水厂滤池反冲洗水直接回用的试验研究
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摘 要: 通过实验室小试试验, 将滤池反冲洗水直接与原水按5%和10%的比例混合进行混凝沉淀试验。试验采用聚合氯化铝为混凝剂，对沉后水的浊度、铝、铁的去除效果进行了检查。试验结果表明: 滤池反冲洗废水可以提高对原水浊度的去除效果, 且滤池反冲洗废水回用后，沉后水中的残余铝、残余铁含量降低，铝、铁等金属指标的超标风险较低。
关键词:滤池反冲洗水、混凝沉淀、回用
中图分类号：C33 文献标识码：A 文章编号：
净水厂的滤池反冲洗水，根据工艺条件不同，水量一般可占整个水厂日产水量的3％～8％。传统制水工艺一般都将这部分水直接排放，既造成水资源的浪费，又会对环境造成不良的影响。南方某水厂水源采用长距离引水，水源为二类水源，水源水质良好，各项水质指标均达标，且该水源多以低浊水为主，低浊水一般不利于混凝沉淀，滤池反冲水中主要成分是原水中的悬浮物、胶体杂质及细碎的絮凝体，故从改善混凝效果、节约水资源及长距离引水的日常输水电耗等方面考虑回收利用这部分生产排放水。且某水厂基于生产工艺及场地的局限，打算未经处理直接回收利用。这部分生产排放水能否直接回用，关键在于回用后对水质产生的影响。本文通过实验室小试试验，以聚合氯化铝为混凝剂，研究滤池反冲洗水直接回用后对混凝条件及沉后水水质的影响。
1.试验装置与方法
1.1原水水质
试验所用原水、滤池反冲洗废水均取自南方某自来水厂，滤池反冲水取反冲洗前、中、后段水等量混合，各水质情况见表1。
表1：水样混凝实验前的水质情况
1.2 滤池反冲洗水回用比例的确定
水厂回收滤池反冲水的方式考虑为未经沉淀处理直接回收到一级蓄水池，由于滤池反冲洗水为间歇式产生，故存在回收水瞬时流量大，对原水水质影响较大的情况。因此，确定合理的回用水比例，使之既能达到回收目的，又能确保水质稳定达标，是水厂实现反冲洗水回用的最重要的控制指标之一。
从某水厂的实际生产来看，可计算出两个不同系统一个滤池进行冲洗时回用水量比例分别约为5%和10%。本次烧杯混凝试验针对生产中最容易出现的两个回用水比例5%、10%进行试验，并与原水进行对比，比较滤池反冲水直接回用后，原水的混凝沉淀性能及沉后水水质。
1.3试验方法
试验采用六联搅拌机模拟水厂的实际混凝沉淀过程：按预定的比例向原水中加入一定量滤池反冲洗水，置于混凝试验专用烧杯中，按程序运行，（混凝程序如表2），程序运行结束后，取烧杯中上清液检测浊度及残余铝、铁的含量。试验中混凝剂使用聚合氯化铝，配成10g/L，现用现配，投加量以原品量计算。
表2：混凝实验程序
2.结果与分析
（1） 回用比例对沉后水浑浊度的影响
混凝实验完成后，对其沉后水浑浊度进行检测，情况如下表所示：
表3：不同混凝剂投加量对反冲洗各比例回用水的处理效果
从上表可见，原水、5%回用水、10%回用水混凝效果相近，投药量为40mg/L即可达到明显的混凝沉淀效果，沉后水浊度均控制在2.5NTU以下，投药量再增加时，沉后水浊度有轻微下降，但变化已不明显。且在混凝沉淀过程中，观察到滤池反冲水相比原水产生的絮体颗粒大，沉降速度快。从混凝效果看，原水在按比例添加回用水后，混凝效果明显增加，且回用比例越高，混凝效果越好，原因是反冲洗废水中含有大量较粗的颗粒, 当它与原水混合反应时, 这些较粗颗粒起了絮状物形成的核心作用，加速了絮体大颗粒的形成。
（2） 回用比例对残余铝的影响
由于铝具有较强的慢性毒性，生活饮用水卫生标准规定铝含量的限值为0.2mg/L，故滤池反冲水进行回用后，需加强对残余铝的检测。混凝实验完成后，对其沉后水残余铝进行检测，情况如下图所示：
图1：投矾量对反冲洗回用水实验沉后水残余铝的影响
从上图可见，对原水、滤池反冲洗水进行混凝实验，滤池反冲洗水混凝沉淀后的残余铝含量均在0.1mg/L以下，比原水混凝实验出水铝的含量低。滤池反冲洗水按比例回用后，经过混凝沉淀，其出水残余铝含量介于滤池反冲洗水及原水之间，且残余铝含量与回用比例呈线性关系，回用比例高，残余铝含量低。这主要是由于反冲洗水中的铝绝大部分以颗粒态存在于絮体颗粒中，而溶解态铝含量较低，回用后，经混凝形成了絮体而沉淀下来，经排泥系统排出，因此不会造成残余铝的富集。随着混凝剂投加量的增加，残余铝含量略有上升，这是由于混凝剂过量，多余的铝没有沉降下来造成残余铝的增加。
（3）回用比例对残余铁的影响
图2：投矾量对反冲洗回用水实验沉后水残余铁的影响
由上图可见，经混凝沉淀后，铁有十分明显的去除，投矾量为40mg/L时，铁的去除率达90%以上，去除效果十分良好。
对原水、滤池反冲洗水进行混凝实验，反冲洗水混凝沉淀后的残余铁含量均在0.05mg/L以下，比原水混凝实验出水铁的含量低得多，远低于国标0.3mg/L的限值。滤池反冲洗水按比例回用后，经过混凝沉淀后，其出水残余铁含量介于滤池反冲水及原水之间，且残余铁含量与回用比例呈线性关系。
3.结论
(1)滤池反冲洗水未经处理直接回用，有利于混凝效果的强化。本次实验结果显示，当回用比例为5-10%时，能够明显提高混凝效果，提高净水效率。
(2)滤池反冲洗水回用比例为5-10%时，沉后水中的残余铝、铁含量降低，沉后水的铝、铁等金属指标超标风险较低，不会造成铝、铁金属指标的富集。