年中國鐵道科學(xué)Vol 26 No. 3CHINA RAILWAY SCIENCEMay,2005文章編號:1001-4632(2005)03-014104·成果簡報列車生活污水回用系統(tǒng)江帆!,陳維平1,何華2,田紅旗2(1.華南理工大學(xué)機械工程學(xué)院,廣東廣州510640;2.中南大學(xué)高速列車研究中心,湖南長沙410075)摘要:分析列車生活污水回用的難點及典型的污水回用工藝,對污水回用典型工藝進行改進。采用“兩濾—吸附一曝氣一兩消毒”污水回用工藝,使得污水處理時間縮短、出水水質(zhì)提高、占有空間減小。并就餐車的雜排水和客車的洗浴排水回用系統(tǒng)分別進行設(shè)計計算,給出一體化回用裝置結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞:水污染;污水處理;列車生活污水;回用系統(tǒng)中圖分類號:X731.031文獻標(biāo)識碼:B在長途旅行列車上,旅客使用過的水,污染雜于列車車輛的制造成本,設(shè)計污水回用系統(tǒng)時應(yīng)平質(zhì)只占0.1%左右,比海水的3.5%少得多。污水衡處理效果和制造費用的矛盾,達到污水回用與運經(jīng)過適當(dāng)再生處理,可以重復(fù)利用。列車上供水行消耗的統(tǒng)一。量的約80%變?yōu)樯钗鬯懦?如果收集起來再1.2列車生活污水回用水質(zhì)指標(biāo)生處理后70%可以安全回用,就有列車上供水量2000年3月20日國務(wù)院令頒布了水污染防治的一半以上可以變成再生水。本文根據(jù)列車運行本法實施細則,其第21條明確規(guī)定:“生活飲用水地身的特點及用水的要求,研究適合列車應(yīng)用的生活表水源一級保護區(qū)內(nèi)的水質(zhì)適用國家‘地表水環(huán)境污水回用工藝及裝備系統(tǒng),以節(jié)約珍貴的水資源。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)’Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),二級保護區(qū)內(nèi)的水質(zhì)適用國家Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)?！雹蝾悩?biāo)準(zhǔn)中關(guān)于有機物綜合性指標(biāo)1列車生活污水回用系統(tǒng)特點及技術(shù)有OD,BOD3與高錳酸鹽指數(shù)(即耗氧量指標(biāo)CODk),相應(yīng)的限值是15,3,4mgL1。1列車生活污水回用系統(tǒng)特點2列車生活污水回用工藝列車在鐵道線路上不停地運行,受空間結(jié)構(gòu)運行時間、制造成本的影響,使得列車生活污水回2.1污水回用典型工藝用具有一定的難度,因此,設(shè)計合理的列車生活污列車上生活污水有三種形式:餐車上的雜排水回用系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點。水,旅客洗浴排水,大小便沖洗排水。針對這三類1)整個回用系統(tǒng)應(yīng)緊湊。列車是一個狹長體,污水回用的典型工藝為:雜排水回用工藝流程如大部分空間用來承載旅客,而設(shè)備安裝空間很小,圖1所示;洗浴排水回用工藝流程如圖2所示;便必須采用處理空間小、質(zhì)量輕的設(shè)備體系。沖洗排水回用工藝流程如圖3所示。2)處理時間短。列車運行時間有限,為能及上述回用水處理工藝處理效果及出水水質(zhì)典型時迅速地將車上的生活污水進行回用處理,要選用值如表1所示。(或設(shè)計)工藝流程短的污水回用工藝。22列車生活污水回用工藝3)處理效益高。列車上污水回用的使用對象根據(jù)列車上污水回用的特點,對污水回用系統(tǒng)是旅客,要求處理效果好、處理水質(zhì)高,另外,限的典型工藝進行適合列車車輛方面的改進:因為便收稿日期:200406-04作者簡介:江帆(1974-),男,湖南慈利人,博士研究生?；痦椖?廣東省科技攻關(guān)計劃(2003c34504142中國鐵道科學(xué)第26卷沖洗排水回用處理工藝復(fù)雜,回用周期長,暫不對用同一套設(shè)施進行回用處理,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。工其進行處理;而將雜排水與洗浴排水工藝合一,采藝流程如圖4所示。凝聚劑L橫觸氟化雜排水L界過出[砂活性炭便沖洗排水}接觸氧化了仁沉詫凝聚劑回用水回用水消毒劑圖1雜排水回用工藝流程圖3便沖排水回用工藝流程圖凝聚劑凝聚劑洗浴排水毛發(fā)過濾器活性炭粗過濾器纖維精濾洗浴排水清毒劑a用水}加壓[水池圖4列車污水回用工藝流程圖圖2洗浴排水回用工藝流程圖表1處理效果及出水水質(zhì)指標(biāo)水源水質(zhì)BODsBS(mgL1)/()(mgL4)/(mgL-1)值細菌總數(shù)總大腸菌群/(個·mL-1)/(個mL-1)雜原污水水質(zhì)832.1487.62.1×1051.8×105回用水水質(zhì)1.27.5處理效果/%原污水水質(zhì)722.772.2×10°洗浴回用水水質(zhì)排水處理效果/%96原污水水質(zhì)1197.0排水回用水水質(zhì)處理效果/%采用圖4所示的“兩濾一吸附一曝氣一兩消粗室毒”污水回用工藝:采用粗濾方式去除毛發(fā)、懸浮物等雜質(zhì);采用高效纖維快濾工藝實現(xiàn)過濾一吸附疑聚劑消毒劑一體化,去除膠體有機物和部分溶解性有機物;并反洗管在粗濾前和回用前實施消毒。對比改進前的工藝整個回用工藝流程短,投資少,空間小。3列車生活污水回用裝備系統(tǒng)構(gòu)造反洗管3.1列車生活污水回用裝備系統(tǒng)設(shè)計計算圖5列車污水回用一體化裝備系統(tǒng)簡圖根據(jù)上述列車污水回用工藝流程,結(jié)合列車的裝容易。粗濾室中充填無煙煤,濾去毛發(fā)及一些懸水箱及管道布置,設(shè)計出適合列車生活污水回用的一體化裝備系統(tǒng),如圖5所示。系統(tǒng)主要由粗濾浮雜質(zhì);投加凝聚劑加速污水膠體的混凝,以便被室、高效纖維快濾室、加凝聚劑和加消毒劑裝置無煙煤粗濾掉,同時投加消毒劑進行一次消毒。高效纖維快濾室是關(guān)鍵部分,兼具過濾和吸附的功第3期列車生活污水回用系統(tǒng)143能,充填高效纖維,綜合曝氣的作用,快速過濾和式中:Q1為餐車的計算水量,餐車的攜帶水吸附粗濾后殘存的污染物,同時曝氣直接氧化降解量為18m3,按通常用量,平均每4h用1.8m3有機污染物;臨近出水處,投加消毒劑進行二次消的水,則Q1=1.8×24/4=10.8m3d-1;w為濾毒。工藝參數(shù)一般為:濾速20~25mh',過濾速,以粗濾為準(zhǔn)進行計算,v=4mh1水頭1.5-2.5m,濾料截污容量5~10kgm-3。系統(tǒng)的長寬比采用2:1,即L1:B1=2:1,則濾料特點:濾料不流失、不混層,反沖洗徹底、不主要部分的平面尺寸為積泥,氣水同時反洗,抗沖擊。濾元使用壽命長達L1=2B1=2.32m,B1=1.16m10年。查參考文獻[5],采用雙層濾料,高度H1因為餐車和客車的水箱布置和管道布置不相30m,.纖維濾室的高度H12=200m,輔助高同,這里分別設(shè)計計算和系統(tǒng)安裝布置。3.2餐車的一體化回用裝置設(shè)計計算及安裝位置度H3=100mm,則總高度H=600mmo回用系統(tǒng)為連續(xù)工作,考慮列車運輸?shù)奶攸c,處理裝置安裝在底架上,靠重力處理污水,回工作時間以較短的運行時間為準(zhǔn),這里設(shè)有效工作用水依靠水泵送到水箱。整個一體化裝置的位置如時間為T=1ho則系統(tǒng)的總面積F1計算如下圖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體化回用裝量回用水管道供水到開水爐三擊三圖6餐車污水回用一體化裝備安裝位置簡圖3.3客車的一體化回用裝置設(shè)計計算及安裝位置所示。仍然設(shè)有效工作時間為T=1h。則系統(tǒng)的總面積F2計算如下4結(jié)束語F2==4×1=1.5m污水回用是可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路,對旅客列式中:Q2為客車的計算水量,客車的攜帶水車中的餐車和客車上的生活污水進行回用是水資源量為1.0m3,按通常用量,平均每4h用1.0保護的有效途徑之一。本文對列車污水回用的特點的水,則Q2=1.0×24/4=6m3·d-l。及傳統(tǒng)典型的污水回用工藝進行了分析,改進了傳與餐車相同,系統(tǒng)的長寬比采用2:1,則主要統(tǒng)的污水回用工藝,形成一個投資少,占用空間部分的平面尺寸為小、處理時間短的列車污水“兩濾-吸附-曝氣L2=2B2=1.732m,B2=0.866m兩消毒”回用工藝。并就餐車和客車具體的污水回釆用雙層濾料,總髙度為H=600mm。處理用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計計算,給出了一體化污水回裝置安裝在底架上。整個一體化裝置的位置如圖7用裝備的安裝位置,以利于進一步實際應(yīng)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臉體化國用裝量供水到車上水箱國用水管道供水到潔具地漏排水注水管圖7客車污水回用一體化裝備安裝位置簡圖參考文[1 Robert E Eden. Wastwater Reuse-limitations and Possibilities [J]. Desalination, 1996,(106): 335-338[2]周彤.我國污水回用歷程與展望[A].21世紀(jì)國際城市污水處理及資源化發(fā)展戰(zhàn)略研討會與展覽會會議論文[C].北京:中國建設(shè)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]侯立專.小型污水處理與回用技術(shù)及裝置[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003[5]崔玉川,楊崇豪,張東偉.城市污水回用深度處理設(shè)施設(shè)計計算[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003[6]邵青.水處理及循環(huán)再利用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)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(責(zé)任編輯劉衛(wèi)華)