关于自来水厂滤池反冲洗水回用的研究—Study on the reuse of backwash water  from filter in waterworks

关于自来水厂滤池反冲洗水回用的研究—Study on the reuse of backwash water  from filter in waterworks

李留成  孙  健  崔光新  贺 威

（淮安自来水有限公司 ，江苏淮安 223001）

摘要：本文主要采用不同比例的滤池反冲洗水和原水进行混合，通过实验室混凝搅拌试验和生产性应用的方法开展分析研究。结果表明，滤池反冲洗水回用有较好的助凝效果，有利于浊度和有机物的去除，相关金属指标均远低于国标限值。选择合适比例的滤池反冲洗水回用切实可行，并能节约资源、降本增效和环境保护。

Abstract: This paper mainly uses different proportions of filter backwash water and raw water to mix, through the laboratory coagulation mixing test and production application methods to carry out analysis and research. The results show that the backwashing water of the filter tank has a good effect of aiding coagulation, which is conducive to the removal of turbidity and organic matter, and the related metal indexes are far lower than the national standard limit. Choosing the appropriate proportion of filter backwash water reuse is feasible, and can save resources, reduce costs and increase efficiency and environmental protection。

关键词：水厂；反冲洗水；回用；研究

水厂生产废水主要是沉淀池排泥水和滤池反冲洗水，约占水厂制水量的5%—8%。通常情况下，废水经处理后直接排放或排入城市污水管网。由于淮河水系水质变化较大，受影响较多，因此水厂沉淀池排泥水回用风险较大，而滤池反冲洗水则相对稳定。若能对滤池反冲洗水进行回用，可提高混凝效果，同时有利于节约水资源、降低消耗和环境保护。

本文笔者在淮安经济开发区水厂内组织试验研究，该厂设计规模20万m3/d，分二期建设，一期工程供水能力10万m3/d，于2011年5月投入运行。二期工程供水能力10万m3/d，于2021年4月投入运行。该厂水源为淮河水系，途经洪泽湖、古淮河，取水口位于淮安古淮河生态园内，水质为地表水Ⅲ类标准。该厂设计工艺为预处理+常规处理+深度处理，废水经处理后排入城市污水管网，污泥外运处理。主要工艺流程图如下：

      臭氧

              臭氧        加矾

                                                    加氯

古淮河 城市供

水管网

反冲洗水、

初滤水

泥饼外运

                                        上清液外排

该厂生产废水约为12000m3/d，沉淀池排泥水和滤池反冲洗水均约为6000m3/d。

1、试验研究

1.1混凝搅拌试验

2020年4月开展了一次实验室混凝搅拌试验。取砂滤池反冲洗水（因为该厂采用上向流炭滤池，约40天反冲洗一次，水量较小），分别按照3%、5%、10%、15%、20%的比例与原水混合，混合水水质见表1。参照试验期间日均聚合氯化铝投加量40mg/L向各水样投加，开展实验室混凝搅拌试验，取上清液进行检测，结果见表2。分别取不同混合比试验后的上清液，加入23mg/L次氯酸钠溶液（有效浓度10%）反应1小时后，测定微生物控制效果，结果见表3 。

表1：滤池反冲洗水与原水按不同比例混合后的水质

表2

：滤池反冲洗水与原水混合进行混凝试验后的上清液水质

表3：对微生物的控制效果

2020年10月同样开展了一次实验室混凝搅拌试验，混合水水质见表4。进行实验室混凝搅拌试验后，取上清液进行检测，结果见表5，微生物控制效果测定，结果见表6。

表4：滤池反冲洗水与原水按不同比例混合后的水质

表5 ：滤池反冲洗水与原水混合进行混凝试验后的上清液水质

表6：对微生物的控制效果

2.2结果分析

2.2.1对浊度的去除效果：   

通过表1和表4发现：混合水浊度随着回用比的增加而逐渐增大，详见图1。

通过表2和表5发现：经过混凝沉淀后，不同比例的混合水混凝试验后的浊度去除效果均好于原水混凝试验的去除效果，且回用比在10%时形成转折点，详见图2。

2.2.2对有机物的去除效果

通过表1和表4发现：CODMn随着回用比的增加而逐渐增大，详见图3。

通过表2和表5发现，经过混凝沉淀后，各水样的CODMn都有一定的去除；随着回用水比例的增加，各水样CODMn去除效果有轻微变化，但整体变化不太明显，相比而言回用比在10%时CODMn的去除效果相对更好，详见图4。

2.2.3对金属的去除效果

通过表1和表4发现：各水样的铁、锰随着回用比的增加无明显变化，均小于0.05mg/L，各水样的铝随着回用比例的增加而逐渐增大，但均在可控的数值范围内，详见图5。

通过表2和表5发现：随着回用比的增加，各水样的铁、锰无明显变化，均小于0.05mg/L，各水样的铝也未出现明显变化，均小于0.2mg/L，详见图6。

2.2.4对微生物的控制效果

通过表3和表6发现：水样中微生物的数量随着回用比的增加而增加。通过投加次氯酸钠溶液消毒后，结果发现水样中均未检出菌落总数和总大肠菌群。详见图7、图8，

3、生产应用

根据实验室试验结果，拟对滤池反冲洗水进行回用，并对工艺进行改造，新建一座600m3的排水池，对滤池反冲洗水进行收集，通过水泵提升至一、二期反应沉淀池进水管道处（见工艺图虚线部分），通过自动化系统将进水量和回用量控制在10:1。2021年5月至2022年4月，对回用后的出厂水相关水质指标及电耗、药耗等进行跟踪分析研究，期间该水厂两次委托第三方对出厂水水质进行106项检测，结果均符合《生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）》要求。

3.1出厂水浊度

通过人工和在线检测等方式跟踪出厂水浊度，结果如表7所示。

表7  出厂水浊度

   从表7可以看出，在滤池反冲洗水回用期间，出厂水浊度远低于《生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）》中1NTU的限值标准，详见图9。

3.2出厂水有机物

通过人工和在线检测等方式密切跟踪出厂水CODMn，结果如表8所示。

表8  出厂水CODMn

   从表8可以看出，出厂水CODMn整体在2.0mg/L以下，预远低于《生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）》中3.0mg/L的限值，详见图10。

3.3出厂水微生物

每天对出厂水的菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群、粪大肠菌群检测2次均未检出。

3.4出厂水铝含量

密切跟踪出厂铝含量，出厂水铝含量均低于0.105mg/L，低于《生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）》中0.2mg/L的限值标准。

3.5对聚合氯化铝投加量的影响

2021年9月开展为期1个月的混凝剂（聚合氯化铝）影响试验，分别取原水和混合水分别投加20mg/L、25mg/L、30mg/L、35mg/L、40mg/L、45mg/L、50mg/L的聚合氯化铝。参照水厂实际参数设定混凝实验搅拌程序，取上层清夜进行浊度检测平均值结果见表9。

表9 原水和10%回用比的混合水进行混凝试验后上清液浊度

通过表9发现，各水样的上清液浊度相对稳定，在相对浊度下，混合水比原

水的聚合氯化铝消耗低约为5mg/L。因此，在回用时将聚合氯化铝投加量由40mg/L降至35mg/L，详见图11。

4、经济效益

在滤池反冲洗水生产应用期间，对该水厂相关的生产成本进行分析研究。

4.1水资源成本：该厂日回用量约6200m3，则年取水量减少约为2263000m3，水资源及相关费用以0.24元/m3，年减少水资源费用约543120元；

4.2动力成本：年取水量减少约2263000m3，取水泵房及附属设施取水电耗约0.1Kwh/m3，综合电价按0.8元/Kwh，年减少电费约181040元；

4.3混凝剂消耗成本：以聚合氯化铝消耗减少5mg/L、日取水量200000m3、聚合氯化铝单价1000元/吨计算，年减少聚合氯化铝费用365000元。

4.4废水外排处理成本：该厂废水经厂内处理后排入污水管网，再经污水处理厂处理。年减少外排水量约2263000m3，按处理费用0.50元/m3计算，年减少处理费用1131500元

经分析比较，其他的生产性成本变化较少，综合上述计算，该厂的滤池反冲洗水回用后全年节约成本约2220660元。

5、结论和建议

5.1适当比例的回用，均可实现较好的助凝效果，且回用水比例在10%时助凝效果更为显著。

5.2适当比例的回用，对沉淀池出水的CODMn、铁、锰、铝等指标的影响不大。

5.3只要控制好回用比，对出厂水水质不会造成不利的影响。

5.4回用可节约资源和保护生态环境，同时可降低制水成本提高经济效益。

5.5回用期间，应加强原水监测，原水突发异常时回用，可能造成水质风险。

5.6回用应尽可能保持连续性，当排水池中水停留3天以上时，可能产生异味，建议不再使用，用应急水泵将水排入厂内废水处理系统处理。

5.7排水池应定期做好清淤和污泥处理，保证池中水质。

参考文献

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