列车生活污水回用系统

第26卷,第3期中国铁道科学Vol.26 No.32005年5月CHINA RAILWAY SCIENCEMay, 2005文章编号: 1001-4632 (2005) 03-0141-04●成果简报.列车生活污水回用系统江帆'，陈维平'，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-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;回用系统中團分类号: 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’I类标准，二级保护区内的水质适用国家皿类标准。”I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CODa，BOD3与高锰酸盐指数(即耗氧量指标0OD),相应的限值是15, 3, 4 mg'L1。1.1 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[4)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。2.2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中国煤化工点，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,MYHCN MH C面的改进:因为便收稿日期: 2004-06-04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(2003C34504)142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-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C接触氧化[杂排水了一最浮物过路着一砂也一[话性炭了便冲洗排水了一[接触氧化了一[沉淀了一过雄C发聚剂[国用水]--- 加压]←一[水池]國用水←C加压]←水池[消毒剂]图1杂排水回用工艺流程图图3便冲排水回用工艺流程图| ，凝聚剂凝聚剂杂排水| 洗浴排水毛发过滤器矽雄一活性炭[粗过雄器纤维精馆「洗俗排水FL[ 消毒剂清毒剂.圆用水 ]C 加压上口水箱國用水加压t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CODBOD3 .ABS色度细菌总数总大肠菌群水酒水质/(mgLI) /(mg"L~1) /(mg*L"I) /(mg*L-I)度pH值1(个.mL-1) 1(个.mL-")原污水水质8358432.87.62.1x 1051.8X 10*回用水水质5.20.40.17.55<3处理效果/%94999)687722.77.72.2x 1061.7x 10%优年回用水水质3.800.27.8排水98)3002981481192.0527.0105~ 10610* ~107便冲洗21.31.20.05.67.2排才采用图4所示的“两滤一吸附一曝气- -两消进水粗罅查壳体毒”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- -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;并反洗管事气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。快德室二次消毒3列车生活 污水回用装备系统构造水图5列车污水回用- -体化装备系统简图3.1 列车生活污水回用装备系统设计计算中国煤化工根据_上述列车污水回用工艺流程，结合列车的水箱及管道布置，设计出适合列车生活污水回用的MHCNMHG,滤去毛发及一-些悬-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。高曝气装置及反冲洗装置组成，结构紧凑、简单，安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1.8m,按通常用量，平均每4 h用1.8 m'有机污染物;临近出水处，投加消毒剂进行二次消的水，则Q1=1.8X24/4=10.8 m'●d~'; o为滤毒。工艺参数- -般为:滤速20~25 m.h"',过滤速，以粗滤为准进行计算，v=4 m.h~'。水头1.5~2.5 m,滤料截污容量5~ 10 kg.m~。系统的长宽比采用2:1,即L: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L=2B,=2.32m,B,=1.16m10年。查参考文献[5], 采用双层滤料，高度H,=因为餐车和客车的水箱布置和管道布置不相300 mm,纤维滤室的高度H2 = 200 mm,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= 100 mm,则总高度H= 600 mm。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-体化装置的位置如时间为T=1 h。则系统的总面积F,计算如下:图6所示。F==10.8= 2.7 m24X1收集管道逆水管洗池排水注水管供水到洗池2320-体化回用装量回用水管道供水到开水炉水箱<箱单中图6餐车污水回用- -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=1 h。则系统的总面积Fz计算如下:4结束语F2= ==1.5m2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1.0m'，按通常用量，平均每4h用1.0 m'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=1.0x24/4=6m3.d。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两消中国煤化工1客车具体的污水回采用双层滤料，总高度为H= 600 mm。处理用系YCNMHG出了--体化污水回装置安装在底架上。整个- -体化装置的位置如图7用装备的安装位置， 以利于进- -步实际应用。144中国铁道科学第26卷地清排水收集管逮供水到洗手盆地漏. 洗面柜排水注水警属大到洗平洗手盆排水工三人洗脸间所体化回用装置供水到开车上水籍水炉四用水管道注水管图7客车污水回用- -体化装 备安装位置简图文献[1] Robert E Eden. Wastwater Reuse limitations and Pssibities [J]. Dsalination, 1996, (106): 335- -38.[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 AgricuturalReuse [J]. Desalination, 2001 (133): 41- -51[4]侯立安. 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，2004.Reuse System of Train SewageJIANG Fan' , CHEN Wei-ping' ，HE Hua2，TIAN Hong-qi2(1. School of Mechanical Engineering, Souh China University of Technology, Guangzbou Guangdong 510640, China;2. High seed 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 techn-ology process is improved in order to meet the needs of train' s sewage reuse. The technology“twice filtered- -ad-sorbed- -aeration- -twice disinfected" is applied to sewage reuse, so the time of sewage treatment is shortened,the 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-use equipment is provided.Key words: Water pollution; Sewage treatment; Train' s sew中国煤化工^fYHCNMHG(责任编辑 刘卫华)