净水厂生产废水回用风险分析及控制研究

发布时间：2020-04-28 20:39

【摘要】：净水厂生产废水的直接排放不仅会造成受纳水体的严重污染，而且还会浪费大量水资源，如何高效处理并回用净水厂产生的生产废水已受到人们的广泛关注。由于生产废水中含有大量来自原水的污染物以及净水过程中投加的化学药剂，部分水质指标的数值是原水的几十倍甚至上百倍，生产废水处理后回用可能存在一定的风险。因此，对净水厂生产废水回用的安全性进行分析、评价与控制具有深远的意义。本文以西北某市的A水厂和B水厂为研究对象，对生产废水经处理回用后出厂水中的浊度、氨氮、高锰酸钾指数、铝、丙烯酰胺和细菌总数等水质指标进行检测，并在此基础上，对出厂水水质的安全保障率和健康风险值进行分析和评价，针对健康风险值较高的指标，进一步采用实验模拟的形式进行优化控制，以期为实际生产提供技术依据。主要研究成果和结论如下：（1）以A水厂和B水厂为研究对象，对生产废水回用后出厂水中各相关水质指标进行了长期检测。结果表明，，两水厂出厂水中的浊度、氨氮、高锰酸钾指数和铝含量均能满足水质标准的要求，但出厂水中的丙烯酰胺偶尔会有超标现象。A水厂2010年8月和10月出厂水的丙烯酰胺超标幅度分别为3.85%和12%；B水厂于2010年10月超标14%。（2）在长期出厂水水质检测的基础上，采用Q-Q图和非参数K-S检验方法，确定了出厂水中各指标的分布函数，并依据此分布函数对各指标的安全保障率进行了分析。结果表明，A水厂和B水厂出厂水中的浊度、高锰酸钾指数、铝和丙烯酰胺经检验均服从对数正态分布。A水厂出厂水中的浊度、高锰酸钾指数和铝的安全保障率都为100%，而出厂水中的丙烯酰胺的安全保障率只有94.44%；B水厂出厂水中的浊度安全保障率为100%，而高锰酸钾指数、铝和丙烯酰胺的安全保障率分别只有99.33%、93.50%和96.36%。（3）采用美国科学院（NAS）公布的健康风险评价四步法，对A水厂和B水厂出厂水中安全保障率较低的铝和丙烯酰胺进行了健康风险评价。结果表明，A水厂和B水厂铝的个人健康终生风险最大值分别为6.69×10~(-6)和2.90×10~(-5)，都低于最大可接受终生风险值7.0×10~(-5)，但B水厂有11.05%的风险值和最大可接受终生风险在同一个数量级。目前，两水厂出厂水中的铝含量对人体的健康尚无影响，但B水厂已到了引起重视的地步。A水厂和B水厂出厂水丙烯酰胺的个人健康终生风险最大值分别为1.84×10~(-4)和1.32×10~(-4)，分别有4.48%和2.29%的风险值超过最大可接受终生风险7.0×10~(-5)，都存在一定的健康风险，必须立即采取控制措施加以遏制。（4）针对两水厂出厂水中丙烯酰胺超标及存在的健康风险问题，通过污泥脱水性能模拟实验，进行了PAM相关的优化控制研究，使其在满足污泥脱水效果的同时，使回用风险降到最低。结果表明，对不同浓度的浓缩污泥，投加阴离子型和阳离子型PAM均能有效降低污泥比阻值，改善污泥的脱水性能，但使用阴离子型PAM，污泥脱水分离液中的丙烯酰胺残留量更低。在满足脱水效果的同时，并综合考虑脱水分离液中丙烯酰胺残留量和浊度，建议采用阴离子型PAM，A水厂和B水厂的PAM最佳投加量范围分别为0.16g/L-0.25g/L和0.09g/L-0.16g/L。在此条件下，两水厂出厂水中的丙烯酰胺残留量全年都在0.125μg/L以下，有效降低了出厂水中丙烯酰胺含量超标的风险。
【图文】：

对数正态分布,安全保障,浊度,对数正态分布

表 4.2 出厂水浊度的对数正态分布 K-S 检验A 水厂 B 水厂样本容量 60 60均值 0.3758 0.3915标准偏差 0.08973 0.0899检测值 0.052 0.133显著性 0.01 0.01临界值 0.210 0.210 4.2 可以看出，在样本容量n=60，显著水平α =0.01 的条件下对数正态分布检验值均小于临界值，以上说明 A 水厂和 B 水从对数正态分布。度的安全性分析厂和 B 水厂出厂水浊度的安全保障率的累积概率结果如图 4.

对数正态分布,安全保障,浊度,安全性分析

B水厂出厂水浊度的安全保障率
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703

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