列车生活污水回用系统

年中国铁道科学Vol 26 No. 3CHINA RAILWAY SCIENCEMay,2005文章编号:1001-4632(2005)03-014104·成果简报列车生活污水回用系统江帆!,陈维平1,何华2,田红旗2(1.华南理工大学机械工程学院,广东广州510640;2.中南大学高速列车研究中心,湖南长沙410075)摘要:分析列车生活污水回用的难点及典型的污水回用工艺,对污水回用典型工艺进行改进。采用“两滤—吸附一曝气一两消毒”污水回用工艺,使得污水处理时间缩短、出水水质提高、占有空间减小。并就餐车的杂排水和客车的洗浴排水回用系统分别进行设计计算,给出一体化回用装置结构。关键词:水污染;污水处理;列车生活污水;回用系统中图分类号:X731.031文献标识码:B在长途旅行列车上,旅客使用过的水,污染杂于列车车辆的制造成本,设计污水回用系统时应平质只占0.1%左右,比海水的3.5%少得多。污水衡处理效果和制造费用的矛盾,达到污水回用与运经过适当再生处理,可以重复利用。列车上供水行消耗的统一。量的约80%变为生活污水排出,如果收集起来再1.2列车生活污水回用水质指标生处理后70%可以安全回用,就有列车上供水量2000年3月20日国务院令颁布了水污染防治的一半以上可以变成再生水。本文根据列车运行本法实施细则,其第21条明确规定:“生活饮用水地身的特点及用水的要求,研究适合列车应用的生活表水源一级保护区内的水质适用国家‘地表水环境污水回用工艺及装备系统,以节约珍贵的水资源。质量标准’Ⅱ类标准,二级保护区内的水质适用国家Ⅲ类标准。”Ⅱ类标准中关于有机物综合性指标1列车生活污水回用系统特点及技术有OD,BOD3与高锰酸盐指数(即耗氧量指标CODk),相应的限值是15,3,4mgL1。1列车生活污水回用系统特点2列车生活污水回用工艺列车在铁道线路上不停地运行,受空间结构运行时间、制造成本的影响,使得列车生活污水回2.1污水回用典型工艺用具有一定的难度,因此,设计合理的列车生活污列车上生活污水有三种形式:餐车上的杂排水回用系统应具有如下特点。水,旅客洗浴排水,大小便冲洗排水。针对这三类1)整个回用系统应紧凑。列车是一个狭长体,污水回用的典型工艺为:杂排水回用工艺流程如大部分空间用来承载旅客,而设备安装空间很小,图1所示;洗浴排水回用工艺流程如图2所示;便必须采用处理空间小、质量轻的设备体系。冲洗排水回用工艺流程如图3所示。2)处理时间短。列车运行时间有限,为能及上述回用水处理工艺处理效果及出水水质典型时迅速地将车上的生活污水进行回用处理,要选用值如表1所示。(或设计)工艺流程短的污水回用工艺。22列车生活污水回用工艺3)处理效益高。列车上污水回用的使用对象根据列车上污水回用的特点,对污水回用系统是旅客,要求处理效果好、处理水质高,另外,限的典型工艺进行适合列车车辆方面的改进:因为便收稿日期:200406-04作者简介:江帆(1974-),男,湖南慈利人,博士研究生。基金项目:广东省科技攻关计划(2003c34504142中国铁道科学第26卷冲洗排水回用处理工艺复杂,回用周期长,暂不对用同一套设施进行回用处理,使系统结构紧凑。工其进行处理;而将杂排水与洗浴排水工艺合一,采艺流程如图4所示。凝聚剂L横触氟化杂排水L界过出[砂活性炭便冲洗排水}接触氧化了仁沉詫凝聚剂回用水回用水消毒剂图1杂排水回用工艺流程图3便冲排水回用工艺流程图凝聚剂凝聚剂洗浴排水毛发过滤器活性炭粗过滤器纤维精滤洗浴排水清毒剂a用水}加压[水池图4列车污水回用工艺流程图图2洗浴排水回用工艺流程图表1处理效果及出水水质指标水源水质BODsBS(mgL1)/()(mgL4)/(mgL-1)值细菌总数总大肠菌群/(个·mL-1)/(个mL-1)杂原污水水质832.1487.62.1×1051.8×105回用水水质1.27.5处理效果/%原污水水质722.772.2×10°洗浴回用水水质排水处理效果/%96原污水水质1197.0排水回用水水质处理效果/%采用图4所示的“两滤一吸附一曝气一两消粗室毒”污水回用工艺:采用粗滤方式去除毛发、悬浮物等杂质;采用高效纤维快滤工艺实现过滤一吸附疑聚剂消毒剂一体化,去除胶体有机物和部分溶解性有机物;并反洗管在粗滤前和回用前实施消毒。对比改进前的工艺整个回用工艺流程短,投资少,空间小。3列车生活污水回用装备系统构造反洗管3.1列车生活污水回用装备系统设计计算图5列车污水回用一体化装备系统简图根据上述列车污水回用工艺流程,结合列车的装容易。粗滤室中充填无烟煤,滤去毛发及一些悬水箱及管道布置,设计出适合列车生活污水回用的一体化装备系统,如图5所示。系统主要由粗滤浮杂质;投加凝聚剂加速污水胶体的混凝,以便被室、高效纤维快滤室、加凝聚剂和加消毒剂装置无烟煤粗滤掉,同时投加消毒剂进行一次消毒。高效纤维快滤室是关键部分,兼具过滤和吸附的功第3期列车生活污水回用系统143能,充填高效纤维,综合曝气的作用,快速过滤和式中:Q1为餐车的计算水量,餐车的携带水吸附粗滤后残存的污染物,同时曝气直接氧化降解量为18m3,按通常用量,平均每4h用1.8m3有机污染物;临近出水处,投加消毒剂进行二次消的水,则Q1=1.8×24/4=10.8m3d-1;w为滤毒。工艺参数一般为:滤速20~25mh',过滤速,以粗滤为准进行计算,v=4mh1水头1.5-2.5m,滤料截污容量5~10kgm-3。系统的长宽比采用2:1,即L1:B1=2:1,则滤料特点:滤料不流失、不混层,反冲洗彻底、不主要部分的平面尺寸为积泥,气水同时反洗,抗冲击。滤元使用寿命长达L1=2B1=2.32m,B1=1.16m10年。查参考文献[5],采用双层滤料,高度H1因为餐车和客车的水箱布置和管道布置不相30m,.纤维滤室的高度H12=200m,辅助高同,这里分别设计计算和系统安装布置。3.2餐车的一体化回用装置设计计算及安装位置度H3=100mm,则总高度H=600mmo回用系统为连续工作,考虑列车运输的特点,处理装置安装在底架上,靠重力处理污水,回工作时间以较短的运行时间为准,这里设有效工作用水依靠水泵送到水箱。整个一体化装置的位置如时间为T=1ho则系统的总面积F1计算如下图6所示。Q110.8=2.7收集管道溢水管洗池排水注水管供水到洗池体化回用装量回用水管道供水到开水炉三击三图6餐车污水回用一体化装备安装位置简图3.3客车的一体化回用装置设计计算及安装位置所示。仍然设有效工作时间为T=1h。则系统的总面积F2计算如下4结束语F2==4×1=1.5m污水回用是可持续发展的必经之路,对旅客列式中:Q2为客车的计算水量,客车的携带水车中的餐车和客车上的生活污水进行回用是水资源量为1.0m3,按通常用量,平均每4h用1.0保护的有效途径之一。本文对列车污水回用的特点的水,则Q2=1.0×24/4=6m3·d-l。及传统典型的污水回用工艺进行了分析,改进了传与餐车相同,系统的长宽比采用2:1,则主要统的污水回用工艺,形成一个投资少,占用空间部分的平面尺寸为小、处理时间短的列车污水“两滤-吸附-曝气L2=2B2=1.732m,B2=0.866m两消毒”回用工艺。并就餐车和客车具体的污水回釆用双层滤料,总髙度为H=600mm。处理用系统结构进行了设计计算,给出了一体化污水回装置安装在底架上。整个一体化装置的位置如图7用装备的安装位置,以利于进一步实际应用。144第26卷收角管邀供水到洗手基地■、洗面柜排水注水管三人洗脸体化国用装量供水到车上水箱国用水管道供水到洁具地漏排水注水管图7客车污水回用一体化装备安装位置简图参考文[1 Robert E Eden. Wastwater Reuse-limitations and Possibilities [J]. Desalination, 1996,(106): 335-338[2]周彤.我国污水回用历程与展望[A].21世纪国际城市污水处理及资源化发展战略研讨会与展览会会议论文[C].北京:中国建设部,2001[3] Lin S H, Cheng K w. A New Sequencing Batch Reactor for Treatment of Municipal Sewage Wastewater for AgriculturalReuse [] Desalination, 2001(133):41-51[4]侯立专.小型污水处理与回用技术及装置[M].北京:化学工业出版社,2003[5]崔玉川,杨崇豪,张东伟.城市污水回用深度处理设施设计计算[M].北京:化学工业出版社,2003[6]邵青.水处理及循环再利用技术[M].北京:化学工业出版社,2004Reuse System of Train SewageJIANG Fan, Chen Weei-ping, HE Hua, TIAN Hong-qi(1. School of Mechanical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou Guangdong 510640, China;2. High-speed Train Research Center, Central South University, Changsha Hunan 410075, China)Abstract: The difficulty of train s sewage reuse and typical sewage reuse technology is analyzed, and the technology process is improved in order to meet the needs of train s sewage reuse. The technology"twice filtered-adsorbed-aeration-twice disinfected"is applied to sewage reuse, so the time of sewage treatment is shortenedthe water quality is improved, and the volume of equipment is minished. The reuse system for gray-water ondining car and bathing wastewater on passenger car is designed and calculated, and the structure of integrated re-Key words: Water pollution; Sewage treatment; Trains sewage; Reuse system(责任编辑刘卫华)