鐵路車輛廠生產(chǎn)廢水處理改造方案研究

邵鐵，翟計紅

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津 300251)

某鐵路車輛廠污水處理及回用工程始建于2001年［1］。污水處理采用隔油沉淀 +混凝氣浮工藝，主要去除污水中石油類、COD及懸浮物，處理后部分出水經(jīng)過濾、消毒后回用，供工廠除塵、洗車、綠化、沖廁等，隔油沉淀池、氣浮池產(chǎn)生的污泥進入污泥干化場自然干化處理。

該項目已連續(xù)穩(wěn)定運行10年，基本達到設(shè)計預(yù)期目標。近期由于工廠內(nèi)部大力推行節(jié)能減排，提倡清潔生產(chǎn)，排入現(xiàn)有污水處理站的污水水量和水質(zhì)發(fā)生明顯的變化，同時由于污泥外運填埋的處理成本逐年增加，污水處理的成本壓力加大。因此，擬對既有污水處理工程進行改造，改造重點是降低污水處理系統(tǒng)的污泥產(chǎn)量，控制污水處理運行成本。

1 污水水質(zhì)、水量變化

1.1 污水水質(zhì)變化

近幾年工廠內(nèi)部大力推行節(jié)能減排，主要生產(chǎn)工藝進行調(diào)整，生產(chǎn)污水排放量大為減少，洗浴廢水以及辦公生活污水所占比重逐漸增加，進入污水處理站的污水水量、水質(zhì)都發(fā)生了明顯的變化，原設(shè)計主要污染物指標、2010年實測主要污染物指標見表1。

現(xiàn)在實際進水水質(zhì)與原設(shè)計進水水質(zhì)差距較大，實際進水石油類濃度遠低于原設(shè)計進水水質(zhì)，由于生活污水的匯入比重增加，混合污水CODcr降低，可生化性增強，污水適于生化處理。

表1 原設(shè)計進水水質(zhì)與2010年實測進水水質(zhì) ρ/(mg·L－1)

1.2 污水水量變化

本工程原設(shè)計污水處理能力為:平均日流量4 000 m3/d，回用水規(guī)模 2 000 m3/d。由于工廠實行了嚴格單位產(chǎn)品排水量控制制度，目前進入污水處理站的實際污水量在900～1 200 m3/d，回用水用量在200～450 m3/d范圍內(nèi)(見表2)。

表2 2010年污水排放量統(tǒng)計 V/m3

污水處理站改造工程的建設(shè)規(guī)模擬結(jié)合工廠當前生產(chǎn)排水情況，同時考慮發(fā)展因素，適當預(yù)留一定的發(fā)展余地，確定改造工程設(shè)計污水量2 000m3/d。

2 既有污泥處理設(shè)施存在的問題

原污泥干化場利用自然干化，達到污泥減量的目的，但是污泥脫水效率受氣候條件和污泥性質(zhì)影響較大:①當?shù)氐哪瓯鶅銎谠介L，相對濕度越大，風速越小，處理效果越差。在冬季如果出現(xiàn)水面結(jié)冰的情況，污水的下滲功能基本喪失。運行到一定年限，污泥干化場的清掏周期遠遠超過設(shè)計預(yù)期，大量污泥無法及時排放、處置。本工程原干化場數(shù)量已由4塊增至8塊，仍然無法滿足污泥脫水需要，受場地限制因素影響，只能縮短清掏周期，干泥含水率一般都高于90%，干泥體積相應(yīng)成倍增加，污泥的外運處置費用也成倍增加，加大了污水處理的運營成本。②初沉污泥和氣浮污泥由于比阻較大，水分不易從稠密的污泥層中滲透過去，往往會形成沉淀，分離出上清液，故此類污泥主要依靠蒸發(fā)脫水，或者在圍堤的一定高度上開設(shè)撇水口，撇除上清液，加速脫水［2］，目前的干化場基本不具備這兩方面的功能。

混凝氣浮工藝屬于典型的物理化學法，主要對污水中的COD、石油類、懸浮物等具有明顯的處理效果，在含油類機械修造業(yè)生產(chǎn)廢水處理中應(yīng)用較多?；炷齽┡c水中污染物通過絮凝和架橋作用產(chǎn)生大顆粒沉淀物，粘附在微氣泡表面，形成密度小于水的氣浮體上浮至液面，液面的浮渣定期刮除。污染物通過氣浮作用由水中轉(zhuǎn)移到氣浮污泥中得以去除，但由于混凝劑的投加，增加了后續(xù)氣浮污泥處置的困難。

3 改造方案

3.1 改造思路

3.1.1 污泥減量化

污泥減量后可以減少污泥體積，降低處置、運輸成本，比較可行的方法就是降低污泥含水率。以含水率為97.5%的初沉污泥為例，如果含水率降低到95%，污泥體積可以減少一半，如果含水率降低到80%，污泥體積可以減少88%，依靠自然干化場在較短的時間內(nèi)污泥含水率降低到90%以下比較困難，尤其在冬季效果更差，因此積極改造現(xiàn)有污泥干化工藝，推廣高效節(jié)能的新工藝十分必要。

3.1.2 污泥資源化

目前，污水處理站因投加混凝劑產(chǎn)生的化學污泥占全部污泥干重的70%，由于無再利用價值，只能作為廢物處理，把脫水污泥運到安全填埋場與城市垃圾一起，按衛(wèi)生填埋進行處置。衛(wèi)生填埋法適宜于填埋場地容易選取、運距較近有覆蓋士的地方。目前，廠區(qū)周邊適宜填埋的垃圾場日益減少，而且運距較遠，污泥繼續(xù)采用填埋法的成本越來越高，出路越來越少。

針對污水水質(zhì)現(xiàn)狀，如果將原混凝氣浮改為生化處理工藝，不僅顯著降低污泥產(chǎn)量，亦可改善出水水質(zhì)，而且生化工藝產(chǎn)生的剩余污泥含有大量有機質(zhì)、微生物，經(jīng)過濃縮、脫水后易于進行資源化處置。

3.1.3 降低運行成本

目前的污水處理藥劑費、污泥處置費成本較高。如果將原混凝氣浮改為生化處理工藝［3］，一方面可以減少絕大部分的藥劑投加量，大幅度縮減藥劑費用;另一方面生化工藝產(chǎn)生剩余污泥少，可大大降低污泥處置費用。

3.2 方案確定

根據(jù)以上改造思路和原則，確定以下改造方案。

改造方案包括原有氣浮部分改造和污泥干化場改造兩部分，具體改造內(nèi)容是拆除原先的氣浮裝置及配套設(shè)施，拆除原先的污泥干化場，在原先干化場位置新建 CAST(Cyclic Activated Sludge Technology)生化池，排放的剩余污泥為生化污泥，新建污泥儲泥池，增加羅茨鼓風機、污泥進泥泵、離心脫水機、絮凝加藥設(shè)備、無軸螺旋輸送機等，新增設(shè)備安裝在原污水處理間。

改造后的污水處理工藝為:進水→平流沉砂池→調(diào)節(jié)隔油沉淀池→CAST池→中間水池(排放)→加壓泵→高效過濾器→消毒回用，設(shè)計處理能力2 000 m3/d。

改造后污泥處理工藝:隔油沉淀池污泥、CAST池剩余污泥→儲泥池→污泥濃縮脫水機→干泥外運。

相比原有方案，改造方案具有特點:①氣浮池改造從源頭減少污泥產(chǎn)生量，改變污泥性質(zhì)。②污泥干化場改造通過機械脫水手段降低污泥的含水率，實現(xiàn)污泥快速減量。③系統(tǒng)出水水質(zhì)進一步改善。

4 小結(jié)

在對既有工程現(xiàn)狀、改造目標及原則等因素進行深入分析的基礎(chǔ)上，研究確定了污水處理系統(tǒng)的改造方案。通過對原污水處理工程進行改造，改善了出水水質(zhì)，降低了污泥產(chǎn)量，節(jié)約了運行費用，并且剩余污泥易于實現(xiàn)資源化處理，充分體現(xiàn)了污水處理節(jié)能降耗的發(fā)展方向。

［1］ 程義元.鐵路車輛廠含油生產(chǎn)廢水的處理和回用［J］.鐵道標準設(shè)計，2005(1):92-93.

［2］ 張自杰，林榮忱，金儒霖.排水工程［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2000.

［3］ 翟計紅，程學營，葉坤孝.CAST/曝氣生物濾池工藝處理含油廢水［J］.中國給水排水，2009(10):63-65.