铁路客车洗刷废水处理中的应用范文

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铁路运输是一个庞大的系统工程，为了保证旅客列车安全、舒适、高效地运行，列车的日常检修、外皮清洗是列车正常运行不可缺少的部分。客车车体的检修作业、外皮清洗一般在夜间进库（动车段（所）、客整所等）完成，对于立折或套跑车，在终到站的到发线上进行列车的外皮清洗作业，车站到发线上一般采用人工清洗，库内一般采用机械清洗作业。无论在何处利用哪种方式清洗，客车外皮清洗作业都会产生一定量的废水，给当地环境造成污染。火车站不仅是铁路客、货运输业务和列车作业的处所，也是城市的窗口，各种配套设施齐全，可利用的空地较少，随着国家对环境保护事业的重视，节能减排已列入政府纲要，如何在有限的空地设置废水处理及回用系统，对旅客列车外皮洗刷废水进行收集处理和再利用，降低水资源的消耗，具有重要的意义。

列车外皮污染物主要由固体物质、COD、石油类及洗涤剂等物质组成。固体物质由无机物微粒，如沙土、灰土、煤烟、金属等组成；有机物微粒有矿物油、油脂、昆虫残留物、花粉、表面活性剂等。表面活性剂为洗涤剂，多属于阴离子表面活性剂，以直链烷基苯磺酸钠（LAS）为主，一般呈弱碱性，LAS属于生物难降解物质，它的广泛使用，不可避免地对水环境造成了污染，在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界，其首要污染物LAS进入水体后，与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒，对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用，而且还抑制其他有毒物质的降解，同时表面活性剂在水中起泡从而降低水中复氧速率和充氧程度，使水质变坏，若不经处理直接排入水体，将造成湖泊、河流等水体的富营养化；LAS还能乳化水体中其他的污染物，增大污染物的浓度，提高其他污染物的毒性，而造成间接污染。怀化客运段客车整备线与怀化车站作业线相邻，担负着湘黔、枝柳两大干线的旅客列车整备任务。怀化客运段客车洗刷废水排入站场排水涵洞，但站场排水沟破损严重，各种垃圾堵塞其中，造成洗涤污水排水不畅，淤积厉害，水质发黑变臭，影响周围环境。其站场排水未接入城市管网，最终排入地表水体，不符合环保要求，必须进行处理。

1工程概况

1．1废水的水质客车外皮采用人工洗刷，洗涤废水经站场排水沟就近排入站区内的涵洞中，客车外皮洗刷废水的水质见表1。

1．2废水水量怀化客运段每天整备列数为8列，每列车按20辆车编组，每辆车洗刷水量为2m3／辆，废水的折减系数取0．9。则每天的废水量为8×20×2．0×0．9＝288（m3／d），取300m3／d。

1．3废水收集系统怀化客整所整备场采用整体道床，设有4条整备线，其中K2与C1道间设有站场排水沟，K1与14道间新建站场排水沟，设计对既有排水沟清淤疏通，在每排排水沟的西头末端设沉砂池，通过管道将洗涤废水收集进入废水处理厂。

1．4排水管及排放点室外重力流排水管采用Ⅱ级钢筋混凝土承插排水管，橡胶圈接口，废水在沉砂池与调沉池间设有超越管，用于排放溢流排放暴雨时的雨水。排放点设在整备场处的排水涵洞中。

2处理工艺的选择

按环评报告批复意见要求：本处废水要求回用。回用水水质采用《铁路回用水水质标准》（TB／T3007－2000）中的铁路生产低质用水水质标准。客车外皮洗刷废水设计进（出）水水质及处理率见表2。由表2可知，客车外皮洗刷废水的主要污染物是SS、石油类、洗涤剂等，由于COD指标较低，可生化性较差，生物处理营养成分不足，不利于生化处理，通过去除SS、石油类及洗涤剂，COD即可达标，根据此类污染物的性质，结合《铁路污水处理设计规范》（TB／T3007－2000）的原则，所选处理工艺如图1所示。污泥处理：污泥中的无机物较多，沉降性能较好，调节沉淀斜板隔油池的污泥通过潜污泵抽升至污泥干化场，气浮池排泥和过滤池反冲洗排水一并排入污泥干化场进行脱水干化，干化后的污泥定期铲除焚烧或掩埋。

3设计规模

废水处理站设计规模为300m3／d，废水处理厂按两班制工作，气浮过滤设备按一套设计，处理能力为20～25m3／h，回用设备按Q＝30m3／h，H＝30m设计。污泥干化场分2格，固体负荷按100kg／（m2•a）。调节沉淀区：水平流速V＝1．57mm／s，单格长宽比10，有效水深h＝1．5m，池长与水深之比8，表面负荷0．71m3／（m2•h），斜板倾角45°，斜板间距40mm，油珠上浮速度Uo＝0．36m／s，斜板间水平流速V1＝0．0022m／s，停流时间：2．45h。

4主要设备及构筑物选型

4．1构筑物选型调节沉淀斜板隔油池容积按设计水量的30％～40％计，其有效容积采用100m3。回用水池容积V＝100m3。调节沉淀斜板隔油池分两格，每格净尺寸为：L×B×H＝15080mm×2400mm×5100～5550mm。隔油池：上浮段表面水力负荷0．6～0．8m3／（m2•h），板间流速3～7mm／s。

4．2配套设备选型及主要设备参数气浮过滤设备配有2台污水泵、1台溶气泵、1台空压机和1套刮渣机，污水泵吸水管上安装水上式底阀，采用自来水引水，其他水泵为自灌式工作。气浮池尺寸×H＝3m×5．1m，主要设计参数：接触区上升流速15～18mm／s，接触时间2min。表面负荷约6m3／（m2•h），回流比40％～50％；水力停留时间20min。污水泵IS80－65－160，性能参数：Q＝15～30m3／h、H＝9～7．2m、N＝1．5kW；溶气泵IS50－32－200，性能参数：Q＝7．5～15m3／h、H＝52．5～48m、N＝5．5kW；刮渣机上配YS7124型摆线针轮减速机，N＝0．37kW。×H＝0．3m×3．1m溶气罐，溶气罐工作压力0．3～0．4MPa，上配浮球开关。Z－0．36／7型空气压缩机，Q＝0．36m3／min、排气压力0．7MPa、N＝3．0kW，配套GYD20－20A型气压自动开关，调压范围0．3～0．7MPa；配DF－20K电磁阀，工作压力1MPa。JY－Ⅱ型加药装置，配摆线针轮减速机，N＝0．37kW，采用米顿罗计量泵投加，DN100型管道混合器混合。焦炭滤池滤速25m／h，反冲洗强度5～17L／（m2•s），反冲洗时间15～20min。消毒采用CLO2消毒，投加量为5～8mg／L，型号200g／h电解法CLO2消毒设备。变频气压供水设备1套，性能参数：Q＝30m3／h、H＝30m、N＝8．2kW；配2台DX50×3型水泵（Q＝12m3／h、H＝37．5m、N＝3kW），1台DL40×3型水泵（Q＝6m3／h、H＝30m、N＝2．2kW）；配YTZ－150型电阻远传压力表，测量上限0．6MPa，二次仪表为XMY－10压力数字显示仪。浮油吸收机配带25ZB25－0．4D系列离心自吸式吸油泵，Qmax＝2．2m3／h、H＝25m、最大吸程hs＝8m，N＝0．4kW和推进器（N＝0．37kW）。消毒采用二氧化氯消毒，其投氯量按5～8mg／L设计，配备1台200g／h二氧化氯发生器，采用水射器投加。变频气压供水设备，按Q＝30m3／h，H＝30m设计，用于客车二次洗刷。

5中水回用系统

根据客车洗刷要求，在K1与14道间，整备站台K1与K2道间，K2与C1道间各铺1条回用水管，3排回用水管连成环状，每排共设18个冲洗水栓，每个水栓冲洗水量为0．5L／s，按一排冲洗水栓同时供水设计。按洗刷废水生产的特点，采用恒压变流量供水，本设计选用1套变频气压供水设备，其型号为BPQS－30－30，最大设计流量为30m3／h，供水压力0．3MPa。

6平面布置

废水处理构筑物采用“一”字式的布置，具有流程顺畅，占地小的特点。其废水处理厂平面布置见图2。

7工程设计特点

（1）主要处理构筑物排布方式为组合叠加。为减少占地，尽量少拆迁，本设计将调节、沉淀、斜板隔油池合建，污泥干化区叠合在调节沉淀斜板隔油池的上部，调节沉淀斜板隔油池的前端设有格栅、沉砂，后端设有浮油吸收机，污泥干化场的滤料分离水通过其穿孔地板排入调沉池中。为便于运营，以上处理构筑物分为2格，2格池体前后泥斗各安装了1台50WDL－1．5型潜污泵，用于定期抽排调节沉淀斜板隔油区内污泥。（2）气浮和过滤一体化设备。将气浮和过滤两个处理单元组合（见图4），利用气浮设备高位水头对滤池反冲洗，克服了占地大的缺点同时节省了单设冲洗装置的投资及运行费用。（3）回用水池地面布置。回用水池埋深1m，充分利用过滤设施的出水水头，减少水池挖方，降低回用设备的扬程，节能省电。（4）处理集中布置，节省房屋面积，便于管理。根据现场条件，各处理单元按“一”字型布置，并将一体化气浮过滤、变频气压供水集中布置在设备间中，既克服了分散布置占地大的缺点，又便于集中供电，方便运行管理。

8结论

整个工程经调试运行，各项指标匀达到设计要求，经当地环保局历次检测，出水水质达标。具体试验运行效果如表3所示。（1）采用格栅→调节→沉淀→斜板隔油→气浮→过滤→消毒的处理工艺对客车外皮洗刷废水进行处理，具有工艺可靠、占地小、处理效果好、运行费用低，操作简便等优点，对类似洗涤废水的治理有很好的参考价值。（2）对废水处理单元采用叠合及组合式的布置方案，不仅可以节省用地，还可减少水头损失，降低运行成本，同时方便管理。（3）气浮与过滤处理单元按一体化设计，充分利用气浮池的出水水头和气浮池的储水量对滤池的反冲洗，减少滤池冲洗设备，节能省电。（4）对洗车废水采用调节、沉淀、斜板隔油、气浮、过滤、消毒等处理后循环利用于客车外皮洗刷，可节省水资源，减少废水外排，具有较好的经济效益和环境效益。

作者：黄祥虎 单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司