集成平板膜MBR处理列车卧具洗涤废水

周建民，付永胜，毛锋，马春锋

（1.西南交通大学地球科学与环境工程学院，成都611756；2.河南恒泽置业有限公司，河南许昌461000；3.成都康洁水务有限公司，成都610036）

集成平板膜MBR处理列车卧具洗涤废水

周建民1，付永胜1，毛锋2，马春锋3

（1.西南交通大学地球科学与环境工程学院，成都611756；2.河南恒泽置业有限公司，河南许昌461000；3.成都康洁水务有限公司，成都610036）

某铁路局洗涤中心采用转鼓格栅-混合调节-一体化MBR反应器-次氯酸钠消毒组合工艺处理列车卧具洗涤废水，介绍了工艺流程设计、主要构筑物设计参数以及工程运行情况。运行结果表明，出水一直稳定达到GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》中洗涤用水水质标准和DB 11/471—2007《洗衣回用水水质要求》中最严格的指标要求。

列车卧具洗涤废水；转鼓格栅；一体化MBR；中水回用

铁路客运列车上用品（包括车厢的卧具、台布等）的洗涤产生了大量的洗涤废水［1］，其污染物主要成分是油脂和悬浮固体。铁路客运洗涤作业程序一般为预洗-洗涤（主洗）-二次漂洗，从程序可以看出，不同洗涤程序排放废水水质差别较大［2］，其中预洗和洗涤（主洗）阶段污染较为严重［3］。一般情况下洗衣机自身有漂洗水直接循环回用到预洗和主洗工序中，而预洗和主洗工序产生的废水亦不能直接排放。目前，我国对洗涤废水的处理仍主要采用传统的混凝－气浮－过滤工艺或二级生物处理方法［4-5］，以达到国家排放和中水回用水质标准中对LAS的严格要求。由于LAS浓度较高，混凝－气浮－过滤工艺投药量大、污泥量多；普通二级生物处理工艺生物菌种培养驯化困难、废水可生化性较低。因此研究如何对洗涤废水进行循环利用、减少废水量、降低废水处理成木，对于搞好铁路的环境保护工作具有重要意义。

某铁路局近期2015年、远期2025年客车卧具日均洗涤量分别为60 t和103 t。洗涤物品包括卧铺车厢的大单、小单、枕巾、地毯罩及台布5种。每种物品的洗涤过程均经过洗涤、漂洗1、漂洗2、漂洗3共4个流程，然后再脱水、烘干。在洗涤过程中产生930 m3／d的洗涤废水，该洗涤中心投建并运营了1套中水处理系统，洗涤废水经处理全部回用到洗涤工序中。

1 设计水量、水质

1.1 设计水量

根据该客运段提供资料和现场实地勘察，该洗涤废水主要分为3股，分别为洗涤工序排水、漂洗废水、冲洗地面废水，共计930 m3／d。本工程设计水量为1 000 m3／d，24 h运行，平均小时处理水量约为42 m3。

1.2 设计水质

本工程设计进、出水水质见表1。本工程处理出水全部回用，回用水水质要求达到GB／T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》中洗涤用水水质标准和DB 11／471—2007《洗衣回用水水质要求》中最严格的指标。

表1 进、出水水质指标Tab.1Influent and effluent water quality

2 工艺流程及特点

2.1 工艺流程

本工程根据废水水质特点和处理要求，综合分析经济效益、环保效益和社会效益后，选定转鼓格栅－混合调节－一体化MBR反应器－次氯酸钠消毒组合工艺对该废水进行处理。具体工艺流程见图1。

图1 工艺流程Fig.1Process flow

洗涤废水首先自流进入格栅池，在转鼓格栅的拦截作用下，去除大块的布、线头等大漂浮物，有效防止后续泵的堵塞。经过格栅池处理后的废水自流进入调节池，进行均质、均量。然后由泵提升进入一体化MBR反应器的厌氧池。在厌氧细菌的作用下把大分子有机物断链，并在厌氧环境下使脱磷细菌过量的释磷。经过厌氧处理后废水自流进入缺氧池，在缺氧池中水解细菌和酸化细菌的作用下，大分子的有机物进一步转化为小分子的有机物（短链糖类、乙酸、甲酸等），使难降解的有机物转化为易降解的有机物，经过缺氧池处理之后的废水已有良好的可生化性，再进入好氧池（膜池），经过好氧微生物的代谢，把小分子的有机物降解为水和二氧化碳。在好氧池中设置膜组件，膜组件在抽吸泵的作用下，使混合液通过平板膜而使污泥截留下来。膜组件出水与加入的次氯酸钠混合后进入回用水池，回用水池的水通过变频供水装置供水到各个用水点。

膜组件运行3～6个月后，根据跨膜压差和膜通量情况进行在线清洗，在线清洗采用柠檬酸、次氯酸钠和烧碱溶液清洗，人工操作。

2.2 工艺特点

本工艺具有以下特点：①MBR工艺成熟稳定，使用超滤级平板膜作为MBR的过滤单元，使系统有一定的先进性。②使用平板膜MBR技术处理洗涤废水，具有膜通量大，通量降低慢，不宜污染的特点，出水能稳定达到回用标准。③集成厌氧、缺氧、好氧、膜区、离线清洗区、泵房和控制室为一体化设备，占地面积小，运行费用低，便于维护管理，减少膜离线清洗损坏的风险。污泥回流到厌氧池有利于提高脱氮除磷的效果。④动力设备内置于一体化设备内，有效地降低了运行噪声。⑤采用变频供水设备提高了供水安全性，并节省了能耗。⑥采用溶解氧变送器控制风机的运行，采用余氯测定仪控制加药装置运行，有效降低能耗和药耗。⑦抗水质波动能力强，pH值为11.1时出水水质依然能达到回用标准。

3 主要处理构筑物及参数

（1）格栅池。1座，钢筋混凝土结构，尺寸为6 000 mm×5 250 mm×1 950 mm。内设2道转鼓格栅，格栅网孔径为1 mm，格栅过水流速不高于0.4 m／s，转鼓格栅宽度为1 000 mm，栅前水深为500mm，安装角度为70°。

（2）调节池。钢混结构，尺寸为18 500 mm× 8 250 mm×6 900 mm，有效水深为4 500 mm，有效容积为686.8 m3，水力停留时间为16.5 h。内设双曲面搅拌机4台，废水提升泵2台和液位控制器1套。

（3）厌氧池。2套，池体采用碳钢结构，内部采用四布五油玻璃钢防腐，设置配水区、配泥区、混合区和反应区，尺寸为4 000 mm×1 700 mm× 4 500 mm，有效水深为4 000 mm，有效容积为27 m3，水力停留时间约为1.3 h。

（4）缺氧池。2套，池体采用碳钢结构，内部采用四布五油玻璃钢防腐，设置配水区、曝气搅拌区和反应区，尺寸为4 000 mm×2 600 mm×4 500 mm，有效水深为4 000 mm，有效容积为42 m3，水力停留时间约为2 h，内设曝气装置1套，溶解氧测定仪1套。

（5）好氧池（膜池）。2套，池体采用碳钢结构，内部采用四布五油玻璃钢防腐，设置配水区、曝气区、反应区和膜区，尺寸为4 000 mm×9 000 mm×4 500 mm，有效水深为4 000 mm，有效容积为144 m3，水力停留时间约为7 h，容积负荷为0.2 kg［CODCr］／（kg［MLSS］·d）。内设溶解氧在线监测仪、曝气装置和超声波液位计各1套，膜组件各4套，膜面积为2 500 m2，膜通量为400 L／（m2·d），实际运行过程中正常跨膜压差情况下，膜通量能达到550 L／（m2·d）。配置污泥回流泵各2台，回流比为100%。配置鼓风机各2台，气水比为40∶1。

（6）化学清洗池。膜组件离线清洗的场所，兼做在线清洗的药箱。2套，池体采用碳钢结构，内部采用四布五油玻璃钢防腐，尺寸为4 000 mm× 2 000 mm×4 500 mm，有效水深为4 000 mm，有效容积为32 m3，内设化学清洗泵各1台。

（7）抽吸泵站。壁采用碳钢结构，内部采用防腐，底为混凝土上贴地砖地面，尺寸为4 000 mm× 5000mm×4500mm，内设抽吸泵4台，2备2用。

（8）控制室。壁采用碳钢结构，内部采用防腐，底为混凝土上贴地砖地面，尺寸为4 000 mm× 5 000 mm×4 500 mm，内设控制柜1套。

（9）回用水池。钢筋混凝土结构，容积为600 m3，采用空气搅拌，停留时间约为14 h，内设自来水补水装置。配次氯酸钠加药装置2套，余氯测定仪1套。

4 运行效果

4.1 运行数据分析

本系统采用24 h连续运行，连续监测结果表明该系统运行正常。2014年7月14~15日的水质监测平均结果见表2。

表2 处理效果Tab.2Treatment effect

4.2 问题与讨论

（1）抽吸泵偶尔会出现异常启动。分析其原因是进水LAS偶尔增加过大，导致好氧池泡沫过多，使得超声波液位计测量不准确，输出信号发生漂移。解决措施：调小超声波测量区的曝气量，设置测量隔离区。

（2）好氧池泡沫过多。当进水浓度特别是LAS浓度大幅度提高，反应池不能及时地把LAS等有机质分解掉，会随气泡浮出水面形成气泡。解决措施：加大污泥回流量，减少进水量。

（3）缺氧池出现污泥上浮，有黑色死泥粘附在泡沫上。分析原因有：一是调试初期一些不适应的微生物被淘汰掉，随污泥上浮；二是缺氧池曝气不均匀，出现局部深度厌氧，使黑色污泥上浮。解决措施：调整缺氧池曝气阀门使缺氧池曝气均匀，加大污泥回流。

（4）好氧池表面在夏天会偶尔滋生蚊蝇和剑水蚤，影响操作环境。分析原因是水质较好，秋夏之际适应后生动物的生长。解决措施：向好氧池表面层投加适量次氯酸钠消毒液。实践证明，投加适量的次氯酸钠（投加量不高于0.01 mg／L）不会对好氧池造成不良影响。

5 运行费用分析

工程固定总投资为880.00万元。工程运行电费为0.66元／m3；药剂费为0.30元／m3；人工费为0.27元／m3；固定资产形成率按90%计，维修费率按2%计，则维修费为0.43元／m3；合计运行费用为1.66元／m3。自来水费按4.30元／m3计，则每回用1 m3中水节省2.64元，每年节约水费963 600元，约9 a可收回投资。

6 结语

（1）某铁路局洗涤中心采用转鼓格栅－混合调节－一体化MBR反应器－次氯酸钠消毒组合工艺处理列车卧具洗涤废水，出水稳定达到GB／T 19923—2005中洗涤用水水质标准和DB 11／471—2007中最严格的指标要求。出水全部回用于卧具洗涤。该工程的实施大大减少了向水体环境中排放污染物的总量，而且降低了洗涤中心的生产成本。该处理工艺的成功运行取得了良好的环保效益和社会效益，对铁路系统的污染治理和资源化利用有一定的参考价值。

（2）卧具洗涤废水中含有大量的线头，在设计时应合理选择格栅栅距，在经济发达地区，可优先选用机械细格栅，这样可大大降低劳动强度。当洗涤剂含量比较高时，设计过程中应尽量考虑增加缺氧池和水解酸化池的容积，并在运行的过程中时刻注意各个处理环节的运行状况，以避免生化处理系统受到严重影响。

（3）洗涤废水中洗涤剂浓度突然升高时，会产生大量泡沫，严重时会使污泥上浮。当遇到这样的情况时，应加大好氧池污泥回流量，提高生化系统的抗冲击能力。

［1］成毅，赵泽文.铁路客运洗涤污水污染情况及排放规律［J］.环境与职业医学，2002，8（4）：257－258.

［2］王建民.铁路客运洗涤污水综合治理可行性分析［J］.铁道劳动安全卫生与环保，2002，29（1）：40－42.

［3］郭晶晶，许兆义，王锦，等.铁路客运洗涤污水循环利用的探讨［J］.工业用水与废水，2004，35（4）：49-51.

［4］李怜.铁路洗涤废水处理及回用工程设计［J］.中国给水排水，2000，16（4）：32-34.

［5］袁敏忠.某医疗洗涤中心洗涤污水工程的设计和运行［J］.工业水处理，2003，23（4）：62－64.

Treatment of train bedding washing wastewater by integrated flat sheet membrane MBR

ZHOU Jian-min1，FU Yong-sheng1，MAO Feng2，MA Chun-feng3
（1.School of Faculty of Geosciences and Environmental Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 611756,China;2.Henan Hengze Co.,Ltd.,Xuchang 461000,China;3.Chengdu Kangjie Water Co.,Ltd., Chengdu 610036,China）

The washing center of a railways bureau using combined process of drum grille-mixed regulation-integrated MBR reactor-sodium hypochlorite to treat train bedding washing wastewater,the process design, the design parameters of the main structures,and the project running condition,were introduced.The operation results showed that,the effluent water quality was stable,which not only met the requirement of rinsing water standard in GB/T 19923—2005 The Reuse of Urban Recycling Water―Water Quality Standard for Industrial Uses,but also met the strictest requirement of DB 11/471—2007 Requirement for Water Quality for Laundry Water Recycling.

train bedding washing wastewater;drum grille;integrated MBR;reuse of reclaimed water

X731.031

B

1009－2455（2016）06－0064－04

周建民（1980-），男，河南许昌人，工程师，博士生，从事水处理设计、施工、运营、调试和科研工作，研究方向为水污染控制工程，（电子信箱）245960737@qq.com。

2016-08-30（修回稿）