滤池反洗水直接回用的应用研究与安全性分析

摘要

自来水厂在生产供给大量饮用水的同时，避免不了产生一部分生产废水，这部分生产废水在传统水处理工艺中并不受重视，一般采取了直接排放的方式打入到排水管网。这些生产废水主要来自于给水厂处理工艺中混凝沉淀和过滤单元，以排泥水和反冲洗废水为主，这两部分占到了自来水厂生产水量的4％～7％左右，对于日产量几十万吨甚至几百万吨的供水厂来说，这部分生产废水量已然很大。并且随着我国对水资源与水环境的越加重视，这部分生产废水的处理问题已经被广泛的关注。为了解决上述问题，供水厂的生产废水回用应运而生，此方式既能解决水资源短缺严重制约社会发展的问题，也降低了排放量，同时免除了直排废水中大量污染物对水环境及土地带来不良影响，所以为生产废水的处置提供了重要的社会效益和经济效益。
　　本课题选用广东DE水厂作为研究对象，通过小试试验探究反冲洗废水回用对水质各类指标的影响，并开展短周期生产试验和长周期生产试验监测反冲洗废水的回流对各工艺单元出水水质指标的影响。另外引入生物测试技术手段，提出的生物安全性评价检测体系，主要研究成果和结论如下：
　　自来水厂的生产废水中，排泥水比滤池反冲洗水污染程度更高，成分更为复杂。沉淀池前端总固体最高达33100mg/L，静沉实验发现前端排泥水达到压密点时间较长，一般为30min左右。Al、Fe、Mn等金属元素大多在沉淀工艺得以去除，主要由于沉淀池里絮体的吸附作用，故排泥水中金属元素含量较高，并出现沿池长从前往后逐渐较少的趋势。而滤池反冲洗水的固体颗粒含量随反冲洗时间阶段性降低，最后基本维持在5NTU左右。反冲洗废水部分金属指标仍超出原水的几十倍，所以在直接回用中应重点关注金属离子的富集问题。
　　通过反冲洗废水回流小试实验，在20%回流比的范围内发现随着反冲洗水回用比例的升高，沉后水浊度呈现降低趋势。在CODMn指标上，当回用比例小于6%时，出水有明显的下降，回流比在6%～10%之间时，出现缓慢升高的趋势。回流比在6%以内时，出水细菌总数没有出现显著的升高，但超过此比例以后，便开始明显升高。对于 Al、Fe、Mn、Cd几种金属元素而言，在一定回流比例内并不会在沉后水中富集，反而会得到更有效的去除。
　　在实际生产中，回流工艺不会引起沉后水和滤后水的CODMn、NH3-N和DOC的显著变化，通过双T尾检验可知除了沉后水SS指标外P值均大于0.05。并且对浊度等固体颗粒含量有强化去除的效果。长周期监测发现反冲洗废水回流对沉后水和滤后水浊度、NH3-N、CODMn均无明显影响，这些指标的出水也远低于国家标准的限值要求。
　　生物安全性评价方面，细菌学测定发现反冲洗废水的回用并不会增加滤后水中的菌落总数，但会在一定程度上增加滤后水总大肠杆菌和粪链球菌的含量，其他细菌均无检出，这主要是由于该厂回流比较小，故影响较低。发光细菌的急性毒性试验和鱼类急性毒性试验表明反冲洗废水回用并不会对出水带来急性毒性风险，氯化汞急性毒性浓度当量均在0.02mg/L以内，斑马鱼也均无死亡和异常情况。SOS/umu遗传毒性试验表明，回用反冲洗废水会增加滤后水中直接遗传毒性物质升高的风险，但也会强化出水中间接遗传毒性物质的去除。其致癌风险均小于10-5的控制标准，因此处于一个安全水平。
　　通过以上研究来看反冲洗废水在一定安全的回流比条件下对自来水厂出水水质无明显影响，符合国家饮用水安全的相关标准。

目录

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 给水厂生产废水的组成特性

1.3 给水厂生产废水的回用方式

1.4 国内外生产废水回用研究现状

1.5 课题来源、目的、研究内容与技术路线

第2章 试验材料与方法

2.1 DE水厂概况及工艺流程

2.2 DE水厂生产废水处理或回用方式

2.3 检测指标的筛选及方法

2.4 回用工艺生产试验控制方法

2.5 生物安全性评价体系和实验方法

第3章 废水产生单元及水质特性研究

3.1 引言

3.2 原水及出厂水水质特性

3.3 沉淀池排泥及其水质特性

3.4 反冲洗及其排水水质特性

3.5 排水池内部水质波动规律

3.6 本章小结

第4章 反冲洗废水回用小试与生产试验研究

4.1 引言

4.2 反冲洗废水回用小试实验研究

4.3 短周期生产试验研究

4.4长周期生产试验研究

4.5 本章小结

第5章 反冲洗水回用的生物安全性评价

5.1 引言

5.2 细菌学测定实验

5.3 发光细菌的急性毒性试验

5.4 鱼类急性毒性试验

5.5 SOS/umu遗传毒性试验

5.6 本章小结

结论与建议

参考文献

声明

致谢