净水厂生产废水再利用途径探讨

2022-05-11临涣水务股份有限公司张林赵世全孟浩吴书龙张良

内江科技 2022年4期

◇临涣水务股份有限公司张林赵世全孟浩吴书龙张良

依据临涣水务股份有限公司净水生产各工段水质特点，结合实际生产运行特点，分别提出了反冲洗水、排泥水和反渗透浓水的回用方案，可实现净水厂生产废水再回用，显著提高了净水厂运行效益。

1 引言

临涣水务股份有限公司位于安徽省淮北市某工业园区，为工业基地供应工业清水和除盐水。公司工业清水系统的生产工艺为“反应+沉淀+过滤+消毒”工艺，除盐水系统以工业清水为水源，采用超滤+反渗透+混合离子交换处理工艺，工业净水年均供水约2000多万吨。因滤池反冲洗和排泥水年排废水约占取水量的2-10%[1]，且其所含污染种类较简单，回收再利用潜力巨大。基于上述现状，探讨净水厂生产废水再利用途径，可显著降低净水厂自用水量，显著提高水资源的利用率，降低企业运行成本。

2 净水厂各工段水质特征分析

对本厂水处理各工段排水水质分析如表1所示，与进水相比较，发现沉淀排泥水和过滤反冲洗排泥水除浊度显著增加外，其余水质指标未发生显著变化，只需要对其浊度进行简单处理后就可回用。反渗透排水的碱度、硬度、氯离子和总固体含量提升4倍左右，且色度和浊度很低。各工段生产尾水的回用与其水质紧密相关，导致反冲洗水和沉淀排泥水与反渗透浓水的再利用方式存在一定的差别。结合各工段生产尾水水质特点，对沉淀池排泥水和反冲洗水进行回收水资源再利用，对反渗透浓水的再利用方式以回收氯离子为主。

表1 临涣水务有限公司源水和各工艺段排水水质特征

3 生产废水回用方式探讨

3.1 反冲洗水和沉泥水回用方案探讨

临涣水务有限公司年均产生滤池反冲洗水约100余万吨，排泥水约20余万吨，结合本厂实际情况，考虑到直接回用生产废水导致沉淀池出水浊度和颗粒物浓度明显升高，对净水厂处理水水质安全造成一定的安全隐患。因此，本厂将上述生产废水引入收集池内，具体采用的回用方案如图1所示。

图1 临涣水务工业清水尾水收集及回用方案

将沉淀排泥水先进行沉淀处理，进行泥水分离，可将沉淀后污泥经储泥池重力浓缩、浓缩机浓缩、高压板框压缩机脱水和风干后外运至合作单位资源化利用；污泥浓缩的压滤液再次排至泥水收集池；储泥池上清液、过滤反冲洗、超滤反冲洗水和湿床再生中和废水等废水因浊度、盐分、碱度和硬度等含量与源水差异较小，集中储存在反冲洗收集池内，可作为净水厂的补充水源水，通过回流泵将收集池内水体泵入混凝池再利用。此外，为克服高峰用水需求，还可以将反冲洗收集池作为水厂生产水源调节池，用来调节取水泵站与生产用水之间的水量平衡。

生产废水回用的重中之重是合理控制生产废水的回流比例，有效控制回流比例能够最大程度地减少回流风险，保证供水水质的安全。为避免生产废水回流对净水水质的影响，将生产废水回流比例控制在原水进水的10%以内时，既能提高原水混凝、沉淀碰撞几率，促进混凝效果[2]，也有学者指出生产废水回用比例在20%以内，对水厂过滤工艺出水不会造成显著影响[3]，但反冲洗废水既聚集隐孢子虫和贾地鞭毛虫卵囊，又浓缩其他病原体类污染物，需强化此类物质的去除效果[4]。鉴于本净水厂采用混合回用模式，将各工段尾水集中收集在反冲洗收集池内，并进行沉淀，通过调整回流泵吸入口位置，将生产废水泵入絮凝池进行回用；同时还利用在线自动化控制系统严格控制生产废水回用比处于10%以内，此外，还通过全流程水质检测保证净水厂出水水质。

3.2 反渗透浓水回用

反渗透浓水约占其处理水量的25%[5]，具有高盐度、营养物质和有机污染物等水质特征，直接排放会造成环境危害[6-7]。现阶段反渗透浓水的处理方法有回流利用[8]、资源化利用[5]和蒸发浓缩[9]等。考虑到消毒是净水处理工艺中重要的组成部分，以及近年来对易爆危险化学品运输和储存管控力度的强化，通过对安全风险、运行管理、生产成本等多因素的综合分析，并结合反渗透浓水水质特点和本厂实际情况，确定采用反渗透浓水制备次氯酸钠为净水厂供应消毒剂。因此，反渗透浓水再利用方案如图2所示。

图2 反渗透浓水再利用途径

本厂对反渗透浓水再利用方式有两种：①氯离子再利用：采用电解法电解反渗透浓水制备次氯酸钠，首先通过过滤和软化器降低其硬度和污染物浓度，后经泵泵入次氯酸钠发生器制备次氯酸钠溶液用于净水消毒工艺；②水资源再利用：考虑到临涣水务有限公司年产超滤反洗水水量远超制备消毒剂使用量，且反渗透浓水中浊度低，理论上可用于替代滤池反冲洗用水，为避免微生物安全性方面的担忧，所以本厂将多余的反渗透浓水回流至反冲洗收集池，然后回流再利用，提高水资源的利用率。