凈水廠生產廢水再利用途徑探討

◇臨渙水務股份有限公司 張林 趙世全 孟浩 吳書龍 張良

依據臨渙水務股份有限公司凈水生產各工段水質特點，結合實際生產運行特點，分別提出了反沖洗水、排泥水和反滲透濃水的回用方案，可實現凈水廠生產廢水再回用，顯著提高了凈水廠運行效益。

1 引言

臨渙水務股份有限公司位于安徽省淮北市某工業園區，為工業基地供應工業清水和除鹽水。公司工業清水系統的生產工藝為“反應+沉淀+過濾+消毒”工藝，除鹽水系統以工業清水為水源，采用超濾+反滲透+混合離子交換處理工藝，工業凈水年均供水約2000多萬噸。因濾池反沖洗和排泥水年排廢水約占取水量的2-10%[1]，且其所含污染種類較簡單，回收再利用潛力巨大。基于上述現狀，探討凈水廠生產廢水再利用途徑，可顯著降低凈水廠自用水量，顯著提高水資源的利用率，降低企業運行成本。

2 凈水廠各工段水質特征分析

對本廠水處理各工段排水水質分析如表1所示，與進水相比較，發現沉淀排泥水和過濾反沖洗排泥水除濁度顯著增加外，其余水質指標未發生顯著變化，只需要對其濁度進行簡單處理后就可回用。反滲透排水的堿度、硬度、氯離子和總固體含量提升4倍左右，且色度和濁度很低。各工段生產尾水的回用與其水質緊密相關，導致反沖洗水和沉淀排泥水與反滲透濃水的再利用方式存在一定的差別。結合各工段生產尾水水質特點，對沉淀池排泥水和反沖洗水進行回收水資源再利用，對反滲透濃水的再利用方式以回收氯離子為主。

表1 臨渙水務有限公司源水和各工藝段排水水質特征

3 生產廢水回用方式探討

3.1 反沖洗水和沉泥水回用方案探討

臨渙水務有限公司年均產生濾池反沖洗水約100余萬噸，排泥水約20余萬噸，結合本廠實際情況，考慮到直接回用生產廢水導致沉淀池出水濁度和顆粒物濃度明顯升高，對凈水廠處理水水質安全造成一定的安全隱患。因此，本廠將上述生產廢水引入收集池內，具體采用的回用方案如圖1所示。

圖1 臨渙水務工業清水尾水收集及回用方案

將沉淀排泥水先進行沉淀處理，進行泥水分離，可將沉淀后污泥經儲泥池重力濃縮、濃縮機濃縮、高壓板框壓縮機脫水和風干后外運至合作單位資源化利用；污泥濃縮的壓濾液再次排至泥水收集池；儲泥池上清液、過濾反沖洗、超濾反沖洗水和濕床再生中和廢水等廢水因濁度、鹽分、堿度和硬度等含量與源水差異較小，集中儲存在反沖洗收集池內，可作為凈水廠的補充水源水，通過回流泵將收集池內水體泵入混凝池再利用。此外，為克服高峰用水需求，還可以將反沖洗收集池作為水廠生產水源調節池，用來調節取水泵站與生產用水之間的水量平衡。

生產廢水回用的重中之重是合理控制生產廢水的回流比例，有效控制回流比例能夠最大程度地減少回流風險，保證供水水質的安全。為避免生產廢水回流對凈水水質的影響，將生產廢水回流比例控制在原水進水的10%以內時，既能提高原水混凝、沉淀碰撞幾率，促進混凝效果[2]，也有學者指出生產廢水回用比例在20%以內，對水廠過濾工藝出水不會造成顯著影響[3]，但反沖洗廢水既聚集隱孢子蟲和賈地鞭毛蟲卵囊，又濃縮其他病原體類污染物，需強化此類物質的去除效果[4]。鑒于本凈水廠采用混合回用模式，將各工段尾水集中收集在反沖洗收集池內，并進行沉淀，通過調整回流泵吸入口位置，將生產廢水泵入絮凝池進行回用；同時還利用在線自動化控制系統嚴格控制生產廢水回用比處于10%以內，此外，還通過全流程水質檢測保證凈水廠出水水質。

3.2 反滲透濃水回用

反滲透濃水約占其處理水量的25%[5]，具有高鹽度、營養物質和有機污染物等水質特征，直接排放會造成環境危害[6-7]。現階段反滲透濃水的處理方法有回流利用[8]、資源化利用[5]和蒸發濃縮[9]等。考慮到消毒是凈水處理工藝中重要的組成部分，以及近年來對易爆危險化學品運輸和儲存管控力度的強化，通過對安全風險、運行管理、生產成本等多因素的綜合分析，并結合反滲透濃水水質特點和本廠實際情況，確定采用反滲透濃水制備次氯酸鈉為凈水廠供應消毒劑。因此，反滲透濃水再利用方案如圖2所示。

圖2 反滲透濃水再利用途徑

本廠對反滲透濃水再利用方式有兩種：①氯離子再利用：采用電解法電解反滲透濃水制備次氯酸鈉，首先通過過濾和軟化器降低其硬度和污染物濃度，后經泵泵入次氯酸鈉發生器制備次氯酸鈉溶液用于凈水消毒工藝；②水資源再利用：考慮到臨渙水務有限公司年產超濾反洗水水量遠超制備消毒劑使用量，且反滲透濃水中濁度低，理論上可用于替代濾池反沖洗用水，為避免微生物安全性方面的擔憂，所以本廠將多余的反滲透濃水回流至反沖洗收集池，然后回流再利用，提高水資源的利用率。

4 結論

依據凈水廠源水和各工段排水水質特點，結合臨渙水務股份有限公司實際運行情況，在保證凈水廠運行穩定的基礎上，提出了濾池反沖洗、沉淀池排泥水和反滲透濃水回用方案，實現了凈水廠生產廢水再回用，顯著提高了水資源的利用率，實現了凈水廠運行的社會效益、經濟效益和環境效益三者的有機統一。