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摘要：本文以九龙江原水为研究对象，通过试验表明：对不同原水水质情况，给水厂生产废水回用存在一个最经济含固率，且在此条件下回用生产废水不会对滤后水的水质产生较大影响，可以保证水厂出水的水质要求。
关键词：生产废水回用 滤后水 水质要求
1 背景及意义
以地表水为水源的自来水厂，在净水过程中，沉淀池和滤池都会产生大量的生产废水。生产废水中含有大量悬浮物，其总固体含量一般在0.1%～1.0%之间。这些悬浮物包括来自原水的胶体颗粒、泥沙、藻类、细菌、水处理过程中所加混凝剂(如硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝等)形成的氢氧化物沉淀及其它添加物等。
自来水厂的生产废水中含有较多的污染物。据文献所知[1-2]，铝盐混凝排泥水中的总固体含量在1000～17000mg/L之间，其中总悬浮固体占75%～90%，挥发性总固体占20%～35%之间。排泥水的化学需氧量(COD)较高，在500～15000mg/l之间。据测定，国内水厂生产废水COD在470～2500mg/L之间。
由以上可知，生产废水中不仅含有较多的悬浮固体，而且有较高含量的有机成份。另有研究表明：回用生产废水会造成铁、锰离子的富集，并且由于混凝剂的使用，会在生产废水中引入Al、Fe等金属离子，回用生产废水可能会引起出水水质中铝含量的超标，而水中过量残留铝会对人体造成毒害作用。
鉴于以上的分析，并考虑到试验水厂原水水源情况：含锰量较低，常年在0.05mg/l以下，氨氮含量较高(0.2～1.0mg/l)。因此考察回用生产废水对滤后水水质的影响时，应忽略了对锰离子的考察，增加氨氮含量参数。鉴于以上考虑，有必要对回用最经济含固率生产废水后的滤后水的浊度、耗氧量、氨氮、pH值和铁离子、铝离子含量各项指标进行相关试验研究，以确保生产废水回用的安全可靠性。
2 试验结果及分析
对比试验对象：原水+混凝剂的滤后水，原水+最经济含固率生产废水+混凝剂的滤后水，其中原水（试验水厂进水）、生产废水（澄清池排泥水）和混凝剂碱式氯化铝（1%的液体碱式氯化铝）均取自试验水厂。检测项目：浊度，耗氧量（CODMn），氨氮，pH值，铁离子，铝离子（铝离子的测定采用了改进的铬天青S分光光度法[3-4]）。由于试验条件有限，仅采用滤膜对沉淀水对简单模拟水厂进行过滤，试验中滤膜采用孔径为0.45μ的F膜，使用之前F膜要进行预处理[5]。具体方法为：先用蒸馏水将膜蒸煮3次(光滑面向下)，每次30min，然后用蒸馏水冲洗3次，放入冰箱内保存待用。本文中的滤后水均指沉淀水通过F膜过滤后的出水。
2.1 浊度 由图1可以看出，当回用最经济含固率的生产废水时，在节省药耗的前提下，仅有部分滤后水的浊度值增加，大部分回用后会降低滤后水浊度。产生这种现象的原因主要是在选取最经济含固率时，对其的要求是只要回用后的沉淀水浊度满足水厂生产规定的3NTU即可，不是一定要低于原水处理后的沉淀水浊度。因此回用后的滤后水浊度有的增加有的减小。在该组试验数据中浊度的最大增值为0.14NTU。从图中可以看出不论滤后水浊度增加或减少，其值均保持在0.5NTU以下，达到了水厂出水水质要求的1NTU，因此回用最经济含固率的生产废水可以保证滤后水的浊度要求。
2.2 pH值 由图2给水厂生产废水回用对沉淀水pH值的影响可以看出，投加最经济含固率生产废水后，其滤后水的pH值比未投加生产废水的pH值要低，在该组试验数据中pH值减少量一般在1.5%左右，所有滤后水的pH值保持在6.8～7.5之间，符合国家规定的生活饮用水标准6..5～8.5的范围，因此回用最经济含固率的生产废水可以保证滤后水的pH值在允许范围内。
2.3 耗氧量（CODMn） 如图3所示，投加最经济含固率生产废水后，大部分滤后水的耗氧量值是降低的，这说明虽然回用生产废水会增加处理系统内的总耗氧量值，但这些有机物质大多是颗粒物，因此可以通过过滤得以去除。从图中可以看出，所有滤后水耗氧量的值均低于3.0mg/l，在允许范围内。
2.4 氨氮 给水厂生产废水回用对滤后水氨氮的影响见图4。如图4所示，投加最经济含固率生产废水后，其滤后水的氨氮含量比未投加的值要低，减少量从0.01mg/l～0.1mg/l，氨氮含量总体保持在0.25mg/l以下，因此投加最经济含固率生产废水不会增加滤后水的氨氮含量，影响后续处理的正常运行。
2.5 铁离子 从图5可以看出，回用后的滤后水中铁离子的含量并没有增加而是降低，也就是说并不存在铁离子的富集，而且从图中可以看出滤后水铁离子含量基本在0.08mg/l以下，这个值远远低于国家规定的生活饮用水卫生标准0.3mg/l，因此回用最经济含固率的生产废水不会造成铁离子的富集，影响最后的出水水质。
2.6 铝离子 从图6可以看出，在原水投加了最经济含固率生产废水后，滤后水中铝离子的含量均比未投加生产废水的值小，且滤后铝离子的含量均在0.06mg/l以下，含量非常少，这说明生产废水的适当回用不会造成铝离子的累积，因此回用最经济含固率的生产废水对滤后水铝离子的含量不会产生不良影响。
3 结论
由以上各图及分析可知：当生产废水以最经济含固率回用时，滤后水浊度基本与未回用时相同，且均在0.5NTU左右，远远优于出厂水要求的1NTU；滤后水的pH值略有下降，但仍保持在7.0左右，未超出国家规定的6.5～8.5的范围；耗氧量含量和氨氮含量也均减少；另外回用最经济含固率生产废水后，滤后水的铁、铝离子含量明显减少，而且铁离子含量基本在0.08mg/l以下，铝离子的含量基本在0.06mg/l以下，数值较低，并没有富集。以上测定的各项水质指标均符合国家规定的生活饮用水卫生标准，因此回用最经济含固率生产废水不仅可以改善混凝条件，节约混凝剂投加量，并且在常规检测参数上是安全的。
参考文献：
[1]Neubauer.W.K.Waste Alum Sludge Characteristics and Treatment.Research Report.1966，15:26.
[2]Neubauer.W.K. Waste Alum Sludge Treatment.AWWA，60(7):819.
[3]谢宏斌等.铬天青S分光光度法测定饮用水中鋁的改进.环境与健康.2002，19(3)：265～266.
[4]谢晖.铬天青S分光光度法测定饮用水中铝.中国卫生检验杂志.1998，8(2):98～101.
[5]王占生等.微污染水源饮用水处理.中国建筑工业出版社.2001：45.
关键词：生产废水回用 滤后水 水质要求
1 背景及意义
以地表水为水源的自来水厂，在净水过程中，沉淀池和滤池都会产生大量的生产废水。生产废水中含有大量悬浮物，其总固体含量一般在0.1%～1.0%之间。这些悬浮物包括来自原水的胶体颗粒、泥沙、藻类、细菌、水处理过程中所加混凝剂(如硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝等)形成的氢氧化物沉淀及其它添加物等。
自来水厂的生产废水中含有较多的污染物。据文献所知[1-2]，铝盐混凝排泥水中的总固体含量在1000～17000mg/L之间，其中总悬浮固体占75%～90%，挥发性总固体占20%～35%之间。排泥水的化学需氧量(COD)较高，在500～15000mg/l之间。据测定，国内水厂生产废水COD在470～2500mg/L之间。
由以上可知，生产废水中不仅含有较多的悬浮固体，而且有较高含量的有机成份。另有研究表明：回用生产废水会造成铁、锰离子的富集，并且由于混凝剂的使用，会在生产废水中引入Al、Fe等金属离子，回用生产废水可能会引起出水水质中铝含量的超标，而水中过量残留铝会对人体造成毒害作用。
鉴于以上的分析，并考虑到试验水厂原水水源情况：含锰量较低，常年在0.05mg/l以下，氨氮含量较高(0.2～1.0mg/l)。因此考察回用生产废水对滤后水水质的影响时，应忽略了对锰离子的考察，增加氨氮含量参数。鉴于以上考虑，有必要对回用最经济含固率生产废水后的滤后水的浊度、耗氧量、氨氮、pH值和铁离子、铝离子含量各项指标进行相关试验研究，以确保生产废水回用的安全可靠性。
2 试验结果及分析
对比试验对象：原水+混凝剂的滤后水，原水+最经济含固率生产废水+混凝剂的滤后水，其中原水（试验水厂进水）、生产废水（澄清池排泥水）和混凝剂碱式氯化铝（1%的液体碱式氯化铝）均取自试验水厂。检测项目：浊度，耗氧量（CODMn），氨氮，pH值，铁离子，铝离子（铝离子的测定采用了改进的铬天青S分光光度法[3-4]）。由于试验条件有限，仅采用滤膜对沉淀水对简单模拟水厂进行过滤，试验中滤膜采用孔径为0.45μ的F膜，使用之前F膜要进行预处理[5]。具体方法为：先用蒸馏水将膜蒸煮3次(光滑面向下)，每次30min，然后用蒸馏水冲洗3次，放入冰箱内保存待用。本文中的滤后水均指沉淀水通过F膜过滤后的出水。
2.1 浊度 由图1可以看出，当回用最经济含固率的生产废水时，在节省药耗的前提下，仅有部分滤后水的浊度值增加，大部分回用后会降低滤后水浊度。产生这种现象的原因主要是在选取最经济含固率时，对其的要求是只要回用后的沉淀水浊度满足水厂生产规定的3NTU即可，不是一定要低于原水处理后的沉淀水浊度。因此回用后的滤后水浊度有的增加有的减小。在该组试验数据中浊度的最大增值为0.14NTU。从图中可以看出不论滤后水浊度增加或减少，其值均保持在0.5NTU以下，达到了水厂出水水质要求的1NTU，因此回用最经济含固率的生产废水可以保证滤后水的浊度要求。
2.2 pH值 由图2给水厂生产废水回用对沉淀水pH值的影响可以看出，投加最经济含固率生产废水后，其滤后水的pH值比未投加生产废水的pH值要低，在该组试验数据中pH值减少量一般在1.5%左右，所有滤后水的pH值保持在6.8～7.5之间，符合国家规定的生活饮用水标准6..5～8.5的范围，因此回用最经济含固率的生产废水可以保证滤后水的pH值在允许范围内。
2.3 耗氧量（CODMn） 如图3所示，投加最经济含固率生产废水后，大部分滤后水的耗氧量值是降低的，这说明虽然回用生产废水会增加处理系统内的总耗氧量值，但这些有机物质大多是颗粒物，因此可以通过过滤得以去除。从图中可以看出，所有滤后水耗氧量的值均低于3.0mg/l，在允许范围内。
2.4 氨氮 给水厂生产废水回用对滤后水氨氮的影响见图4。如图4所示，投加最经济含固率生产废水后，其滤后水的氨氮含量比未投加的值要低，减少量从0.01mg/l～0.1mg/l，氨氮含量总体保持在0.25mg/l以下，因此投加最经济含固率生产废水不会增加滤后水的氨氮含量，影响后续处理的正常运行。
2.5 铁离子 从图5可以看出，回用后的滤后水中铁离子的含量并没有增加而是降低，也就是说并不存在铁离子的富集，而且从图中可以看出滤后水铁离子含量基本在0.08mg/l以下，这个值远远低于国家规定的生活饮用水卫生标准0.3mg/l，因此回用最经济含固率的生产废水不会造成铁离子的富集，影响最后的出水水质。
2.6 铝离子 从图6可以看出，在原水投加了最经济含固率生产废水后，滤后水中铝离子的含量均比未投加生产废水的值小，且滤后铝离子的含量均在0.06mg/l以下，含量非常少，这说明生产废水的适当回用不会造成铝离子的累积，因此回用最经济含固率的生产废水对滤后水铝离子的含量不会产生不良影响。
3 结论
由以上各图及分析可知：当生产废水以最经济含固率回用时，滤后水浊度基本与未回用时相同，且均在0.5NTU左右，远远优于出厂水要求的1NTU；滤后水的pH值略有下降，但仍保持在7.0左右，未超出国家规定的6.5～8.5的范围；耗氧量含量和氨氮含量也均减少；另外回用最经济含固率生产废水后，滤后水的铁、铝离子含量明显减少，而且铁离子含量基本在0.08mg/l以下，铝离子的含量基本在0.06mg/l以下，数值较低，并没有富集。以上测定的各项水质指标均符合国家规定的生活饮用水卫生标准，因此回用最经济含固率生产废水不仅可以改善混凝条件，节约混凝剂投加量，并且在常规检测参数上是安全的。
参考文献：
[1]Neubauer.W.K.Waste Alum Sludge Characteristics and Treatment.Research Report.1966，15:26.
[2]Neubauer.W.K. Waste Alum Sludge Treatment.AWWA，60(7):819.
[3]谢宏斌等.铬天青S分光光度法测定饮用水中鋁的改进.环境与健康.2002，19(3)：265～266.
[4]谢晖.铬天青S分光光度法测定饮用水中铝.中国卫生检验杂志.1998，8(2):98～101.
[5]王占生等.微污染水源饮用水处理.中国建筑工业出版社.2001：45.