专利名称：排泥水回用水质评价方法
排泥水回用水质评价方法
技术领域：
本发明涉及水质评价方法，具体涉及一种自来水厂排泥水回用水质安全检测方法。
背景技术：
自来水厂生产废水主要包括反应沉淀池(澄清池)排泥水，滤池反冲洗水，其水量约占水厂产水量的3% _10%，传统上人们称这部分生产废水为排泥水，由于排泥水处理系 统的排水池(回收池，调节池)上清液、排泥池(浓缩池、均衡池)上清液和脱水滤液在本 质上仍属于排泥水范畴，因此本文所指排泥水也包括这部分水。回收处理这部分水具有节 约水资源和保护环境的双重意义。国内对自来水厂排泥水的处理起步较晚，直至二十世纪九十年代后才逐步开始应 用。而且目前国内建立了排泥水处理系统的水厂，绝大多数更加关注对排泥水中泥的处理， 对排泥水的回用一般采取直接回用或排放的方式，在排泥水回用的安全性方面关注不多， 针对排泥水水质及其回用带来的风险进行评估的更不多见。而事实上，深入了解排泥水水 质特性及其回用风险程度对于确定合适的排泥水处理、处置策略具有重要意义。现有技术中当自来水厂排泥水回流到水厂前端进行重复利用时，可以说，排泥水 已经成为了进厂原水的一部分。但是，现有的原水水质评价体系并不能满足对排泥水水质 评价的要求，这主要表现在以下三个方面一、经过水处理和废水处理系统一系列加药、混凝、沉淀、过滤和均质、浓缩等操作 后，排泥水水质较进厂原水已经明显改变。排泥水中可能富集了大量原水带来的无机物污 染物，如Si02、A1203、Fe2O, MnO、CaO、MgO等；有机污染物，如各种藻类、浮游生物及其残渣， 和工厂排出物带来的有机污染物；同时也增加了原水中没有的新污染物，如净水工艺投加 的铝盐、铁盐及石灰等化学药剂；而且排泥水在产生和回流过程中，可能经过一系列生物、 化学反应，使其重金属、消毒副产物、微生物的含量等发生了显著变化。这些指标中一部分 可能是天然水体中不存在，因而在原水水质标准中也没有包含的。二、原水水质通常比较稳定，因此采样时不须考虑水质波动的问题；而反应、沉淀 池排泥水，滤池反冲洗水水质具有不均一性，如平流沉淀池沿池长方向的不同排泥区域，滤 池反冲洗的不同时段，斜管沉淀池排泥的不同时段，排泥水水质差异显著。平流沉淀池沿池 长方向的前段和后段，排泥水含固率可能从5%以上下降至0. 以下；滤池反冲洗的初期 和末期，排泥水的浊度可能从二、三千NTU降到十几NTU。因此，原水的采样方式无法满足对 排泥水采样的要求，必须结合排泥水水质评价目的重新确定水样的合理采集方式。三、排泥水中含有大量从反应沉淀池、滤池无截留的矾花污泥。相对于原水，自来 水厂排泥水的总体含泥量较高。沉淀池排泥水平均含固率为0. 5% -1. 0%，滤池反冲洗水 平均含固率为0. 03% -0. 27%。一方面，污泥是污染物，影响水体物理、化学、生物等性质， 在水体污染物总量中占相当大的权重，特别是造成浊度、悬浮物污染和有机物污染；另一方 面，由原水和制水工艺过程中携带进入水体的污染物，包括部分有机物、重金属类、部分无机类化合物、水处理剂、微生物等，将不同程度的被污泥所吸附或包围，这种吸附效应的程 度和强度与污泥含量和颗粒级配等密切相关。因此，排泥水的泥水分离程度将直接导致许 多指标检测结果的差异，甚至造成某些指标无法检测。此外，排泥水回流到水厂工艺前端，还必须确定一个科学的评价标准，根据这一标 准来界定水质是否安全，这也是新的排泥水回用水质检测评价方法有待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的原水水质检测评价体系不能满足对排泥水水质检测 评价的要求，本发明提供了一种自来水厂排泥水回用水质安全评价方法。本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为提供了一种排泥水回用水质评价 方法，所述排泥水回用水质评价方法包括步骤一、采集排泥水样品；二、选取排泥水回用 水质检测评价指标进行检测；三、判断获取的排泥水中的常规污染物指标是否达到标准值， 以确定经过调节或预处理后的排泥水的水质达到原水的水质水平；判断获取的排泥水中的 特定污染物指标是否达到出厂水水质的标准值，以此确定排泥水水质的安全。根据本发明的另一技术方案所述排泥水回用水质评价方法包括步骤第一步、 采集经过水质水量调节后的排泥水样品；第二步、判断获取的排泥水样品是否为泥水混合 液，在判断出获取的排泥水样品是泥水混合液时，对所述排泥水样品进行泥水分离的前处 理，确定泥水分离的静沉时间；第三步选取排泥水回用水质检测评价指标进行检测；第四 步判断获取的排泥水中的常规污染物指标是否达到标准值，以确定经过调节或预处理后 的排泥水的水质达到同期原水的水质水平；判断获取的排泥水中的特定污染物指标是否达 到出厂水水质的标准值，以此确定排泥水水质的安全。根据本发明的优选技术方案所述第一步中获取排泥水样品的方法包括在絮凝 池的排泥口处采集不同时段的混合液；在斜管沉淀池的排泥口处采集不同时段的混合液； 在平流沉淀池采集排泥沟渠不同时段排泥水的混合液；在滤池排泥槽末端取不同反冲洗时 段的混合液；在排水池上清液、排泥池上清液取在池体经过平流沉淀或重力浓缩后的上清 液和脱水滤液的直接采集。根据本发明的优选技术方案所述第二步具体为采用沉降的方法对所述排泥水 样品进行泥水分离的前处理，通过沉降性能试验确定静沉时间，取排泥水沉降性能实验达 到压密点所需时间作为泥水分离的静沉时间。根据本发明的优选技术方案所述第三步中的评测指标包括常规指标、有机物 指标、消毒副产物指标、重金属指标、生物指标和聚丙烯酰胺单体。根据本发明的优选技术方案常规指标包括浊度指标和PH值指标。根据本发明的优选技术方案所述有机物指标包括COD. TOC和UV254，其中，所述 0 ^是自来水厂常用的水质监控指标，也是国家水质标准对原水和出厂水水质的一项控制 指标、TOC表征有机物的总量、UV254侧重于表征天然芳香类有机物的情况。根据本发明的优选技术方案所述消毒副产物指标包括三氯甲烷和三氯甲烷生 成势。根据本发明的优选技术方案所述重金属指标包括溶解性铁、溶解性锰和溶解 性铝。
根据本发明的优选技术方案所述生物指标包括隐孢子虫、甲第鞭毛虫、藻类、 浮游生物、细菌、总大肠菌群和耐热大肠菌群。根据本发明的优选技术方案所述第四步中的常规污染物指标包括浊度指标、 PH值指标、有机物指标、重金属指标、三氯甲烷生成势和生物指标。根据本发明的优选技术方案所述第四步中的特定污染物指标包括消毒副产物三氯甲烷、化学药剂聚丙烯酰胺单体。本发明技术方案填补了国内在排泥水水质评价方法上的空白，提供了排泥水水质 评测的统一平台，解决了排泥水回用时如何进行评测，如何确定回用水质是否安全等一系 列问题，使排泥水水质检验数据科学，能够很好地指导自来水厂排泥水安全回用工作。
图1.本发明排泥水回用水质评价方法流程图。图2.本发明排泥水回用水质评价方法中一较佳实施方式流程图。图3.沉淀池排泥水沉降性能曲线图。
具体实施方式下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。请参阅图1本发明排泥水回用水质评价方法流程图。如图1所示，本发明技术方 案提供了一种排泥水回用水质评价方法，所述排泥水回用水质评价方法包括步骤一、采集 排泥水样品；二、选取排泥水回用水质检测评价指标进行检测；三、判断获取的排泥水中的 常规污染物指标是否达到标准值，以确定经过调节或预处理后的排泥水的水质达到原水的 水质水平；判断获取的排泥水中的特定污染物指标是否达到出厂水水质的标准值，以此确 定排泥水水质的安全。请参阅图2本发明排泥水回用水质评价方法中一较佳实施方式流程图。如图2所 示，所述排泥水回用水质评价方法包括步骤第一步、采集经过水质水量调节后的排泥水样 品；第二步、判断获取的排泥水样品是否为泥水混合液，在判断出获取的排泥水样品是泥水 混合液时，对所述排泥水样品进行泥水分离的前处理，确定泥水分离的静沉时间；第三步 选取排泥水回用水质检测评价指标进行检测；第四步判断获取的排泥水中的常规污染物 指标是否达到标准值，以确定经过调节或预处理后的排泥水的水质达到同期原水的水质水 平；判断获取的排泥水中的特定污染物指标是否达到出厂水水质的标准值，以此确定排泥 水水质的安全，当排泥水水质安全时，可直接回用；当判定出排泥水水质不安全，则要建议 处理后回用。由于目前绝大多数排泥水在回用前经过调节池进行水质水量调节，也就是说，回 用前水质已经进行了均衡，因此根据这一情况，采集排泥水样品的方法主要包括絮凝池在 排泥口处采集不同时段的混合液；斜管沉淀池在排泥口处采集不同时段的混合液；平流沉 淀池采集排泥沟渠不同时段排泥水的混合液；砂滤池、炭滤池反冲洗水在滤池排泥槽末端 取不同反冲洗时段的混合液；排水池(回收水池、调节池)上清液、排泥池(浓缩池、均衡池 等)上清液取在池体经过平流沉淀或重力浓缩后的上清液，而脱水滤液可以直接采集。对自来水厂排泥水采样后的前处理，主要是指采样后的泥水分离。为了真实反映排泥水水质，选择最接近排泥水实际回用过程的泥水分离方法--沉降。由于排泥水的沉降 性能受水源水质、处理工艺的影响较大，因此通过沉降性能试验确定适合的静沉时间，取排 泥水沉降性能实验达到压密点所需时间作为泥水分离的静沉时间。沉淀池排泥水沉降性能 曲线图如图3所示。在原水水质稳定达标的情况下，选取排泥水回用水质检测评价指标进行检测，评 测指标包括常规指标、有机物指标、消毒副产物指标、重金属指标、生物指标和聚丙烯酰胺 单体。 在本发明的优选技术方案中常规指标包括浊度指标和PH值指标；所述有机物指 标包括COD. TOC和UV254 ；所述消毒副产物指标包括三氯甲烷和三氯甲烷生成势；所述重 金属指标包括溶解性铁、溶解性锰和溶解性铝；所述生物指标包括隐孢子虫、甲第鞭毛 虫、藻类、浮游生物、细菌、总大肠菌群和耐热大肠菌群。选择以上指标的依据如下常规指标浊度排泥水中由于含有大量污泥而使浊度显著增加。虽然国家《地表水环境质量 标准》(GB3838-2002)对浊度没有做出规定，但是当排泥水的浊度远高于原水或波动大时， 排泥水的回用将增加加药控制难度，使混凝反应效果受影响，最终可能造成处理屏障失效。 浊度是水处理工艺最重要的参考指标。pH值水厂在混凝反应阶段以及沉后水中投加石灰导致排泥水pH值升高；混凝剂 的水解造成PH值降低；而排泥水中细菌和藻类的进一步生长包括光合及氧化等作用将会 改变水样中的CO2的含量因而也导致pH值的变化。pH值的大小将影响排泥水回流到主工 艺时的混凝效果，PH同时也是出厂水水质的一项控制指标。有机物指标CODfc^TOC和UV254均为反映有机物含量的综合性指标。其中TOC表征有机物的总 量、CODtfa是自来水厂常用的水质监控指标，也是国家水质标准对原水和出厂水水质的一项 控制指标，而UV254侧重于表征天然芳香类有机物的情况。三个指标从不同侧面反映排泥水 对原水中有机物的富集情况，揭示回用的风险程度。另一方面，采用臭氧一生物活性炭深 度工艺的水厂，炭滤池反冲洗水中可能带有老化脱落的生物膜，也可能造成有机物综合指 标的升高。有机物是影响胶体稳定和混凝效果的控制性因素，会增加传统水处理的药剂消 耗量，影响加氯消毒的效果和形成消毒副产物。排泥水的颗粒物中可能截留和富集了大量 的有机物而应引起重点关注。消毒副产物指标三氯甲烷当原水中有机物含量较高时，水厂采取前加氯措施将导致沉淀池排泥 水中氯消毒副产物指标三氯甲烷浓度的提高；同时，当排泥水截留的底泥中含有较多的腐 殖酸等前体物，如果水中仍残留有余氯，这些前体物将与残留的余氯继续反应进一步提高 排泥水中的三氯甲烷含量；而如果砂滤池截留的颗粒物中有机物的含量比较高，采用含氯 水反冲也可能造成三氯甲烷的进一步增加。三氯甲烷生成势当原水中含有较多的腐殖酸等消毒副产物的前体物时，由于排 泥水有富集作用，会造成这些前体物含量的进一步增加，此时排泥水再回流到主工艺进行 加氯预处理或消毒，三氯甲烷等消毒副产物的浓度可能出现明显提高。因此，在排泥水回流前应检测三氯甲烷生成势，评估这种风险。重金属指标在水处理工艺中，铁、锰等金属一部分被颗粒物包裹着，静沉到沉淀池排泥水中，一部分在砂滤池被拦截，然后被反冲出来，进入到反冲洗废水中，因此，给水厂排泥水对铁 锰等重金属有一定的富集作用。同时，净水过程中使用的絮凝剂(主要为铝盐、铁盐等)等 化学药剂也会增加排泥水中某些重金属的含量。沉淀池、污泥浓缩池底部污泥停留时间过 长，可能产生厌氧环境，使污泥中的金属离子溶解出来，造成上清液重金属含量的进一步增 加。生物指标饮用水中对人体有危害的主要有致病微生物、有毒有害有机物和无机物，而微生 物学安全性，无疑是首要的，因为其不安全性会引起大面积疾病的爆发，对人们生命和健康 危害极大两虫(隐孢子虫、甲第鞭毛虫)两虫是国外许多发达国家在回用排泥水时高度关 注的两个指标。如果原水中两虫含量较高，排泥水的回收利用将使部分截留的两虫又回到 了原水。如此重复，经多次浓缩积累后可以使水厂进水两虫的浓度达到很高，超过了水厂的 常规处理能力。藻类藻类含量高是南方湖库水源水质的一个特点。藻类不仅在排泥水中得到富 集，而且在适合的条件，富集的藻类还将快速生长。藻类密度过高的排泥水回用将会给水厂 混凝、沉淀等带来一系列问题，增加水处理难度。浮游生物春夏季以水蚤为代表的浮游生物孽生是国内许多湖库水源地区近年来 出现的一个新问题。这些浮游生物会在排泥水中富集。如果浮游生物进入水厂时未灭活，则 其活体将进入排泥水，产生类似两虫的情况，通过循环回用，使其不断积累，最终超过水厂 处理能力。此外，采用臭氧一生物活性炭的水厂，其炭滤层是浮游生物孽生的一个重要场 所，因此炭滤池反冲洗水中浮游生物活体的含量会更高，造成回用的一个不可忽视的风险。细菌、总大肠菌群、耐热大肠菌群这是一类评价排泥水微生物富集情况的常规生 物指标，同时也非常重要。排泥水中夹带的污泥是微生物滋生的良好场所，因此有必要在排 泥水回用时对这类指标进行评估。PAM (聚丙烯酰胺)单体排泥水在对污泥的处理过程中通常会加入一定量的PAM(聚丙烯酰胺)提高污泥 的处理性能，因此在脱水滤液中含有PAM单体。由于PAM单体有毒，国家《生活饮用水卫生 标准》对其限值也有规定，因此当脱水滤液回用时应对PAM单体的情况进行评估。在本发明排泥水回用水质评价方法中当排泥水回流到水厂前端作为原水的一部 分，其水质达到如下要求时，可认为回流在水质方面是安全的一、排泥水经过调节或预处理后回流的水质较稳定且达同期原水水平。这主要针对原水中含有的污染物，包括上述指标中的常规指标、有机物指标、重金 属指标、三氯甲烷生成势及生物指标。原因与原水相比，排泥水通常含有更高浓度的污染物；而且排泥水在产生过程 中，其水质往往是不断变化的，如滤池反冲洗水在反冲初期一般较反冲后期含有更多的颗 粒物和各种污染物。因此当排泥水直接回流时，一方面可能引起进厂总体水质的明显改变，另一方面是回流水质不均勻，再加上多数水厂排泥水是间断回流，这就造成了总进厂水水 质的反复变化，给水厂的药剂投加控制带来很大难度。投药、加氯设备对这种干扰跟踪不及 时，往往造成水质时好时坏。因此，从排泥水回用的安全性角度考虑，要求排泥水在回用前应经过调节或预处 理，使回流水质稳定且上述指标浓度达到同期原水水平(此时原水水质应首先是达标的)， 这有利于药剂投加控制，可以最大程度减少回流对主工艺的冲击，达到排泥水安全回用的 目的。
二、原水中不存在的指标应达到出厂水水质标准要求。这主要针对正常原水中不存在，伴随着水处理和排泥水处理工艺而产生并进入排 泥水中的污染物，如消毒副产物三氯甲烷、化学药剂PAM单体等，由于这类污染物在原水中 不存在或含量很低，因此无法将原水作为参照标准，此时要求回用的排泥水中此类污染物 的含量应达到国家出厂水水质标准，即国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对应指 标含量的要求，以保证排泥水回用的安全性。本发明技术方案填补了国内在排泥水水质评价方法上的空白，提供了排泥水水质 评测的统一平台，解决了排泥水回用时如何进行评测，如何确定回用水质是否安全等一系 列问题，使排泥水水质检验数据科学，能够很好地指导自来水厂排泥水安全回用工作。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为本发明的保护范 围。
权利要求
一种排泥水回用水质评价方法，其特征在于所述排泥水回用水质评价方法包括步骤A采集排泥水样品；B选取排泥水回用水质检测评价指标进行检测；C判断获取的排泥水中的常规污染物指标是否达到标准值，以确定经过调节或预处理后的排泥水的水质达到原水的水质水平；判断获取的排泥水中的特定污染物指标是否达到出厂水水质的标准值，以此确定排泥水水质的安全。
2.根据权利要求1所述排泥水回用水质评价方法，其特征在于所述排泥水回用水质 评价方法包括步骤A 采集经过水质水量调节后的排泥水样品；B:判断获取的排泥水样品是否为泥水混合液，在判断出获取的排泥水样品是泥水混合 液时，对所述排泥水样品进行泥水分离的前处理，确定泥水分离的静沉时间； C 选取排泥水回用水质检测评价指标进行检测；D 判断获取的排泥水中的常规污染物指标是否达到标准值，以确定经过调节或预处理 后的排泥水的水质达到同期原水的水质水平；判断获取的排泥水中的特定污染物指标是否 达到出厂水水质的标准值，以此确定排泥水水质的安全。
3.根据权利要求2所述排泥水回用水质评价方法，其特征在于所述步骤A中获取排 泥水样品的方法包括在絮凝池的排泥口处采集不同时段的混合液； 在斜管沉淀池的排泥口处采集不同时段的混合液； 在平流沉淀池采集排泥沟渠不同时段排泥水的混合液； 在滤池排泥槽末端取不同反冲洗时段的混合液；在排水池上清液、排泥池上清液取在池体经过平流沉淀或重力浓缩后的上清液和脱水 滤液的直接采集。
4.根据权利要求2所述排泥水回用水质评价方法，其特征在于所述步骤B具体为 采用沉降的方法对所述排泥水样品进行泥水分离的前处理，通过沉降性能试验确定静沉时 间，取排泥水沉降性能实验达到压密点所需时间作为泥水分离的静沉时间。
5.根据权利要求2所述排泥水回用水质评价方法，其特征在于所述步骤C中的评测 指标包括常规指标、有机物指标、消毒副产物指标、重金属指标、生物指标和聚丙烯酰胺单 体。
6.根据权利要求5所述排泥水回用水质评价方法，其特征在于 所述常规指标包括浊度指标和PH值指标；所述有机物指标包括CODto、TOC和UV254，其中，所述CODtfa是自来水厂常用的水质监控指 标，也是国家水质标准对原水和出厂水水质的一项控制指标、TOC表征有机物的总量、UV254 侧重于表征天然芳香类有机物的情况；所述消毒副产物指标包括三氯甲烷和三氯甲烷生成势； 所述重金属指标包括溶解性铁、溶解性锰和溶解性铝；所述生物指标包括隐孢子虫、甲第鞭毛虫、藻类、浮游生物、细菌、总大肠菌群和耐热 大肠菌群。
7.根据权利要求2所述排泥水回用水质评价方法，其特征在于所述步骤D中的常规 污染物指标包括浊度指标、PH值指标、有机物指标、重金属指标、三氯甲烷生成势和生物 指标。
8.根据权利要求2所述排泥水回用水质评价方法，其特征在于所述步骤D中的特定 污染物指标包括消毒副产物三氯甲烷、化学药剂聚丙烯酰胺单体。
全文摘要
本发明涉及一种自来水厂排泥水回用水质安全评价方法。所述排泥水回用水质评价方法包括步骤一、采集排泥水样品；二、选取排泥水回用水质检测评价指标进行检测；三、判断获取的排泥水中的常规污染物指标是否达到标准值，以确定经过调节或预处理后的排泥水的水质达到原水的水质水平；判断获取的排泥水中的特定污染物指标是否达到出厂水水质的标准值，以此确定排泥水水质的安全。本发明技术方案填补了国内在排泥水水质评价方法上的空白，解决了排泥水回用时如何进行评测，如何确定回用水质是否安全等一系列问题，使排泥水水质检验数据科学可比，能够很好地指导自来水厂排泥水安全回用工作。
文档编号G01N33/18GK101846667SQ20101018694
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者刘茜, 周华, 尤作亮, 张金松, 李笑梅, 范爱丽, 许青 申请人:深圳市水务(集团)有限公司