保温生物膜曝气生态处理工艺在铁路污水治理中的应用

徐文华 上海铁路局合肥枢纽指挥部

保温生物膜曝气生态处理工艺在铁路污水治理中的应用

徐文华 上海铁路局合肥枢纽指挥部

通过对保温生物膜曝气生态处理工艺主要原理概况、最佳运行工况的设计以及应用，说明采用该工艺处理铁路沿线站、区的生活污水是非常适宜的，尤其是在满足出水要求的前提下，该设备投资省、建设工期短、工艺具有运行稳定、运行管理简单、运行费用低、处理效果好等技术优势，对解决铁路沿线站、区的环境问题具有较大促进作用，不失为铁路沿线站、区生活污水处理工艺技术之优选方案。

保温生物膜曝气生态处理工艺；铁路；污水处理

1 工程概况

由于铁路点多线长的行业特点，铁路沿线站、区大都远离城市，在相对偏僻的地域，污水很难并入当地市政污水处理系统。绝大多数情况下只有采用自行处理的方式[1-3]。以青阜线电化改造工程 (徐楼至阜阳北)为例，其贯通正线全长132.3 km，全线设徐楼、百善、青町、天齐庙、涡阳、西潘楼、插花等七个车站。根据《中国铁路总公司关于青阜线电化改造工程初步设计的批复》及《改建铁路青阜线电化改造工程环境影响报告书》要求，对徐楼站、百善站、青町站、天齐庙站、插花站、西潘楼网工区等六个站、区生产与生活污水采取生态处理措施，污水经处理后出水达到《（GB8978-1996）污水综合排放标准》中一级标准[4]。经处理后达标污水就近排至附近沟渠或用于站区绿化。

2 污水排放量确定

通过对青阜线徐楼站、百善站、青町站、天齐庙站、插花站、西潘楼网工区等六个站、区实地查勘和调查，车站均为中间站，不办理客运，网工区为铁路供电段检修作业区。各站、区职工人数相对稳定，站、区有职工食堂及职工浴室。参照TB10010-2008铁路给排水设计规范(见表1)，人均用水量取200 l/人.天，排放量取180 l/人.天，污水收集率100%，经过核算各车站及网工区污水排放量为9 t/天，本工程设计考虑一定的余量以及日后车站、网工区的发展，设计处理量为：Q=20 t/天。

3 污水水质确定

通过对既有5个车站排放污水取样监测，检测出各站生产及生活污水污染物浓度，新建西潘楼网工区职工办公、食堂和浴室与5个车站模式相同，污水污染物浓度对照5个车站取均值（污染物浓度见表1所示）。

表1 生产、生活污水污染物实测浓度

4 污水出水标准

按《改建铁路青阜线电化改造工程环境影响报告书》要求，设计出水水质达到《（GB8978-1996（污水综合排放标准》中一级标准。

5 工艺流程及工艺设计

5.1 工艺流程

图1 污水处理工艺流程图

按照投资节省、建设工期短、工艺运行稳定、日常水处理成本低且运行管理简单，同时确保污水处理后水质达标的要求，针对各站及网工区污水浓度低，可生化性好，SS、氨氮、总磷浓度相对不高等特点，通过市场上调查及方案比选，确定六个站、区选用保温生物膜曝气生态处理工艺(即：TBO生态处理工艺的基础上，增加反硝化处理工艺)，满足出水水质达到《（GB8978-1996）污水综合排放标准》中一级标准。采用的处理工艺流程图（如图1所示）。

5.2 主要工艺设计

5.2.1 格栅井

站、区生活污水经过污水管网收集后先进入格栅井沉砂单元[5]，在格栅井中设一道格栅网，对污水中的5 mm以上的固体颗粒进行分离，去除污水中大颗粒悬浮物，保障后续污水处理设施正常运行，格渣人工定期清运外送。

5.2.2 酸化水解、水量调节单元

分离后污水进入水解单元进行酸化水解，此过程中一部分分子量较小的有机物被分解，分子量较大的有机物被分解为较小的有机物，提高了污水的可生化性。再进入调节单元进行水量水质均调，并沉淀部分SS[6]。进行水量调节后进入TBO生态处理单元。

5.2.3 TBO生态处理单元

调节后的污水由提升泵提升进入TBO生态处理单元进行处理，其原理是依托微生物膜为载体对污水中的污染物进行截留、吸附以及对微生物分解和转化，达到污水净化的目的。

该单元利用微电脑自动计时控制，污水在恒温环境进入曝气好氧环节，在此单元内污水中大量被激活活性的好氧微生物与生物膜滤料充分接触，被吸附的好氧微生物作为微生物膜自身繁殖的营养，代谢转化为生物细胞，并氧化成为最终产物(主要是水、CO2及氮氧化物)。经过TBO生物处理系统单元处理后的污水出水水质可达到《（GB8978-1996）污水综合排放标准》中二级标准。

5.2.4 反硝化单元

经生态处理系统处理后，污水通过重力流或者泵送进入反硝化单元，在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从污水中逸出，污水中氨氮及总氮都会被大量去除，有效地解决目前污水处理中难以做到的氮、磷皆能达标的难题。出水水质达到《（GB8978-1996）污水综合排放标准》中一级标准。

5.3 运行管理

维护管理简便。本系统日常运转由全自动控制系统自动调节，无需专人操作，系统维护项目仅涉及格栅垃圾及调节池污泥的定期清淘。

6 监测验收及数据

按照建设工程“样板引路”思路，先期对徐楼站水处理项目进行工程试点。在进行施工图设计、设备招标、土建施工、设备安装和调试、试运行后进行工程验收。并现场对该工艺各处理单元污水取样检测（检测结果见表2）。检测数据表明出水水质完全达到《（GB8978-1996）污水综合排放标准》中一级标准。出水清澈亮丽，处理后污水就近排至附近沟渠或用于站场及院内绿化。

表2 各处理单元污水检测数据

7 结束语

目前，该工程设备运行情况良好，其主要优点及经济指标优势明显（见表3）。

表3 主要优点及经济指标

通过对其主要优点及经济指标分析可以看出，该设备具有投资节省、建设工期短、工艺具有运行稳定、运行管理简单、处理费用低、占地面积少以及去除效果高等优势，环保和节能效果十分明显，对解决铁路沿线站、区的环境问题具有较大促进作用，不失为铁路沿线站、区生活污水处理工艺技术之优选方案。

[1]史义雄,蒋金辉.铁路中小站生活污水生态塘处理工艺研究展望[J].给水排水,2009,6：124-126.

[2]袁敏.膜生物反应器在铁路污水处理中的应用 [J].低温建筑技术, 2011,12：109-110.

[3]杨贵荣,盛朴,曾进忠.人工湿地在铁路污水处理中的运用研究[J].甘肃科技,2008,24(6)：59-62.

[4]（GB8978-1996）污水综合排放标准.

[5]林选材,刘慈慰.给水排水设计手册：第二版.中国建筑工业出版社.

[6]张子杰,林荣忱,金儒霖.排水工程下册：第四版.中国建筑工业出版社.

责任编辑：王 华

来稿日期：2015-08-18