城市軌道交通車輛基地生產廢水分質水處理工藝

陳建敏

（中國鐵路設計集團有限公司，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范，缺乏專業、系統的運營維護人員，部分設備不能連續正常運轉，甚至存在設備沒有投入運行的情況，處于一種無序和粗放的生產模式。場段內生活污水和生產廢水一般采用分流制，生活污水經化糞池簡單處理后可直接外排。依據《鐵路污水處理工程設計規范》（TB 10079—2013），生產廢水因石油類污染物容易超標，不滿足《污水排入城鎮下水道水質標準》（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洗車等生產作業，且各類污染物指標處于波動狀態。對多個已運營車輛段生產廢水水質進行檢測，發現其中的石油類污染物濃度非常低，遠低于《污水排入城鎮下水道水質標準》（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 廢水處理設計進水水質

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

1.2 廢水處理設計出水水質

車輛基地一般位于市區或近郊區，多數周邊都有或規劃有配套的市政排水管網，設計過程中通常優先考慮就近接入城市的市政排水管網，執行《污水排入城鎮下水道水質標準》（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

1.3 設計進水與出水水質對比

對比進水和出水指標，生產廢水中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，生產廢水在室外管網流動過程中不斷被中和，結合我國車輛段和維修基地的生產廢水監測指標，pH值為7.7，弱堿性，生產廢水中主要不達標的污染物為石油類。

1.4 水質檢測

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廢水進行水質檢測，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。

檢測結果平均值、沖擊負荷值都小于《污水排入城鎮下水道水質標準》A級標準排放限值，上述指標并沒有全年代表性，但能夠說明水質相對較好，廢水處理站的設計進水指標低于設計出水指標，可能與車輛段大架修作業相對較少有關，生產廢水無須處理即可達標排入城鎮下水道。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，生產廢水中的石油類污染物濃度更甚[1]。

2 設計方案

2.1 常規的生產廢水處理工藝

常規生產廢水處理工藝中，生產廢水中石油類污染物濃度是否超標，都需要進行調節沉淀隔油和氣浮處理，再排入城市市政污水管網。

2.2 生產廢水分質水處理工藝

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。在常規生產廢水處理工藝的基礎上，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合，實現生產廢水智能分質水處理[2-4]。

在常規處理工藝的基礎上，增設吸水泵、電動閥1、電動閥2、石油類在線監測裝置及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、自動進行水質檢測，可提供多種數據輸出接口，對石油類污染物進行定性和定量分析。

泵站內設置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，抽取部分生產廢水進入污染物在線檢測裝置中進行檢測，檢測數據實時上傳給PLC控制柜，PLC控制柜對實時數據與標準值比較，由PLC控制柜控制電動閥1和電動閥2的開啟或關閉。

生產廢水智能分質水處理工藝如圖1所示。

圖1 生產廢水智能分質水處理工藝

閥門1處于常閉狀態，閥門2處于常開狀態，默認為生產廢水水質不達標。石油類污染物濃度高于標準值，即為默認情況，生產廢水進入廢水處理站進行后續處理，達標后排放；生產廢水進水水質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關閉，不進行廢水處理，直接排入城市市政污水管網。提升泵站內水位上升到液位2時，泵站內的提升泵啟動，根據實時的檢測結果，提升泵站內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凈化處理。

根據生產廢水進水水質的不同，進行分別處理，在達標排放的前提下，減少后續不必要的處理環節[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中石油類污染物達標，不進行后續水處理，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），每天可節省約82.4元，每年節省運營費3.0萬元，兩年即可收回成本[8-9]。該方案實現環保達標的前提下，通過前置污染物監測裝置，實現含油生產廢水智能分質水處理技術，節能、高效、自動化運行，改善工作環境，以較少的投入實現環境效益和經濟效益的提升，方便和減少日常運營人員的維護管理[10-11]。

4 結語

綜上所述，車輛基地生產廢水運營效果不理想，處于單一和粗放的生產模式中，本文針對生產廢水的水質特點，在常規處理工藝的基礎上，針對水質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合，實現生產廢水智能分質水處理技術方案。