鐵路客車洗刷廢水處理中的應(yīng)用范文

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鐵路運輸是一個龐大的系統(tǒng)工程，為了保證旅客列車安全、舒適、高效地運行，列車的日常檢修、外皮清洗是列車正常運行不可缺少的部分。客車車體的檢修作業(yè)、外皮清洗一般在夜間進庫（動車段（所）、客整所等）完成，對于立折或套跑車，在終到站的到發(fā)線上進行列車的外皮清洗作業(yè)，車站到發(fā)線上一般采用人工清洗，庫內(nèi)一般采用機械清洗作業(yè)。無論在何處利用哪種方式清洗，客車外皮清洗作業(yè)都會產(chǎn)生一定量的廢水，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成污染。火車站不僅是鐵路客、貨運輸業(yè)務(wù)和列車作業(yè)的處所，也是城市的窗口，各種配套設(shè)施齊全，可利用的空地較少，隨著國家對環(huán)境保護事業(yè)的重視，節(jié)能減排已列入政府綱要，如何在有限的空地設(shè)置廢水處理及回用系統(tǒng)，對旅客列車外皮洗刷廢水進行收集處理和再利用，降低水資源的消耗，具有重要的意義。

列車外皮污染物主要由固體物質(zhì)、COD、石油類及洗滌劑等物質(zhì)組成。固體物質(zhì)由無機物微粒，如沙土、灰土、煤煙、金屬等組成；有機物微粒有礦物油、油脂、昆蟲殘留物、花粉、表面活性劑等。表面活性劑為洗滌劑，多屬于陰離子表面活性劑，以直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）為主，一般呈弱堿性，LAS屬于生物難降解物質(zhì)，它的廣泛使用，不可避免地對水環(huán)境造成了污染，在我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中把它列為第二類污染物質(zhì)。表面活性劑被使用后最終大部分形成乳化膠體狀物質(zhì)隨著廢水排入自然界，其首要污染物L(fēng)AS進入水體后，與其他污染物結(jié)合在一起形成具有一定分散性的膠體顆粒，對工業(yè)廢水和生活污水的物化、生化特性都有很大影響。陰離子表面活性劑具有抑制和殺死微生物的作用，而且還抑制其他有毒物質(zhì)的降解，同時表面活性劑在水中起泡從而降低水中復(fù)氧速率和充氧程度，使水質(zhì)變壞，若不經(jīng)處理直接排入水體，將造成湖泊、河流等水體的富營養(yǎng)化；LAS還能乳化水體中其他的污染物，增大污染物的濃度，提高其他污染物的毒性，而造成間接污染。懷化客運段客車整備線與懷化車站作業(yè)線相鄰，擔(dān)負著湘黔、枝柳兩大干線的旅客列車整備任務(wù)。懷化客運段客車洗刷廢水排入站場排水涵洞，但站場排水溝破損嚴(yán)重，各種垃圾堵塞其中，造成洗滌污水排水不暢，淤積厲害，水質(zhì)發(fā)黑變臭，影響周圍環(huán)境。其站場排水未接入城市管網(wǎng)，最終排入地表水體，不符合環(huán)保要求，必須進行處理。

1工程概況

1．1廢水的水質(zhì)客車外皮采用人工洗刷，洗滌廢水經(jīng)站場排水溝就近排入站區(qū)內(nèi)的涵洞中，客車外皮洗刷廢水的水質(zhì)見表1。

1．2廢水水量懷化客運段每天整備列數(shù)為8列，每列車按20輛車編組，每輛車洗刷水量為2m3／輛，廢水的折減系數(shù)取0．9。則每天的廢水量為8×20×2．0×0．9＝288（m3／d），取300m3／d。

1．3廢水收集系統(tǒng)懷化客整所整備場采用整體道床，設(shè)有4條整備線，其中K2與C1道間設(shè)有站場排水溝，K1與14道間新建站場排水溝，設(shè)計對既有排水溝清淤疏通，在每排排水溝的西頭末端設(shè)沉砂池，通過管道將洗滌廢水收集進入廢水處理廠。

1．4排水管及排放點室外重力流排水管采用Ⅱ級鋼筋混凝土承插排水管，橡膠圈接口，廢水在沉砂池與調(diào)沉池間設(shè)有超越管，用于排放溢流排放暴雨時的雨水。排放點設(shè)在整備場處的排水涵洞中。

2處理工藝的選擇

按環(huán)評報告批復(fù)意見要求：本處廢水要求回用。回用水水質(zhì)采用《鐵路回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（TB／T3007－2000）中的鐵路生產(chǎn)低質(zhì)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。客車外皮洗刷廢水設(shè)計進（出）水水質(zhì)及處理率見表2。由表2可知，客車外皮洗刷廢水的主要污染物是SS、石油類、洗滌劑等，由于COD指標(biāo)較低，可生化性較差，生物處理營養(yǎng)成分不足，不利于生化處理，通過去除SS、石油類及洗滌劑，COD即可達標(biāo)，根據(jù)此類污染物的性質(zhì)，結(jié)合《鐵路污水處理設(shè)計規(guī)范》（TB／T3007－2000）的原則，所選處理工藝如圖1所示。污泥處理：污泥中的無機物較多，沉降性能較好，調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池的污泥通過潛污泵抽升至污泥干化場，氣浮池排泥和過濾池反沖洗排水一并排入污泥干化場進行脫水干化，干化后的污泥定期鏟除焚燒或掩埋。

3設(shè)計規(guī)模

廢水處理站設(shè)計規(guī)模為300m3／d，廢水處理廠按兩班制工作，氣浮過濾設(shè)備按一套設(shè)計，處理能力為20～25m3／h，回用設(shè)備按Q＝30m3／h，H＝30m設(shè)計。污泥干化場分2格，固體負荷按100kg／（m2•a）。調(diào)節(jié)沉淀區(qū)：水平流速V＝1．57mm／s，單格長寬比10，有效水深h＝1．5m，池長與水深之比8，表面負荷0．71m3／（m2•h），斜板傾角45°，斜板間距40mm，油珠上浮速度Uo＝0．36m／s，斜板間水平流速V1＝0．0022m／s，停流時間：2．45h。

4主要設(shè)備及構(gòu)筑物選型

4．1構(gòu)筑物選型調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池容積按設(shè)計水量的30％～40％計，其有效容積采用100m3。回用水池容積V＝100m3。調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池分兩格，每格凈尺寸為：L×B×H＝15080mm×2400mm×5100～5550mm。隔油池：上浮段表面水力負荷0．6～0．8m3／（m2•h），板間流速3～7mm／s。

4．2配套設(shè)備選型及主要設(shè)備參數(shù)氣浮過濾設(shè)備配有2臺污水泵、1臺溶氣泵、1臺空壓機和1套刮渣機，污水泵吸水管上安裝水上式底閥，采用自來水引水，其他水泵為自灌式工作。氣浮池尺寸×H＝3m×5．1m，主要設(shè)計參數(shù)：接觸區(qū)上升流速15～18mm／s，接觸時間2min。表面負荷約6m3／（m2•h），回流比40％～50％；水力停留時間20min。污水泵IS80－65－160，性能參數(shù)：Q＝15～30m3／h、H＝9～7．2m、N＝1．5kW；溶氣泵IS50－32－200，性能參數(shù)：Q＝7．5～15m3／h、H＝52．5～48m、N＝5．5kW；刮渣機上配YS7124型擺線針輪減速機，N＝0．37kW。×H＝0．3m×3．1m溶氣罐，溶氣罐工作壓力0．3～0．4MPa，上配浮球開關(guān)。Z－0．36／7型空氣壓縮機，Q＝0．36m3／min、排氣壓力0．7MPa、N＝3．0kW，配套GYD20－20A型氣壓自動開關(guān)，調(diào)壓范圍0．3～0．7MPa；配DF－20K電磁閥，工作壓力1MPa。JY－Ⅱ型加藥裝置，配擺線針輪減速機，N＝0．37kW，采用米頓羅計量泵投加，DN100型管道混合器混合。焦炭濾池濾速25m／h，反沖洗強度5～17L／（m2•s），反沖洗時間15～20min。消毒采用CLO2消毒，投加量為5～8mg／L，型號200g／h電解法CLO2消毒設(shè)備。變頻氣壓供水設(shè)備1套，性能參數(shù)：Q＝30m3／h、H＝30m、N＝8．2kW；配2臺DX50×3型水泵（Q＝12m3／h、H＝37．5m、N＝3kW），1臺DL40×3型水泵（Q＝6m3／h、H＝30m、N＝2．2kW）；配YTZ－150型電阻遠傳壓力表，測量上限0．6MPa，二次儀表為XMY－10壓力數(shù)字顯示儀。浮油吸收機配帶25ZB25－0．4D系列離心自吸式吸油泵，Qmax＝2．2m3／h、H＝25m、最大吸程hs＝8m，N＝0．4kW和推進器（N＝0．37kW）。消毒采用二氧化氯消毒，其投氯量按5～8mg／L設(shè)計，配備1臺200g／h二氧化氯發(fā)生器，采用水射器投加。變頻氣壓供水設(shè)備，按Q＝30m3／h，H＝30m設(shè)計，用于客車二次洗刷。

5中水回用系統(tǒng)

根據(jù)客車洗刷要求，在K1與14道間，整備站臺K1與K2道間，K2與C1道間各鋪1條回用水管，3排回用水管連成環(huán)狀，每排共設(shè)18個沖洗水栓，每個水栓沖洗水量為0．5L／s，按一排沖洗水栓同時供水設(shè)計。按洗刷廢水生產(chǎn)的特點，采用恒壓變流量供水，本設(shè)計選用1套變頻氣壓供水設(shè)備，其型號為BPQS－30－30，最大設(shè)計流量為30m3／h，供水壓力0．3MPa。

6平面布置

廢水處理構(gòu)筑物采用“一”字式的布置，具有流程順暢，占地小的特點。其廢水處理廠平面布置見圖2。

7工程設(shè)計特點

（1）主要處理構(gòu)筑物排布方式為組合疊加。為減少占地，盡量少拆遷，本設(shè)計將調(diào)節(jié)、沉淀、斜板隔油池合建，污泥干化區(qū)疊合在調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池的上部，調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池的前端設(shè)有格柵、沉砂，后端設(shè)有浮油吸收機，污泥干化場的濾料分離水通過其穿孔地板排入調(diào)沉池中。為便于運營，以上處理構(gòu)筑物分為2格，2格池體前后泥斗各安裝了1臺50WDL－1．5型潛污泵，用于定期抽排調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油區(qū)內(nèi)污泥。（2）氣浮和過濾一體化設(shè)備。將氣浮和過濾兩個處理單元組合（見圖4），利用氣浮設(shè)備高位水頭對濾池反沖洗，克服了占地大的缺點同時節(jié)省了單設(shè)沖洗裝置的投資及運行費用。（3）回用水池地面布置。回用水池埋深1m，充分利用過濾設(shè)施的出水水頭，減少水池挖方，降低回用設(shè)備的揚程，節(jié)能省電。（4）處理集中布置，節(jié)省房屋面積，便于管理。根據(jù)現(xiàn)場條件，各處理單元按“一”字型布置，并將一體化氣浮過濾、變頻氣壓供水集中布置在設(shè)備間中，既克服了分散布置占地大的缺點，又便于集中供電，方便運行管理。

8結(jié)論

整個工程經(jīng)調(diào)試運行，各項指標(biāo)勻達到設(shè)計要求，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局歷次檢測，出水水質(zhì)達標(biāo)。具體試驗運行效果如表3所示。（1）采用格柵→調(diào)節(jié)→沉淀→斜板隔油→氣浮→過濾→消毒的處理工藝對客車外皮洗刷廢水進行處理，具有工藝可靠、占地小、處理效果好、運行費用低，操作簡便等優(yōu)點，對類似洗滌廢水的治理有很好的參考價值。（2）對廢水處理單元采用疊合及組合式的布置方案，不僅可以節(jié)省用地，還可減少水頭損失，降低運行成本，同時方便管理。（3）氣浮與過濾處理單元按一體化設(shè)計，充分利用氣浮池的出水水頭和氣浮池的儲水量對濾池的反沖洗，減少濾池沖洗設(shè)備，節(jié)能省電。（4）對洗車廢水采用調(diào)節(jié)、沉淀、斜板隔油、氣浮、過濾、消毒等處理后循環(huán)利用于客車外皮洗刷，可節(jié)省水資源，減少廢水外排，具有較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

作者：黃祥虎 單位：中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司