鐵路洗滌及回用
1 鐵路洗滌的特點(diǎn)
鐵路洗滌工廠主要洗滌列車臥具、窗簾、餐車臺(tái)布等物品，洗滌量約為8 000～22 000件/d，洗滌用水量約為100～600 m3/d。因受洗滌物品數(shù)量多少、污穢程度高低及所采用洗滌劑種類不同等諸多因素的影響，性狀較為復(fù)雜。
由于目前尚無(wú)比較全面的洗滌水質(zhì)，故委托北京、天津、沈陽(yáng)等地的衛(wèi)生防疫站或環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)當(dāng)?shù)氐南礈鞆U水進(jìn)行了水質(zhì)檢驗(yàn)，其水質(zhì)情況見(jiàn)表1。
調(diào)查中可見(jiàn)，由于員工未嚴(yán)格按操作規(guī)范、制度作業(yè)，有時(shí)僅憑經(jīng)驗(yàn)掌握投加的洗滌劑用量，因而造成水質(zhì)指標(biāo)波動(dòng)范圍較大。
表1 北京、天津、沈陽(yáng)等地鐵路洗滌工廠水質(zhì)情況
|
檢測(cè)項(xiàng)目
|
pH值
|
SS
(mg/L) |
CODCr
(mg/L) |
BOD5
(mg/L) |
LAS
(mg/L) |
油
(mg/L) |
總磷
(mg/L) |
可溶總磷(mg/L)
|
|
范圍
|
8.5～12.51
|
15～496
|
37.2～520
|
13.09～177
|
1.99～78.9
|
2.6～51
|
0.3～7.9
|
0.19～5.2
|
|
平均值
|
|
141.6
|
307.8
|
90.8
|
33.7
|
22.2
|
2.44
|
0.94
|
2 工藝的選擇
根據(jù)原水水質(zhì)及處理后水質(zhì)要求，初步選定物化處理及生化加物化處理兩種工藝流程進(jìn)行比較，具體流程如下：
① 生化加物化處理流程：
根據(jù)原水水質(zhì)檢測(cè)情況可以得知，一般情況下BOD5/COD<30%，較難生化。若采用生化法，還需補(bǔ)充污水以增強(qiáng)生化效果，這樣處理后的水回用于洗車及洗滌臥具等，在思想上不易被使用單位所接受。另外，廢水經(jīng)生物處理后，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，若要回用，還需進(jìn)行物化處理，處理流程復(fù)雜，占地面積大，基建費(fèi)用高。再者，生化法對(duì)操作管理水平要求高，物化處理運(yùn)行管理較為簡(jiǎn)便易行，并且在對(duì)負(fù)荷變化及間歇運(yùn)行的適應(yīng)性等方面，比生化法稍好。
鑒于上述幾方面原因，擬定采用物化處理法，并進(jìn)行小型試驗(yàn)進(jìn)一步加以論證。
3 比較試驗(yàn)
3.1 原水水質(zhì)檢測(cè)
以天津站客運(yùn)段洗滌工廠的洗滌廢水作為試驗(yàn)原水。
采用的洗滌劑為：玉潔牌洗衣粉、洗特靈、火堿。
經(jīng)天津鐵路衛(wèi)生防疫站檢測(cè)，原水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表2。
表2 天津站客運(yùn)段洗滌廢水水質(zhì)檢測(cè)表
|
檢測(cè)項(xiàng)目
|
pH值
|
SS
(mg/L) |
BOD5
(mg/L) |
COD
(mg/L) |
油
(mg/L) |
LAS
(mg/L) |
總磷
(mg/L) |
色度
（倍） |
|
水質(zhì)濃度
|
11.64
|
197
|
91.7
|
397
|
30
|
48.71
|
0.25
|
5
|
3.2 試驗(yàn)內(nèi)容
廢水處理中最常用的混凝劑有堿式氯化鋁和硫酸鋁。堿式氯化鋁的pH值適應(yīng)范圍較廣，對(duì)溫度的適應(yīng)性強(qiáng)，反應(yīng)時(shí)間短，凈化效率高，出水濁度和色度低，耗藥量少。根據(jù)天津市外貿(mào)地毯廠的經(jīng)驗(yàn)，一般堿式氯化鋁的投加量為硫酸鋁的1/3，雖然堿式氯化鋁的價(jià)格高，但由于藥耗少，故總的成本降低了。
小試取等量原水，分別投加等量的堿式氯化鋁及硫酸鋁，攪拌后靜沉，經(jīng)觀察及檢驗(yàn)處理后水質(zhì)得出結(jié)論，堿式氯化鋁比硫酸鋁處理效果好，絮凝體密實(shí)，沉降速度快。故選定堿式氯化鋁繼續(xù)進(jìn)行下一步的混凝沉淀、過(guò)濾及氣浮、過(guò)濾試驗(yàn)：
① 堿式氯化鋁(Al2O3含量為27%～29%)投加量分別為50、100、150、200 mg/L。
② 混凝沉淀時(shí)間為1 h，氣浮時(shí)間為20 min。氣浮為靜態(tài)氣浮(不進(jìn)水，不出水)，氣浮池尺寸為500 mm×200 mm×400 mm。
③ 過(guò)濾用砂為石英砂，粒徑為0.5～1.2 mm，質(zhì)量體積為2.65 g/cm3，置于直徑為50 mm的玻璃過(guò)濾管中，石英砂層高為600 mm，過(guò)濾水頭為100 mm。經(jīng)測(cè)定，濾速為9 m/h。
3.3 試驗(yàn)結(jié)果
不同投藥量下，廢水分別經(jīng)混凝沉淀、氣浮、過(guò)濾處理后，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)及去除率詳見(jiàn)表3(混凝劑為堿式氯化鋁)。
表3 處理后水質(zhì)
|
處理方法
|
投藥量
（mg/L） |
COD
|
SS
|
油
|
LAS
|
總磷
|
||||||
|
水質(zhì)
（mg/L） |
去除率
（%） |
水質(zhì)
（mg/L） |
去除率
（%） |
水質(zhì)
（mg/L） |
去除率
（%） |
水質(zhì)
（mg/L） |
去除率
（%） |
水質(zhì)
（mg/L） |
去除率
（%） |
|||
|
Ⅰ
|
原水
|
|
397
|
|
194
|
|
30
|
|
48.71
|
|
0.25
|
56.0
|
|
Ⅱ
|
混凝沉淀
|
50
|
362.4
|
8.7
|
118
|
39.2
|
3.5
|
88.3
|
35.7
|
26.7
|
0.11
|
74.4
|
|
100
|
300
|
24.4
|
93
|
52.1
|
3.1
|
89.7
|
26.86
|
44.9
|
0.064
|
88.8
|
||
|
150
|
217.2
|
45.3
|
44
|
77.3
|
1.2
|
96.0
|
17.8
|
63.5
|
0.028
|
90.4
|
||
|
200
|
186.4
|
53.1
|
60
|
69.1
|
2.8
|
90.7
|
31.5
|
|
0.024
|
91.6
|
||
|
沉淀后過(guò)濾
|
150
|
219
|
44.8
|
40
|
79.4
|
0.6
|
98.0
|
18.8
|
61.4
|
0.021
|
91.36
|
|
|
200
|
172.2
|
56.6
|
6.0
|
96.6
|
0.4
|
98.7
|
17.8
|
63.5
|
0.021
|
65.0
|
||
|
Ⅲ
|
氣浮
|
50
|
318
|
19.9
|
|
|
5.1
|
83.0
|
35.8
|
27.0
|
0.087
|
65.0
|
|
100
|
184.4
|
54.0
|
31
|
84.0
|
4.8
|
84.0
|
13.3
|
73.0
|
0.029
|
88.0
|
||
|
150
|
116
|
61.1
|
7.0
|
68.2
|
1.4
|
91.5
|
9.92
|
70.3
|
＜0.025
|
88.1
|
||
|
200
|
88.6
|
70.3
|
3.0
|
86.4
|
1.9
|
88.4
|
7.61
|
77.2
|
＜0.025
|
78.1
|
||
|
氣浮后過(guò)濾
|
50
|
310
|
21.9
|
90
|
53.6
|
3.3
|
89.0
|
32.4
|
33.5
|
0.057
|
77.2
|
|
|
100
|
163.2
|
58.9
|
15
|
92.3
|
2.0
|
93.3
|
10.6
|
78.2
|
0.016
|
93.6
|
||
|
150
|
88.2
|
70.4
|
1.0
|
95.5
|
|
|
8.22
|
75.4
|
＜0.025
|
＞88.0
|
||
|
200
|
40.8
|
86.3
|
2.0
|
90.9
|
|
|
7.29
|
78.2
|
＜0.025
|
＞88.0
|
||
試驗(yàn)結(jié)果表明，混凝氣浮比混凝沉淀處理效果好，節(jié)省藥劑。因此，采用混凝氣浮、過(guò)濾工藝處理廢水是可行的，處理后的水質(zhì)基本上能夠達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。
4 工藝設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容
本設(shè)計(jì)為北京鐵路西客站列車段洗滌工廠洗滌廢水處理及回用工程，處理水量為500 m3/d，污水經(jīng)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后部分排放，剩余部分經(jīng)進(jìn)一步處理后回用，回用量約為340 m3/d。
4.2 設(shè)計(jì)原水水質(zhì)
pH:8～10，COD：300～400 mg/L,油：20～40 mg/L，SS：50～100 mg/L，LAS：20～40 mg/L，總磷：<1 mg/L。
4.3 處理后水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
排放標(biāo)準(zhǔn)：符合北京市水污染物排入下水道的A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
回用水標(biāo)準(zhǔn)：
根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，確定設(shè)計(jì)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如表4。
表4 回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
|
項(xiàng)目
|
標(biāo)準(zhǔn)
|
|
色度（倍）
|
30
|
|
SS(mg/L)
|
10
|
|
pH
|
6.5～9.0
|
|
COD(mg/L)
|
50
|
|
BOD5(mg/L)
|
10
|
|
LAS(mg/L)
|
2
|
4.4 工藝流程
工藝流程見(jiàn)圖1。
4.5 設(shè)計(jì)參數(shù)
主要處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表5。
表5 主要處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)
|
處理構(gòu)筑物、設(shè)備
|
設(shè)計(jì)參數(shù)
|
|
調(diào)節(jié)
|
容積200m3
|
|
兩級(jí)
|
共兩套。每套處理能力為25m3/h，兩級(jí)總停留時(shí)間為50min，溶氣水回流比為50%
|
|
中間水池
|
容積50m3
|
|
壓力濾罩
|
直徑為1.6m,過(guò)濾面積為2.0m2,濾速為8m/h
填石英砂、無(wú)煙煤雙層，反沖洗強(qiáng)度為18L/(m·s) |
|
回用水池
|
容積100m3
|
|
全自動(dòng)給水機(jī)
|
最大供水能力為37.5m3/h
|
|
消毒設(shè)備
|
二氧化氯消毒器，產(chǎn)氣量為50g/h
|
5 效益分析
① 年運(yùn)營(yíng)費(fèi)估算
經(jīng)測(cè)算，年運(yùn)營(yíng)費(fèi)總計(jì)為139 554.6元。
處理成本為0.76元/m3。
② 回用水經(jīng)濟(jì)效益分析
節(jié)約水費(fèi)：340 m3/d×0.80元/m3=272元/d。
節(jié)約排污費(fèi)：340×0.24=81.6元/d。
全年節(jié)約費(fèi)用：(272+81.6-34.3)×365=116 544.5元/a。
③ 環(huán)境效益分析
北京西站列車段洗滌廢水經(jīng)處理后回用，不僅節(jié)省水資源，而且可減少向排水系統(tǒng)排放廢水12.4×104m3/a。
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