水排放條件差的自來水廠效果更佳。由于生產廢水中含有原水全部雜質和生產中投入的藥劑，加之產生的隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲等生物因素，因此，對自來水生產廢水的回收再利用具有一定的風險性，在進行生產廢水再利用過程中，自來水廠要對生產廢水的回收再利用技術進行仔細的研究分析。從我國當前的技術水平角度分析，有兩種形式能夠實現對自來水廠生產廢水的再利用目標，其一是對生產廢水的直接再利用，其二是對生產廢水的處理后再利用。

1 生產廢水的直接再利用

生產廢水的直接再利用方式對生產廢水回收方式有兩種，其一是濾池反沖洗廢水直接回收，其二是生產廢水上清液回收。

1.1 濾池反沖洗廢水直接回收

濾池反沖洗廢水直接回收方式是通過設置回收池的方式來將濾池當中的反沖洗廢水進行收集，然后對廢水進行提升，當廢水提升至原水絮凝狀態時，對其進行回收。

1.2 生產廢水上清液回收

生產廢水上清液回收方式是通過設置污泥濃縮池來對沉淀池排泥水和濾池反沖洗水進行濃縮，當污泥濃縮池中的上清液狀態提升至原水絮凝狀態前，對其加以回收。

1.2.1 合建式與分建式處理模式。在上清液回收方式當中，按照生產廢水回收方式的不同，可以將其分為合建式與分建式兩種處理模式。其中將濾池反沖洗廢水和沉淀池排泥水收集到同一構筑物當中的方式為合建式（圖1）；將濾池反沖洗廢水和沉淀池排泥水收集到不同構筑物當中的方式則為分建式（圖2）。

圖1 合建式處理模式

圖2 分建式處理模式

1.2.2 合建式與分建式處理模式效果對比分析。合建式處理模式具有工藝簡單的優勢，并且能夠有效降低污泥濃縮池的容積。但排泥水具有含固量較高但水量較小的特點，反沖洗廢水則具有水含固量較低但水量較大的特點，水質上的差異性使合建式處理水在調節后容易出現污泥濃度偏低，上清液水質較差的問題。

分建式處理模式雖然處理工藝較復雜，且需要較大容積的污泥濃縮池和兩個廢水收集構筑物。但其將具有兩種不同水質特點的排泥水和反沖洗廢水的分別收集模式，能夠保證調節時的上清液水質質量。自來水廠要根據生產廢水再利用的具體用途來選擇具體的回收處理模式。

1.3 直接再利用方式效果分析

生產廢水的直接再利用方式具有費用低的優勢，加上上清液回收方式當中的污泥處理可以與廠區的污泥處理系統一起實施，因此其經濟效益是十分可觀的。但是經過直接再利用處理方式之后的生產廢水水質狀態，很難保持在一個相對安全、穩定的狀態上。這是因為生產廢水中濃縮了大量的隱孢子蟲卵囊和賈第鞭毛蟲孢囊，兩種蟲類都具有較強的抗氯性，如果直接對濾池當中的反沖洗水進行再利用，那么自來水廠不同加氯點與廢水中有機物會產生作用，這會極大程度提升再利用廢水的消毒副產物存在隱患，所以必須要加強對此方法的水質監測，如果回收水質不符合再利用標準，那么則必須要降低再利用負荷或放棄再利用。

2 生產廢水的處理再利用

生產廢水的處理后再利用是指將生產廢水處理到上清液狀態后，等到上清液水質狀態指標達到原水常規化化學指標、生物指標要求后，再對其進行回收利用。目前，生產廢水的處理后再利用技術可以分為兩種，其一是常規處理回用技術，其二是膜分離技術。

2.1 常規處理再利用技術

常規處理再利用技術是對生產廢水常規處理技術的總稱，其以常規處理為措施來對生產廢水進行回收再利用處理，主要技術包括沉淀技術、微砂輔助沉淀技術、顆粒床過濾技術和氣浮法。

2.1.1 沉淀技術。沉淀技術是反沖洗廢水預處理技術的代表，其依靠在添加混凝劑來實現對上清液水質狀態指標提升，以保證再利用水質達到使用標準。沉淀技術具有費用較低的優勢，但水質的差異性使得混凝劑的投加量難以精確。另外，混凝-沉淀回用濾池反沖洗廢水會引起致病微生物的增加，因此此技術的回收再利用效果并不可靠。

2.1.2 微砂輔助沉淀技術。微砂輔助沉淀技術是通過添加微砂和混凝劑來提高上清液的絮凝和澄清效果。由于該技術既適用于低濁水，又適用于高濁水，因此該技術具有適用性強的特點。但從自來水廠的效益角度考慮，該技術所需投資較高，且施工工藝相對復雜，因此從生產廢水回收利用效益角度考慮，該技術并不值得推廣。

2.1.3 氣浮法。氣浮法是利用氣泡上升原理，將懸浮物帶離上清液，達到水處理效果。通常情況下氣浮法是依靠加壓溶氣來完成氣浮處理過程的。氣浮法對排泥水的濃縮含固率能夠達到3%以上，具有良好的脫水效果。氣浮法對密度低的顆粒物有非常好的去除效果，這樣可以大大降低混凝劑的投加量。但是氣浮法的設備較為復雜，運行過程中控制的參數較多，一次性投資和后期維護費用都偏高，因此從經濟性角度考慮，該技術很難得到推廣。另外，氣浮法也存在導致水中致病微生物增加的隱患，這也限制了氣浮法在生產廢水再利用方面的應用。

2.1.4 顆粒床過濾技術。顆粒床過濾技術是一種深層過濾技術，其對于濾池反沖洗水的再利用處理效果較好。在使用該技術時，對于水質較好的反沖洗廢水可直接進行處理，若廢水為高濁水則需先澄清再進行處理，以避免出現顆粒床堵塞情況。相比于沉淀、氣浮法，顆粒床過濾技術的適用性更強。但是顆粒床過濾技術的投入成本較高，且操作較為復雜。另外，由于顆粒床濾池也需要沖洗，這會大大降低反沖洗廢水的再利用率。

2.2 膜分離技術

膜分離技術是以機械篩濾為機理來進行廢水回收再利用，膜分離技術種類較多，其中以超濾技術（UF）使用最為廣泛。超濾技術對隱孢子蟲、賈第蟲、細菌和病毒的去除效果明顯。經過超濾技術處理的反沖洗廢水，平均濁度小于0.12NTU，大腸桿菌總數為0，對COD及UV254的去除率為20%～80%，分別穩定在0.6·mgL-1和0.009cm-1左右，鐵含量小于0.3·mgL-1。由此可以看出膜分離技術處理過的生產廢水可以在沒有任何安全隱患的條件下使用。需要注意的是該技術會產生膜污染情況，需進一步處理。

2.3 對比分析（見表1）

3 結束語

經過文章分析，得出以下結論：（1）處理再利用方法對自來水廠生產廢水的處理效果要好于直接再利用方法；（2）經過處理再利用方法中各種處理技術對生產廢水處理綜合效果對比分析，膜分離技術是綜合能效最好的自來水廠生產廢水處理再利用技術；（3）在自來水廠的生產廢水處理再利用中，膜分離處理技術可以進一步推廣，但需要處理好其膜污染問題。

參考文獻

[1]趙斐然.水廠廢水水質特征及污染物在流動水體中遷移規律研究[D].武漢理工大學，2008.

[2]劉國偉.供水廠改擴建過程水質污染應急技術優選研究[D].長沙理工大學，2012.

[3]李文英.凈水廠生產廢水回用風險分析及控制研究[D].西安建筑科技大學，2012.