包头站车辆段废水处理及中水回用工程
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摘要：中水回用技术是提高水资源利用效率，解决水资源短缺的一项重要途径。采用斜板隔油沉淀池、气浮池、过滤和ClO2 消毒组合工艺对包头站车辆段废水进行处理和回用，运行结果表明，该工艺运行稳定，出水水质满足回用要求，建设与运行费用低，对类似工程具有一定的借鉴意义。
Abstract: Reclaimed-Water Reuse technology is an important way to improve the water using efficiency and solve the shortage of water resources. The inclined plate oil separation tank, gas floating pool, filtering and ClO2 sterilization process were used to treat and reuse wastewater in car depot of Baotou station. The operation results show that the process runs stable, effluent quality meets the requirements and the construction and operation cost is low. In addition, it has a certain reference significance for similar project.
Key words: Wastewater treatment; Reclaimed-Water Reuse; The inclined plate oil separation tank; Floatation tank
中图分类号：X703文献标识码： A 文章编号：
引言：
随着工业的快速发展，各行各业对水资源的需求量越来越大，这导致我国水资源相当匮乏的西北更是雪上加霜, 因此中水回用作为水资源循环使用的一种措施，受到了越来越多的重视。包头车辆段位于京包兰通道上的包西编组站内，主要承担客车车辆的检修工作。其用水量为19万m3/a，排水量14万m3/a。其中生产废水约9.1万m3/a，生活污水约4.9万m3/a。随着用水的不断增长及可持续发展的要求下，对包头车辆段建设配套的废水和中水回用工程已刻不容缓。
废水来源、进出水水质及工艺流程
1.1废水来源、进出水水质
该段污水性质比较复杂，主要有沐浴排水、盥洗排水、厨房排水、冲厕排水、锅炉排水、冲洗轮对及轴箱和洗车排水。其中沐浴排水、盥洗排水、锅炉排水、冲洗轮对及轴箱和洗车废水为较为优质的排水，其有机物及悬浮物浓度比较低，处理容易，处理费用低，而冲厕排水和其它水混合后的污水有机物及悬浮物浓度比较高，需进行生化污水处理并进一步经过深度处理，处理费用高，因此本工程以锅炉排水、沐浴排水及洗车污水作为中水水源进行处理。总排水量为424 m3/d，不包括生活污水为289 m3/d，中水处理站自耗水按处理水量的15%计，即处理规模为289 m3/d×0.85=246 m3/d，按300 m3/d设计，小时处理量为15 m3/h（按20小时计算）。
根据《铁路回用水水质标准》（TB/T3007-2000）和《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89），该段排放的生产废水中主要超标污染物为石油类、COD、SS，超过国家排放标准，其它污染物均符合排放标准。具体设计进、出水水质情况见1。
表1设计进、出水水质
Tab. 1Design influent and effluent quality
1.2 工艺流程
废水经格栅去除大的悬浮颗粒后进入集水池调节水质水量，依靠集水池中的一级加压泵提升至斜板隔油沉淀池，大部分悬浮物质（SS）、浮油和部分COD经隔油池处理后去除。之后废水经投加混凝剂后进入气浮池，气浮池浮渣及剩余污泥提升至集泥池。气浮池出水经加压泵加压输送至陶粒过滤罐，进一步去除了废水中的COD以及微小胶体颗粒物。废水经陶粒过滤处理后采用二氧化氯消毒，杀灭细菌及病原菌后贮存在再生贮水池中。二级加压泵站负责将再生水加压输送至用户端，同时提供陶粒过滤罐反冲洗用水。为保证绿化用水，在中水站内二级加压管道上旁接一水鹤，方便洒水车取水[1-4]。工艺流程图见图1。
图1工艺流程
Fig. 1process flow
2. 主要处理构筑物及设备参数
2.1格栅
在本污水处理工艺系统中采用一套机械格栅，其由驱动装置、机架、除污耙、撇渣机构、同步链条、格栅等组成。格栅采用成套设备，型号为：J-SGL600，格栅井尺寸（L×B×H）为3.0m×0.7m×1.2m，栅条间隙：15mm，电机功率：0.75KW，采用钢筋混凝土结构。
2.2 集水池
集水池的主要功能是调节水质水量作用，避免负荷冲击处理系统造成不良影响。其有效容积为200m3，集水池尺寸（L×B×H）：7.8m×7.8m×3.5m，设计HRT为13h，采用钢筋混凝土结构。考虑到此工程的实际水力高程以及集水池埋深较大, 并结合水力损失, 集水池出水需提升才能使中水系统高效运行。根据项目水力流程图以及工程规模等因素, 确定在调节池内设置潜污泵2台，一用一备。型号：50QW15-15-2.2，流量：Q = 15m3/h，扬程：H = 15m，功率：N = 2.2KW。
2.3 斜板隔油沉淀池
斜板隔油沉淀池是本工程的核心处理单元之一，主要处理对象是悬浮物质（SS）、浮油和部分COD。考虑到中水处理站处理规模较小，设计采用管理简单的竖流式斜板沉淀隔油池，沉淀物定期从池底部排入干化池，晒干后定期清理。斜板沉淀隔油池设计处理能力为15 m3/h，斜板隔油沉淀池尺寸（L×B×H）为5006 mm×876 mm×3589mm，体积为10m3，HRT为30min，采用单组斜板式，钢结构。
2.4 加药系统
加药系统采用成套设备，型号为TJ-JY-Ⅱ，在气浮池前投加混凝剂。该设备通过计量泵将混凝剂加入混凝反应池，通过流量计定量配药。操作方式采用人工起动，自动加药。系统功率为0.37KW
2.5气浮池
气浮池是本工程的核心处理单元，主要功能是去除水中比重小于1的悬浮物、乳化油、脂肪等。该处理系统采用涡凹气浮池，设计处理能力为15 m3/h。采用1座成套气浮设备，设备型号为TJ-WF-15，设备尺寸（L×B×H）为5 m×1.22 m×1.22m，功率：1.875KW
2.6 陶粒过滤器
主要功能是去除水中溶解性的COD和重金属离子。设计将气浮池的出水经提升泵进入压力陶粒过滤罐，过滤后的水进入中水贮水池。过滤器反冲洗时，利用贮水池清水进行反冲洗，冲洗出水入集水池进行再度处理。本气浮设备根据系统工艺之需求，后设一中间水箱，与设备成一整体。选用2台成套设备，一用一备，单台设备的处理能力为15 m3/h，设备型号为TJTL-15，设备尺寸为φ1200×2090m。过滤加压泵采用45SWZ12-12，最大流量：15 m3/h，扬程：12 m，功率：0.75KW。过滤反冲洗加压泵利用二级加压泵进行反冲洗。反冲洗时采用变频控制。
2.7 消毒
本工程2台采用二氧化氯消毒器，一用一备，型号为TJL-100，设备尺寸（L×B×H）：950×600×1100，设备ClO2发生量为100 g/h，功率：0.5KW。
2.8二级加压泵站
二级加压泵站的设计流量为Q=50～80 m3/h，设计扬程为H = 30m，加压泵采用两组，一用一备。加压泵组采用变频调速控制技术。实际选用2台型号为ISW65-200（I）B水泵，其扬程为33.4m，流量为56.615 m3/h，功率为7.5KW。二级加压泵站房尺寸：L×B×H=4 m×3 m×4.2m，采用半地下式砖混结构，送水泵房内部采取除噪、减振和隔音措施。
3. 运行效果
本中水工程于2010年5月开始调试, 7月经过包头市环保局验收，目前运行状况良好，其出水水质如表2所示。可知, 采用斜板隔油沉淀池+气浮池+过滤+ClO2消毒工艺，处理包头车辆段以锅炉排水、沐浴排水及洗车污水作为中水水源的废水，其出水水质达到了《铁路回用水水质标准》（TB/T3007-2000）和《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）的出水标准, 其出水可作为回用用于冲厕、绿化、洗车和洗轮对及轴箱等生产用水。
表2 运行效果
Tab. 2Operating effect
4.1 工程建设费用
参照当前国家及包头市的地方估算指标, 该工程估算投资为317.586万元，分为土建、设备和管道及附属设施费用三个部分。土建和设备费用见表3和表4。
表3土建部分费用
Tab. 3The cost of civil
表4 主要设备费用
Tab. 4 Main equipment cost
设备安装及运输费（15%） 12.96
以上合计（万元） 99.34
4.2 运行费用
（1）电费：每度电按0.8元计
根据本工程系统实际运行功率，折算成每处理1吨污水的费用为0.201元。
（2）人工费
由于本工程采用自动化操作，故实际运行只需一人，按当地工资水平计算，每吨水的人工费用为0.1元
（3）药剂费
本工程每吨水处理费用为0.2元。
正常处理费用：0.201+0.10+0.22=0.521元/吨。
5. 结论
（1）采用斜板隔油沉淀池+气浮池+过滤+ClO2 消毒工艺，处理包头车辆段以锅炉排水、沐浴排水及洗车污水作为中水水源的废水，其出水水质达到了《铁路回用水水质标准》（TB/T3007-2000）和《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）的出水标准，为类似工程提供了范例。
（2）从实际运行效果看，包头站车辆段生产、生活废水的处理与再生回用工程，解决了车间周边的水污染问题，废水回用使得宝贵的水资源得到了循环再使用，提高水的利用效率。另外，系统运行费用较低，只有0.521元/吨，具有明显的经济和社会效益。
参考文献：
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作者简介：高鑫，工程师，嘉峪关市供水管理处，研究方向：供水技术与供水管理。