城市軌道交通車輛基地生產(chǎn)廢水分質(zhì)水處理工藝

陳建敏

（中國鐵路設(shè)計集團有限公司，天津 300140）

鐵路及城市軌道交通的部分場段廢水處理站建成后運營不規(guī)范，缺乏專業(yè)、系統(tǒng)的運營維護人員，部分設(shè)備不能連續(xù)正常運轉(zhuǎn)，甚至存在設(shè)備沒有投入運行的情況，處于一種無序和粗放的生產(chǎn)模式。場段內(nèi)生活污水和生產(chǎn)廢水一般采用分流制，生活污水經(jīng)化糞池簡單處理后可直接外排。依據(jù)《鐵路污水處理工程設(shè)計規(guī)范》（TB 10079—2013），生產(chǎn)廢水因石油類污染物容易超標，不滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》（GB/T 31962—2015）要求，鐵路及城市軌道交通項目的車輛基地通常需要進行生產(chǎn)廢水處理。石油類污染物的多少取決于車輛日常清洗維護、列檢、大修、架修、相應頻次以及洗車庫內(nèi)洗車等生產(chǎn)作業(yè)，且各類污染物指標處于波動狀態(tài)。對多個已運營車輛段生產(chǎn)廢水水質(zhì)進行檢測，發(fā)現(xiàn)其中的石油類污染物濃度非常低，遠低于《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》（GB/T 31962—2015），新投入運行的廢水處理站進水中石油類污染物更低。

1 污染物指標

1.1 廢水處理設(shè)計進水水質(zhì)

城市軌道交通車輛基地生產(chǎn)廢水的設(shè)計進水水質(zhì)因沒有指導行業(yè)規(guī)范，同鐵路一樣往往參考《鐵路污水處理工程設(shè)計規(guī)范》（TB 10079—2013）。

1.2 廢水處理設(shè)計出水水質(zhì)

車輛基地一般位于市區(qū)或近郊區(qū)，多數(shù)周邊都有或規(guī)劃有配套的市政排水管網(wǎng)，設(shè)計過程中通常優(yōu)先考慮就近接入城市的市政排水管網(wǎng)，執(zhí)行《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》（GB/T 31962—2015）。主要污染物指標如表1所示。

表1 新建車輛段含油污水水質(zhì)

1.3 設(shè)計進水與出水水質(zhì)對比

對比進水和出水指標，生產(chǎn)廢水中SS、COD進水指標均低于排放指標，pH值和石油類污染物的進水最高值超過排放指標。目前市場上主要采用中性或弱堿性洗車劑，以中性為主，生產(chǎn)廢水在室外管網(wǎng)流動過程中不斷被中和，結(jié)合我國車輛段和維修基地的生產(chǎn)廢水監(jiān)測指標，pH值為7.7，弱堿性，生產(chǎn)廢水中主要不達標的污染物為石油類。

1.4 水質(zhì)檢測

指標檢測值與A級標準排放限制對比如表2所示。

表2 污染物檢測指標與A級排放標準對比

對投入運行多年的車輛基地生產(chǎn)廢水進行水質(zhì)檢測，時間為2周，檢測項目為常見的11種第二類污染物，包括進色度、pH值、SS、COD、BOD、氨氮、總磷、總氮、動植物油類、總汞，包含石油類。

檢測結(jié)果平均值、沖擊負荷值都小于《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》A級標準排放限值，上述指標并沒有全年代表性，但能夠說明水質(zhì)相對較好，廢水處理站的設(shè)計進水指標低于設(shè)計出水指標，可能與車輛段大架修作業(yè)相對較少有關(guān)，生產(chǎn)廢水無須處理即可達標排入城鎮(zhèn)下水道。新投入運營的車輛基地，近期的車輛日常清洗維護、檢修、架修頻次低，生產(chǎn)廢水中的石油類污染物濃度更甚[1]。

2 設(shè)計方案

2.1 常規(guī)的生產(chǎn)廢水處理工藝

常規(guī)生產(chǎn)廢水處理工藝中，生產(chǎn)廢水中石油類污染物濃度是否超標，都需要進行調(diào)節(jié)沉淀隔油和氣浮處理，再排入城市市政污水管網(wǎng)。

2.2 生產(chǎn)廢水分質(zhì)水處理工藝

石油類污染物是鐵路及城市軌道交通車輛基地含油廢水中主要且唯一不達標的污染物。在常規(guī)生產(chǎn)廢水處理工藝的基礎(chǔ)上，引入選擇判斷機制，采用石油類在線檢測裝置及電動控制相結(jié)合，實現(xiàn)生產(chǎn)廢水智能分質(zhì)水處理[2-4]。

在常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上，增設(shè)吸水泵、電動閥1、電動閥2、石油類在線監(jiān)測裝置及PLC控制柜，由吸水泵從廢水提升泵站抽水，向石油類在線監(jiān)測裝置供水。石油類在線檢測裝置可定時、等間隔、自動進行水質(zhì)檢測，可提供多種數(shù)據(jù)輸出接口，對石油類污染物進行定性和定量分析。

泵站內(nèi)設(shè)置2個啟泵液位，液位1在下，液位2在上，泵站中的水位上升到液位1時，達到檢測水泵的啟泵液位，吸水泵啟動，抽取部分生產(chǎn)廢水進入污染物在線檢測裝置中進行檢測，檢測數(shù)據(jù)實時上傳給PLC控制柜，PLC控制柜對實時數(shù)據(jù)與標準值比較，由PLC控制柜控制電動閥1和電動閥2的開啟或關(guān)閉。

生產(chǎn)廢水智能分質(zhì)水處理工藝如圖1所示。

圖1 生產(chǎn)廢水智能分質(zhì)水處理工藝

閥門1處于常閉狀態(tài)，閥門2處于常開狀態(tài)，默認為生產(chǎn)廢水水質(zhì)不達標。石油類污染物濃度高于標準值，即為默認情況，生產(chǎn)廢水進入廢水處理站進行后續(xù)處理，達標后排放；生產(chǎn)廢水進水水質(zhì)中石油類污染物濃度低于標準值，則電動閥1打開、電動閥2關(guān)閉，不進行廢水處理，直接排入城市市政污水管網(wǎng)。提升泵站內(nèi)水位上升到液位2時，泵站內(nèi)的提升泵啟動，根據(jù)實時的檢測結(jié)果，提升泵站內(nèi)廢水沿第一電動閥門的路徑進行排放或沿第二電動閥門的路徑進行后續(xù)凈化處理。

根據(jù)生產(chǎn)廢水進水水質(zhì)的不同，進行分別處理，在達標排放的前提下，減少后續(xù)不必要的處理環(huán)節(jié)[5-7]。

3 費用估算

上述工藝中，新增費用合計約6萬元。如廢水處理的進水水質(zhì)中石油類污染物達標，不進行后續(xù)水處理，按照車輛基地處理水量80 m3/d考慮，參考全國污水處理廠平均運營成本1.03 元/m3計（含人工），每天可節(jié)省約82.4元，每年節(jié)省運營費3.0萬元，兩年即可收回成本[8-9]。該方案實現(xiàn)環(huán)保達標的前提下，通過前置污染物監(jiān)測裝置，實現(xiàn)含油生產(chǎn)廢水智能分質(zhì)水處理技術(shù)，節(jié)能、高效、自動化運行，改善工作環(huán)境，以較少的投入實現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的提升，方便和減少日常運營人員的維護管理[10-11]。

4 結(jié)語

綜上所述，車輛基地生產(chǎn)廢水運營效果不理想，處于單一和粗放的生產(chǎn)模式中，本文針對生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特點，在常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上，針對水質(zhì)中唯一不達標的石油類污染物，采用石油類污染物在線檢測裝置與電動控制相結(jié)合，實現(xiàn)生產(chǎn)廢水智能分質(zhì)水處理技術(shù)方案。