地铁洗车废水的水质特征及处理工艺研究——以某市轨道交通车辆基地为例

李宝玉，尹姗姗

（长沙轨道交通运营有限公司，湖南长沙 410000）

地铁一般靠列车清洗机进行车身的清洗，会产生废水，同时检修基地以及地铁车辆段排水用水的设备也会造成大量的污水[1]。因此，对洗车废水中污染物，如：悬浮物、油类物质、有机物、表面活性剂的检测就十分重要，一方面，可以指导列车清洗机的工作，选择更合适的清洗措施，另一方面，对洗车废水的处理工艺的选择至关重要。

随着社会经济和科学技术日益发展，环境问题日益严峻，更加需要高度的重视环境保护工作，特别是要结合环保相关要求和标准对于列车清洗工作进行严格管理和控制，其中针对维修基地以及地铁车辆所产生的污水需要达到了排放标准之后才能够顺利排放。选择合适的处理工艺，切实保障列车清洗机在排水的过程当中符合排水的要求和标准，既助于环境保护，还有利于提高地铁列车的经济效益。

1 研究概况

车辆段与维修基地生产污水有两种来源：检修生产污水和洗车污水。两者的污水水质稍有不同，检修生产污水主要以油为主，一般经过隔油、沉淀、气浮、过滤等工艺进行处理。洗车污水是段场内生产排水中的水质和水量都比较稳定的主导水量，不能直接排放。

地铁场段包含运用库、联合检修库、工程车库、洗车库、物资库、综合楼等单体。场段设置生产废水处理站，将收集（主要收集运用库、联合检修库、工程车库、洗车库生产废水）到生产废水处理达标后排至市政污水管道或处理达标后回用，用于道路浇洒及绿化浇洒。其中洗车库会单独设置一套洗车机水处理工艺，废水经处理达标后循环使用，可用于洗车[2]。

本研究主要对地铁废水进行水量和废水处理工艺调研，主要对洗车库处理工艺各工艺段水质进行检测分析。

2 地铁废水的水质分析

2.1 废水指标检测方法

本次地铁洗车废水水质检测均采用国家标准方法，共检测十一个指标，分别是pH、色度、悬浮物、溶解性固体、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮、总磷、动植物油、石油以及阴离子表面活性剂[3]。

其中pH采用玻璃电极法（GB/T 6920—1986），色度采用稀释倍数法（GB/T 11903—1989），悬浮物采用重量法（GB/T 11901—1989），溶解性固体采用重量法（GB/T 11901—1989），五日生化需氧量采用稀释接种法，化学需氧量采用USEPA消解比色法，氨氮采用纳氏试剂分光光度法（HJ 535—2009），总磷则用消解测定，石油和动植物油利用红外分光光度法进行测定（HJ 637—2018），阴离子表面活性剂采用亚甲蓝分光光度法（GB/T 7494—1987）。

2.2 废水处理进水水质分析

废水处理的进水分为两部分，第一部分为洗车后集水坑内废水，第二部分为检修间清洗废水，两部分水质参数分析结果如表1、表2所示。

表1 洗车后集水坑废水水质检测结果

表2 检修间清洗废水水质检测结果

对比《污水排入城镇下水道水质标准》B级，可以看出两部分水质均符合标准[2]。

而从表1分析，对比城镇污水处理厂污染物排放标准三级标准，可以看出，pH、色度、BOD5、总磷、石油、动植物油、阴离子表面活性剂均不超标，氨氮有轻量超标，而悬浮物、溶解性固体、COD超标比较严重。

从表2分析，对比城镇污水处理厂污染物排放标准三级标准[2]，可以看出，pH、色度、BOD5、总磷、石油、动植物油、阴离子表面活性剂均不超标，而氨氮、悬浮物、溶解性固体、COD超标比较严重。

3 地铁废水处理工艺

3.1 地铁废水处理工艺

列车自动清洗机（简称洗车机）主要用于清洗地铁列车外表面的灰尘、油污及其他污渍。通过水、清洗剂及清洗刷的作用自动清洗列车的两侧、端部（包括车门和车窗玻璃），清洗后会产生废水[4]。

经过现场调研，停车场洗车库的处理工艺流程如图1所示。洗车完毕后的水经过排水管道再通过格栅进入集水坑。集水坑对废水进行混合均匀。然后通过提升泵将集水坑的水提升至pH调节池，后接沉淀池，沉淀池中加入絮凝剂及助凝剂用以降低悬浮物等污染物含量，然后流入光催化池进行有机物的降解[9]，最后回到回用水池，达到对洗车用水循环再利用的节水目的[8]。

图1 废水处理工艺流程图

经过上述工艺处理之后，进行出水的水质检测，检测结果如下：

从表3分析，对比维修间的水质参数可以看出，悬浮物的去除率达到了85.64%，溶解性固体的去除率达到了92.31%，氨氮的去除率达到了98.74%，三者达到了非常高的去除水平。而BOD5的去除率是43.34%，COD的去除率是43.05%。因为处理工艺的进水中BOD5及COD已经很低，导致去除率较低。

表3 洗车废水处理工艺出水水质检测结果

对比《污水排入城镇下水道水质标准》B级，出水的水质状况达到了可以排入城镇下水道的水平。而对比城镇污水处理厂污染物排放标准三级标准，出水水质的COD还是相对偏高，处理工艺有待提高，可以增加后续工艺提高处理效果。

3.2 其他常规处理工艺

3.2.1 超滤法

针对超滤法的相关原理进行分析，其主要对料液施加一定压力，胶体物质以及高分子物质通常都会被超滤膜所阻止，在当前使用这一种方法本身流程比较短，同时操作相对较为简便，具备良好的分离效果。在实际工作的过程当中处理效率偏高，同时能源消耗量较低，但是，在使用超滤法的过程当中，所需要投资费用往往比较高。目前，地铁列车清洗机产品当中，超滤法还没有得到相应的应用，但是在商业洗车的过程当中超滤法已经得到了一定程度的应用，具备良好的应用效果[5]。

3.2.2 生化法

目前，生化法处理流程包括了过滤除油、回水利用等。在处理生活污水以及含油废水的过程当中，这样的方法得到了极为广泛的运用，同时较为成熟，目前比较广泛使用方式是采用生物滤池法以及活性污泥法，然而这种技术对于温度、水质、曝气时间、曝气量要求都较为严格，同时要求相关的人士具备专业的精神，操作上要求严谨规范，对于工作人员的素质要求较高，只有具备高素质的人才能够让生化法得到良好的应用，同时产生良好的应用效果。

3.2.3 气浮-活性炭吸附

车辆基地格栅渠入口处的含油废水首先经过污水泵井，分流提升至钢筋混凝土斜板隔油沉淀池，借助油水比重差，采用自然上浮法分离去除废水中的浮油与部分细分散油，其中的大颗粒杂质和渣滓以沉淀隔离的方式去除。隔油沉淀池最表层含油部分废水溢流至集油井，底层的大颗粒残渣或泥沙等则排入集泥井，并定期抽取集泥井中的污泥进行集中处理。经沉淀池处理后的含油废水进入组合式气浮处理装置[6]。

组合式气浮处理装置是整个工艺的核心部分，其原理是：气浮法是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡黏附在被去除的微小油滴上后，因黏合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。气浮法在一定压力（0.35～0.45MPa）下使适量空气与部分回流水在溶气罐内形成饱和溶气载体，经释放器骤然减压而获得大量微细气泡，迅速黏附于水中流动颗粒、乳化油、澡类和经混凝反应的絮体上，造成絮体比重小于水的状态，被强制迅浮于水面，从而获得固液分离。

经气浮处理后的含油废水先进入中间水池，之后再经石英砂过滤，活性炭吸附处理后，进入清水 池。活性炭作为常用的吸附剂之一，其吸附原理主要为物理吸附，吸附过程包括：外部扩散、内部扩散和吸附反应过程，由于活性炭具有发达的孔隙构造和巨大的比表面积[6]，可以很快吸附溶解在水中的污染物，达到净化水质的目的。清水池中的水再经消毒处理后回用于车辆基地车辆清洗用水、道路浇洒或绿化用水等。所有水池的排污均纳入污水管网[7]。

4 结论及总结

1）地铁洗车时选择合适的清洁机和洗涤剂，洗车废水中污染物指标均较低，可以达到《污水排入城镇下水道水质标准》B级标准，地铁车辆段检修间污染物浓度则较高，需要进行处理后排入污水管网。

2）在絮凝、沉淀、光催化的处理工艺处理后，悬浮物的去除率达到了85.64%，溶解性固体的去除率达到了92.31%，氨氮的去除率达到了98.74%，有很好的去除效果，而BOD5和COD去除率较低，一般认为是因为进水浓度本身偏低导致，具体原因及反应动力学分析可以进行进一步研究。

3）目前常用的地铁废水处理工艺有光催化法、超滤法、气浮-活性炭吸附法，在地铁洗车废水的处理工艺选择时，应根据各种工艺的优劣及适用范围选择合适的处理工艺。