水廠生產廢水回用方案設計論文

摘 要:某水廠採用濾池反衝洗水直接回收方式進行生產廢水回收。生產廢水回用在一定程度上節約水資源,節省能耗,在原水濁度較低的時候還可以改善反應條件,節省礬耗。回用水系統的運行必須根據水廠生產廢水排放情況以及原水情況進行控制。

關鍵詞:排泥水;反衝洗廢水;迴流比;直接回收

　　1.項目背景

自來水廠的生產廢水主要來自沉澱池或澄清池的排泥水和濾池的反衝洗廢水,可佔整個水廠日產水量的3%~7%。對這部分水進行回用,不僅可以節約水資源,提高水廠的運營能力,還可減少廢水的`排放量。

某水廠2011全年取水總量140965400 m3/d,日均取水量386207 m3/d,全年供水總量132076534 m3/d,日均供水總量361854,取供比(取水量與供水總量的比值)爲1.067。水廠運行過程中總的生產廢水排放量約爲17611m3/d,包括沉澱池排泥水9040 m3/d,濾池反衝洗水8571 m3/d,總排放量佔2011年平均取水量的4.56%。如果將這部分的水回收利用,在一定程度上可以節約水資源,節省能耗。同時由於部分季節原水濁度較低,若生產廢水回收利用,在一定程度上可以改善反應條件,節省礬耗。因此,有必要考慮水廠生產廢水回收利用。

　　2.概況

2.1生產廢水排放現狀

該水廠現有生產廢水排水系統與生活污水排水系統採用分流制。沉澱池排泥水和濾池反衝洗水分別排入生產廢水排水系統,由一條DN1000管收集後排放至污泥處理系統。

現有平流沉澱池4組,每組池排泥水量約爲1130m3,排放時間約爲90min,排泥週期爲12h,每次排泥1組,一天的總排水量爲9040 m3。

現有普通快濾池20組,每組池反衝洗水量約爲500m3,水洗歷時7min,沖洗週期爲28h。每次排泥1組,一天的總排水量爲8571 m3。

2.2 生產廢水水質

對生產廢水進行取樣分析,具體水質數據見下表:

濾池反衝洗水水質檢測數據

注:除渾濁度項目外,其餘項目取靜止30min(或離心後)上清液進行檢測。

沉澱池排泥水水質檢測數據

水廠運行過程中排放的生產廢水水質較好,僅鐵、錳、鋁有超標現象,沉澱池排泥水濁度和色度較高,濾池反衝洗水在沖洗初期濁度較高、中末期濁度較低且鐵、錳、鋁均達標。

　　3.回用水系統設計

3.1回用方式

目前,生產廢水回收利用的方式主要有兩種:直接回收,處理後再回收。直接回用是目前國內採用較多的方式,主要有濾池反衝洗水直接回收和生產廢水上清液回收。前者設置回收池,將濾池反衝洗廢水加以收集,提升至原水絮凝前加以回收。後者設置污泥濃縮池,沉澱池排泥水和濾池反衝洗水經過濃縮,上清液提升至原水絮凝前加以回收,底部污泥進入後續污泥處理系統。

該水廠生產廢水各項水質(特別是濾池反衝洗水中末期的水質)指標較好,可以考慮直接回收方式。由於該水廠污泥處理系統濃縮池距離常規處理系統構築物較遠,且地形複雜,不利於回用管道的設置,故採用濾池反衝洗水直接回收方式,靠近濾池設置回收池收集反衝洗水進行回用。

3.2回用水量

在生產廢水直接回用方面,國內外學者做了大量研究,證明迴流比例5%~10%的濾池反衝洗水能夠顯着提高混凝過程中DOC的去除率,可以改善混凝性能,減少混凝劑的投藥量。

《城鎮供水廠運行、維護及安全技術規程》(CJJ58-2009)3.2.4:當濾池沖洗水經沉澱後的上清液和污泥濃縮上清液回用時,迴流量與原水比宜爲5%~10%。

該水廠日均取水量386207 m3/d,按5%~10%迴流比計算,迴流量Q應控制在19310 m3/d~38621 m3/d。由於水廠清洗濾池主要在深夜用水低峯期進行,這個時期的供水量相對低,所以選用日均供水量5%的迴流比,迴流量爲19310 m3/d,即805 m3/h。

3.3回收池設計

每組濾池反衝洗水量約爲500m3,水洗歷時7min,迴流量Q爲805 m3/h,所需調節容積爲406 m3。根據現場條件在濾池附近地塊設置一座20m×5m,有效水深爲4m的回收池,其有效容積V爲400 m3。

回收池內設置兩臺潛污泵,抽取上清液至原水絮凝前加以回收。潛水泵一大一小,大泵流量1000m3/h,揚程13m,功率55Kw;小泵流量600m3/h,揚程12m,功率30Kw;據污水池水位、水廠生產廢水排放情況以及原水情況控制泵組啓閉。

3.4運行控制

在運行時首先制定一個回用水標準,並根據此標準配置在線的水質檢測自控儀表,納入水廠的PLC控制,以便根據其反饋值對回用水系統的運行進行控制。

高峯用水期,啓動一大一小兩臺潛污泵進行生產廢水回用;低峯用水期根據實際情況啓動一臺大泵或小泵進行生產廢水回用。當回用水質或原水水質不滿足生產廢水回用標準,則關閉回收池進水閥門,反衝洗水進入污泥處理系統進行處理。

根據回收池底泥積聚情況,可通過回用管道的閥門控制,啓動潛污泵抽取底泥至污泥處理系統進行處理。

3.5經濟效益

廢水回用在一定程度上節約水資源,節省能耗,在原水濁度較低的時候還可以改善反應條件,節省礬耗。

經計算:該水廠生產廢水回用項目可節省水資源費30.03萬元/年,節省取水電量2179 kw.h/d,節省取水電費60.45萬元/年,增加回收水電量394 kw.h/d,節省取水電費11.66萬元/年,經濟效益顯着。

　　4.結論

(1)在判斷生產廢水是否回用時,應根據原水和生產廢水的水質、水量等因素進行分析:

當原水水量足以滿足供水要求且費用較低,而生產廢水必須先處理再回用,回用費用遠高於原水費時,可以不考慮回用。

當原水費用較高,而生產廢水的水質較好可不處理,回用費用低於原水費用時,可以考慮直接回用。

當原水水量較緊張且費用較高,而生產廢水的水質經過簡單處理可以滿足回用要求,回用費用與原水費用接近時,可以考慮處理回用。

(2)回用水系統的運行必須根據水廠生產廢水排放情況以及原水情況進行控制。

(3)回用水系統的設計應結合水廠的污泥處理系統一併考慮。

參考資料:

[1] 許嘉炯,鄭志民,許建華.關於自來水廠生產廢水的回用.《淨水技術》2003年第01期.

[2] 楊金滿 賈瑞寶.自來水廠生產廢水回用工藝研究進展.《水處理技術》2012年第02期.