铁路车辆厂生产废水处理改造方案研究

邵铁，翟计红

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

某铁路车辆厂污水处理及回用工程始建于2001年［1］。污水处理采用隔油沉淀 +混凝气浮工艺，主要去除污水中石油类、COD及悬浮物，处理后部分出水经过滤、消毒后回用，供工厂除尘、洗车、绿化、冲厕等，隔油沉淀池、气浮池产生的污泥进入污泥干化场自然干化处理。

该项目已连续稳定运行10年，基本达到设计预期目标。近期由于工厂内部大力推行节能减排，提倡清洁生产，排入现有污水处理站的污水水量和水质发生明显的变化，同时由于污泥外运填埋的处理成本逐年增加，污水处理的成本压力加大。因此，拟对既有污水处理工程进行改造，改造重点是降低污水处理系统的污泥产量，控制污水处理运行成本。

1 污水水质、水量变化

1.1 污水水质变化

近几年工厂内部大力推行节能减排，主要生产工艺进行调整，生产污水排放量大为减少，洗浴废水以及办公生活污水所占比重逐渐增加，进入污水处理站的污水水量、水质都发生了明显的变化，原设计主要污染物指标、2010年实测主要污染物指标见表1。

现在实际进水水质与原设计进水水质差距较大，实际进水石油类浓度远低于原设计进水水质，由于生活污水的汇入比重增加，混合污水CODcr降低，可生化性增强，污水适于生化处理。

表1 原设计进水水质与2010年实测进水水质 ρ/(mg·L－1)

1.2 污水水量变化

本工程原设计污水处理能力为:平均日流量4 000 m3/d，回用水规模 2 000 m3/d。由于工厂实行了严格单位产品排水量控制制度，目前进入污水处理站的实际污水量在900～1 200 m3/d，回用水用量在200～450 m3/d范围内(见表2)。

表2 2010年污水排放量统计 V/m3

污水处理站改造工程的建设规模拟结合工厂当前生产排水情况，同时考虑发展因素，适当预留一定的发展余地，确定改造工程设计污水量2 000m3/d。

2 既有污泥处理设施存在的问题

原污泥干化场利用自然干化，达到污泥减量的目的，但是污泥脱水效率受气候条件和污泥性质影响较大:①当地的年冰冻期越长，相对湿度越大，风速越小，处理效果越差。在冬季如果出现水面结冰的情况，污水的下渗功能基本丧失。运行到一定年限，污泥干化场的清掏周期远远超过设计预期，大量污泥无法及时排放、处置。本工程原干化场数量已由4块增至8块，仍然无法满足污泥脱水需要，受场地限制因素影响，只能缩短清掏周期，干泥含水率一般都高于90%，干泥体积相应成倍增加，污泥的外运处置费用也成倍增加，加大了污水处理的运营成本。②初沉污泥和气浮污泥由于比阻较大，水分不易从稠密的污泥层中渗透过去，往往会形成沉淀，分离出上清液，故此类污泥主要依靠蒸发脱水，或者在围堤的一定高度上开设撇水口，撇除上清液，加速脱水［2］，目前的干化场基本不具备这两方面的功能。

混凝气浮工艺属于典型的物理化学法，主要对污水中的COD、石油类、悬浮物等具有明显的处理效果，在含油类机械修造业生产废水处理中应用较多。混凝剂与水中污染物通过絮凝和架桥作用产生大颗粒沉淀物，粘附在微气泡表面，形成密度小于水的气浮体上浮至液面，液面的浮渣定期刮除。污染物通过气浮作用由水中转移到气浮污泥中得以去除，但由于混凝剂的投加，增加了后续气浮污泥处置的困难。

3 改造方案

3.1 改造思路

3.1.1 污泥减量化

污泥减量后可以减少污泥体积，降低处置、运输成本，比较可行的方法就是降低污泥含水率。以含水率为97.5%的初沉污泥为例，如果含水率降低到95%，污泥体积可以减少一半，如果含水率降低到80%，污泥体积可以减少88%，依靠自然干化场在较短的时间内污泥含水率降低到90%以下比较困难，尤其在冬季效果更差，因此积极改造现有污泥干化工艺，推广高效节能的新工艺十分必要。

3.1.2 污泥资源化

目前，污水处理站因投加混凝剂产生的化学污泥占全部污泥干重的70%，由于无再利用价值，只能作为废物处理，把脱水污泥运到安全填埋场与城市垃圾一起，按卫生填埋进行处置。卫生填埋法适宜于填埋场地容易选取、运距较近有覆盖士的地方。目前，厂区周边适宜填埋的垃圾场日益减少，而且运距较远，污泥继续采用填埋法的成本越来越高，出路越来越少。

针对污水水质现状，如果将原混凝气浮改为生化处理工艺，不仅显著降低污泥产量，亦可改善出水水质，而且生化工艺产生的剩余污泥含有大量有机质、微生物，经过浓缩、脱水后易于进行资源化处置。

3.1.3 降低运行成本

目前的污水处理药剂费、污泥处置费成本较高。如果将原混凝气浮改为生化处理工艺［3］，一方面可以减少绝大部分的药剂投加量，大幅度缩减药剂费用;另一方面生化工艺产生剩余污泥少，可大大降低污泥处置费用。

3.2 方案确定

根据以上改造思路和原则，确定以下改造方案。

改造方案包括原有气浮部分改造和污泥干化场改造两部分，具体改造内容是拆除原先的气浮装置及配套设施，拆除原先的污泥干化场，在原先干化场位置新建 CAST(Cyclic Activated Sludge Technology)生化池，排放的剩余污泥为生化污泥，新建污泥储泥池，增加罗茨鼓风机、污泥进泥泵、离心脱水机、絮凝加药设备、无轴螺旋输送机等，新增设备安装在原污水处理间。

改造后的污水处理工艺为:进水→平流沉砂池→调节隔油沉淀池→CAST池→中间水池(排放)→加压泵→高效过滤器→消毒回用，设计处理能力2 000 m3/d。

改造后污泥处理工艺:隔油沉淀池污泥、CAST池剩余污泥→储泥池→污泥浓缩脱水机→干泥外运。

相比原有方案，改造方案具有特点:①气浮池改造从源头减少污泥产生量，改变污泥性质。②污泥干化场改造通过机械脱水手段降低污泥的含水率，实现污泥快速减量。③系统出水水质进一步改善。

4 小结

在对既有工程现状、改造目标及原则等因素进行深入分析的基础上，研究确定了污水处理系统的改造方案。通过对原污水处理工程进行改造，改善了出水水质，降低了污泥产量，节约了运行费用，并且剩余污泥易于实现资源化处理，充分体现了污水处理节能降耗的发展方向。

［1］ 程义元.铁路车辆厂含油生产废水的处理和回用［J］.铁道标准设计，2005(1):92-93.

［2］ 张自杰，林荣忱，金儒霖.排水工程［M］.北京:中国建筑工业出版社，2000.

［3］ 翟计红，程学营，叶坤孝.CAST/曝气生物滤池工艺处理含油废水［J］.中国给水排水，2009(10):63-65.