自來水廠生產廢水的回收及利用分析

       自來水廠的生產廢水主要來自沉淀池或澄清池的排泥水和濾池的反沖洗廢水，可站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，特別是對廢水排放條件較差的水廠。目前國內外的大型水廠很多在設計時都考慮了生產廢水的回用措施，但由于水質的問題，有相當部分的水廠沒有或不常回用。這是因為這部分廢水中不僅富集了原水中幾乎所有的雜質，還包括了在生產工藝中投加的各種藥劑。這些物質重新回到生產系統中，再加上由此產生的生物因素，的確具有一定的風險。因此在考慮回用時，必須要仔細研究。
       1、生產廢水回用的衛生安全性研究
      衛生安全的飲用水，需滿足三個方面的水質要求：感官性狀良好；防止介水傳染病的發生，確保微生物學的安全性，特別是人和動物糞便的污染可引起介水傳染病的爆發流行；預防化學物質的急、慢性中毒以及其他健康危害（如致畸、致突變、致癌作用）。衛生安全性研究主要根據生產廢水的特點，從微生物安全性、微量有機污染物以及致突變方面進行系統研究。
       不少學者對凈水廠生產廢水回用的微生物安全性進行了一系列的研究，有人認為回用會造成濾后水中的“兩蟲”數量增加的風險，生產廢水必須經過預處理方能回用；也有人認為濾池反沖洗排水直接回用不會對水處理工藝系統的處理效果造成影響，而且由于濾池反沖排水回用，增加了原水中顆粒的碰撞和吸附的機會，使得隱孢子蟲卵囊或賈第鞭毛蟲孢囊被吸附和包卷的機會增多，反而有利于“兩蟲”和顆粒的去除?；炷恋砗瓦^濾是常規水處理工藝去除賈第蟲和隱孢子蟲的重要階段，研究表明濾后水濁度與兩蟲的含量具有較好的相關性，混凝效果和過濾的好壞對兩蟲的去除率起到非常顯著的作用；強化混凝和優化過濾可以得到至少2log的去除率，有時甚至高達4log的去除率，而且濾后水濁度越低，顆粒越少，賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲去除率越高。 
      目前國內大多數水廠也逐漸重視生產廢水回用的安全性，但目前的研究多基于常規水質參數的檢驗，由于檢測方法的復雜和費用的昂貴，即使針對水域中的賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲，也只有深圳和澳門地區進行了初步檢測，對生產廢水直接回用是否造成水處理系統中賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲的累積和泄漏問題尚未見報道。
       2、生產廢水的回用方式
     生產廢水回用的方式主要分為直接回用和處理回用。
     （1）直接回用
       直接回用時目前國內采用較多的方式，主要有濾池反沖洗廢水直接回收和生產廢水上清液回收。前者設置回收池，將濾池反沖洗廢水加以收集，提升至原水絮凝前加以回收。后者設置污泥濃縮池，沉淀池拍泥水和濾池反沖洗水經過濃縮，上清液提升至原水絮凝前加以回收，底部污泥進入污泥處理系統或直接排入河道或下水道。這種回用方式本身費用較低，可以結合廠區的污泥處理系統一起實施，但需加強水質監測措施，一旦回用水水質不能滿足回用標準，必須降低回用符合或不回用。
     （2）處理回用
      處理回用是對生產廢水進行處理，使其水質滿足原水的常規化學指標和生物指標后再回用。處理方式與生產廢水的水質有較大關系，如果處理費用高于原水費用且原水水量充沛，則無法體現此方式的必要性。
     3、生產廢水回用的水質問題及處理方式
      生產廢水在回用的過程中需注意鐵、錳等常規指標及微生物指標。鐵、錳過量攝入對人體是有慢性毒害的。錳的生理毒性比鐵嚴重。自來水廠關注于鐵、錳的去除，并非是考慮毒理學上的要求，而是因鐵、錳的異味很大，而且污染生活器具，令人難以忍受，在遠未達到慢性毒害的程度前早已不能飲用了。目前我國的地表水環境質量標準和生活飲用水標準中對鐵和錳的標準分別為0.3mg/l和0.1mg/l。一般地下水含鐵錳較高，但有些地表水中鐵、錳離子的含量也超出了水質標準，雖然尚在常規處理的能力內，但如果對生產廢水不加處理就進行回用，其富集作用將會影響到出廠水的水質。如上海某以黃浦江上游原水為水源的水廠，在設計中考慮了濾池反沖洗水的回用，2001年原水中鐵、錳離子zui高達10.0mg/l和0.32mg/l，平均值達3.2mg/l和0.12mg/l，這是其對生產廢水不回用的主要原因。
       在水處理中，膜分離技術脫離了傳統的化學處理范疇，轉入到物理固液處理領域。與常規飲用水處理工藝相比，膜技術具有少投甚至不投加化學藥劑、占地面積小、便于實現自動化等優點，并已應用于城鎮自來水的深度處理上。常用的以壓力為推動力的膜分離技術有微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）以及反滲透（RO）等。其特點是能夠提供穩定可靠的水質，這是由于膜分離水中雜質的主要機理是機械篩濾作用，因而出水水質在很大程度上取決于膜孔徑的大小。
      4、回用水系統的設計及運行
      在設計回收池時，應結合實際的廢水排放規律，盡量做到均勻回收。減小進水的沖擊負荷，但這必然造成回收池的體積放大，對廠平面布置造成一定的困難，因此必須統一考慮。例如在進行某40萬m3/d水廠的設計方案時，由于其污泥脫水系統將沉淀池排泥水和濾池反沖洗水均納入其處理范圍中，因此只需考慮其上清液的收集與回用。
       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，回用費用遠高于原水費用時，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，回用費用低于原水費用時，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。在考慮回用水處理時，處理效果和經濟性是一種工藝是否被采用的關鍵。特別是后者，決定了這種工藝是否得以推廣?；赜盟到y工藝的選擇和設計，結合水廠的臭氧預處理、深度處理和污泥處理等一并考慮。