肖萍

（陕西城际铁路有限公司，陕西 西安 710016）

截至2021 年底，中国大陆开通轨道交通运营线路283 条，运营线路总长度9 206.8 km，其中地铁运营线路7 209.7 km，占比78.3%，中国轨道交通正在迅速发展。随着地铁线路会越来越多，地铁车辆段产生的生产污水也越来越多。地铁车辆段是地铁车辆的运营管理、停放、维修和清洗的地方。

地铁车辆段的排水主要包含生活污水、生产污水、雨水，雨水储存可以作为良好的中水水源，生活污水直接排放至市政管网。中国早期车辆段排水只设计了生活污水处理系统，采用中和—絮凝—隔油—沉淀—气浮—过滤等处理工艺，达到污水排放标准后就近排入市政管网。中期车辆段排水设计生活污水处理系统和生产污水处理系统，污水经过处理后排放。目前大多数车辆段设置生活污水处理系统、生产污水处理系统和中水系统。

1 地铁车辆段污水特点

生产污水主要包括：①洗车废水。主要为车辆的清洗废水，废水中主要包含尘土和洗涤剂。②检修废水。地铁车辆在日常检修作业中对转向器、列车空调滤网等进行清洗和更换，废水中主要包含润滑剂、有机油等。

由于地铁车辆段的作业检修具有周期性，因此生产废水为间断性排放。车辆段生产污水具有较高的SS和石油类物质，具有油类、酚、有机酸、脂类等230多种的有机物[1]。含油废水的油类一般可分为分散油、漂浮油、乳化油、溶解油[2]。分散油油滴较小，一般可以通过油水分离法除油；漂浮油油滴较大，通过重力分离的处理方法可以实现除油；乳化油和溶解油较难去除，乳化油中含油的表面活性剂具有两亲结构，在水中可以形成稳定的微粒；有很小一部分油溶于水中形成溶解油，由于浓度小且无法浮出水面，很难分离。

车辆段生产污水属于含油废水，含油废水的危害包括[3]：①含油废水渗入土壤中会形成油膜，堵塞空气以及水分进入土壤中，危害农作物的生长；②含油废水进入水体后会在水面上形成油膜，空气中的氧气难溶解于水中，水生动植物缺氧会导致死亡；③含油废水进入污水管网会对管道及附属设备以及污水处理厂都会造成影响。按照环保以及污水排放要求，车辆段产生的污水要达到排放标准后才能排放，根据污水的特点，选择合适的处理工艺，保障车辆段污水排水符合要求与标准，同时降低对环境的影响。

2 生产污水的处理方法

2.1 目前车辆段常用处理工艺

通过文献及调研[4]，了解目前地铁车辆段污水处理工艺，结果如表1 所示。

表1 轨道交通车辆段及维修基地污水处理工艺

从表1 可以看出，大部分车辆段洗车废水的工艺选择沉淀—过滤或者絮凝—沉淀—过滤工艺，洗车废水主要包含洗涤剂、尘土等。生产检修废水主要使用调节—隔油—沉淀—气浮处理工艺，隔油—沉淀—气浮具有经济、工艺简单、维护便利、去油显著的优点，采用调节—隔油—沉淀—气浮工艺处理地铁车辆段生产废水，一般出水能够达到三级排放标准。如果不采用过滤措施的话，不能保障出水水质稳定性，如果采用活性炭作为吸附材料，则能保障出水水质，但当水质较差时，活性炭吸附很快会达到饱和，对吸附材料进行更换或者再生的频率就会增加，相应成本就会增加。部分车辆段选择絮凝—沉淀—气浮处理方法，地铁车辆段选址一般比较偏远，建设初期许多车辆段附近还未建设市政官网，对于不能接入市政污水官网的废水，采用调节—隔油沉淀—气浮—过滤—消毒这种处理方法具有药剂消耗量大、运行成本高、处理效果差、且会产生大量污泥的缺点。

2.2 生物法

采用生物法处理地铁车辆段生产污水，就是利用微生物自身的代谢能力降解废水中的有机物，从而降低废水中的有机物。生物法效率高，成本低，能够大面积应用且无二次污染。

地铁车辆段含油废水间断性排放，不能连续作为生物处理的稳定水源，生活污水水量较大、排放持续、可生化性好，可以将生产废水和生活污水结合起来进行生物处理[5]。杨知勋等[6]采用驯化后的好氧污泥处理含油废水，运行稳定后COD 和油脂也能有效去除，去除率分别为80.4%～84.3%和79.5%～82.3%。李恩超[7]采用生化工艺处理冷轧含油废水，连续1 年监测生化池中的各项水质指标，研究生化池中污染物去除规律。水质数据结果表明，总油、TCOD 的平均去除效率分别为94.8%、83.1%。研究发现降解含油废水中的微生物核心菌门为变形菌门、拟杆菌门、芽单胞菌门和酸杆菌门。

2.3 膜技术

膜分离技术是指在压力作用下根据生产污水中物质的大小通过半透膜，从而实现废水处理。常见的膜种类主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透等，这些膜的分离特点如表2 所示。一般根据膜孔径、分离组分的不同，膜的分离性能和适用范围也存在较大差异[8]。膜技术处理过程无需添加药剂，占用空间小，二次污染小，处理费用低，自动化程度高，膜能够抑制进料中存在的其他污染物，使膜技术与传统的技术相比更有竞争力[9]。其中，陶瓷膜的工艺简便，水油分离效率高，出水水质稳定[10]。有机膜亲水性好，成本低。

表2 不同膜分离特点

宋纪委等[11]利用超滤处理含油废水，处理之后废水中油的质量浓度为0.13 mg/L，悬浮物平均质量浓度为0.67 mg/L，出水水质较好。但膜容易污染，不耐腐蚀，单一的膜技术不能解决废水的处理问题。对此，可将膜技术与其他技术结合起来，如超滤和反渗透联合、盐析法和反渗透联合、超滤和微滤联合等多种方法。

2.4 MBR

MBR 为膜生物反应器，是将膜分离技术与活性污泥结合起来的水处理技术。与传统生物技术相比，MBR具有占地面积小、出水稳定、剩余污泥量少、易于实现自动化控制等优势。王宝莲等[12]采用MBR 技术处理含油废水，废水中难降解的大分子物质得到有效去除，出水水质稳定并达到排放标准。王泽正等[13]采用MBR 技术处理含油废水，以COD 和氨氮作为主要研究的污染指标，发现MBR 分离效果显著，出水水质好，膜的截留使活性污泥拦截在反应器中，增加了污泥的质量浓度，且还具有工艺流程简单、占地面积小、处理效率高、出水稳定、抗冲击负荷能力强等优点。

采用该工艺处理后出水水质能达标排放，但生化处理和MBR 处理造价高，占地面积大，膜材料造价较高，由于膜污染会造成出水量下降，需要定期清洗，会造成能耗和膜损耗，这些因素都会造成费用升高，而且车辆段生产废水量少、间断排放的特点致使生物处理不能连续运行。

2.5 高级氧化组合技术

对于车辆段生产污水，也可以利用高级氧化技术进行处理，高级氧化技术对于高COD 含油废水处理效果最明显，常见的高级氧化主要有电化学法、光催化氧化法、臭氧法。

高级氧化技术一般与混凝组合处理含油废水。混凝是一种常见的去除难降解有机物的技术，对COD 和氨氮的去除效果显著。混凝的机理有压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附架桥作用、网捕卷扫作用，混凝过程一般由几种机理综合完成，可以去除含油废水中的乳化油和溶解油。原理是利用化学剂使稳定分散在水中的污染物转化为不稳定状态，并将它们聚集成便于分离的混合物。混凝法具有经济、处理效率高的特点，而深度处理芬顿氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化都能够产生·OH，具有很强的氧化性，王小平等[14]采用催化臭氧-混凝处理含油废水，在最优条件下，COD 的去除率能够达到92.9%。张冲等[15]采用混凝-Fenton 法处理含油废水，含油废水的COD 去除率最高。采用高级氧化技术处理组合生产废水优点为：①操作简单，运行稳定；②出水水质稳定效果好；③节水率高；④高效、无二次污染。缺点为：①投资及运行成本用高；②对工艺条件要求严格；③臭氧是不稳定的氧化剂，需要现场制造；④产生污泥多。

3 展望

对于地铁车辆段所产生的生活污水可以直接排放至市政管网，含油废水和生活污水分流，含油废水间断排放，且排放量小的地铁车辆段进行集中处理后排放或回用。地铁车辆段的含油废水已经有很多研究成果和应用实例，调节—隔油—沉淀—气浮—过滤是车辆段废水较常用的处理工艺，高级氧化技术、膜技术、生物技术、MBR 技术、气浮组合技术对含油废水也具有很好的处理效果，但是成本更低、效果更好、易于生产、方便回收、便于维护的技术与方法仍然是地铁生产废水处理的主要研究内容。