高速公路服务区污水处理技术

高速公路服务区污水可生化性较好，但有机物、氨氮等污染物浓度较高，污水量受交通流量影响较大，污水量波动较大。本项目根据高速公路服务区污水的特点，选择相应的污水处理工艺并合理组合，实现了污水的达标排放，为高速公路服务区污水处理工程设计提供参考。

1.项目概述

某高速公路服务区污水主要来源于厕所冲洗和地面冲洗，还有少量餐饮污水，可生化性好，有机物、氮、磷污染物浓度高。高速公路服务区主要停放大型客车和货车，人流不确定。因此，污水水质水量波动较大，污水产量约为80 ~ 120m3/d，工程设计规模为120m3/d，污水水质及排放要求见表1。

根据本服务区的污水水质特点，结合实际情况，采用水解酸化/MBR/水平潜流人工湿地组合工艺进行处理。出水总氮和悬浮物执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准，其他主要指标满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)ⅳ类标准要求，最终直接排入地表水。

2.工艺流程和设计参数

2.1工艺流程

污水经过超细格栅，去除水中的漂浮物和部分悬浮物，然后进入调节池，使水质均匀，水量平衡，减少水质水量波动对后续处理单元的影响。

调节池出水由提升泵定量输入水解酸化池，污水中的部分有机物和悬浮物在该处理单元被去除，降低了污水的有机负荷，促进了有机氮磷污染物的分解。酸化池的出水进入缺氧池。在缺氧条件下，反硝化细菌利用进水中的碳源进行反硝化。膜反应槽处于好氧状态。有机物和氨氮在好氧微生物的作用下被氧化分解，最终通过膜组件实现污泥和水的分离。出水进入中间池，经水平潜流人工湿地深度处理后达标排放。流程如图1所示。

考虑到生物除磷效果非常有限，在缺氧池中加入聚合氯化铝(PAC)沉淀污水中的磷酸盐，最终随着剩余污泥的排出而去除。酸化池和MBR池产生的剩余污泥排入储泥池，定期外运。储泥池的上清液回流至调节池进行处理。

2.2主要构筑物的设计参数

2.2.1格栅井1座，地下砖结构，尺寸(长×宽×高)1800mm×1000mm×700mm，转鼓细格栅1个，格栅间隙1 mm

2.2.2调节池1座，地下钢筋混凝土结构，尺寸(L×B×H)为5200mm×4300mm×3000mm，水力停留时间(HRT)为11.2h，液位控制器1套，提升泵2台，1用1备，Q=6m3/h，H=100kPa，池底安装1台低速潜水搅拌机，间歇运行，每30min搅拌5min。

2.2.3水解酸化池，全地上钢筋混凝土结构，尺寸(长×宽×高)为2000毫米×1500毫米×4500毫米，有效水深为4米，有效容积为12.0立方米，水力停留时间为2.4小时，酸化池为上流式，分支配水，堰式出水口，重力排泥。

2.2.4缺氧池一座，半地上钢筋混凝土结构，尺寸(长×宽×高)为3200mm×1500mm×4500mm，有效水深为3.8m，有效容积为18.24m3，水力停留时间为3.6h，池底安装两个潜水搅拌器，使污水和活性污泥充分混合。

设置加药系统，除磷剂为PAC(聚合氯化铝)，PAC浓度为10%，由计量泵投加至缺氧池进水口。

2.2.5膜反应池一座，半地上钢筋混凝土结构，尺寸(长×宽×高)4800mm×1500mm×4500mm，有效水深3.8m，有效容积27.36m3，水力停留时间5.5h。膜面积为300m2，膜通量为16.7 l/m2 & # 8226；h .两台MBR出水抽吸泵，一用一备，h =5m3/h，100 kPa，两台回流泵，Q=6m3/h，H=100kPa，一台污泥泵，Q=6m3/h，H=100kPa，一套配套清洗装置。

2.2.6中间水池1座，半地下式钢筋混凝土结构，尺寸(长×宽×高)2000mm×1500mm×4000mm，水力停留时间2h，安装两台提升泵，一用一备，Q=6m3/h，H=100kPa。

2.2.7人工湿地1块，水平潜流湿地，尺寸为(长×宽×高)20000mm×7500mm×1100mm，有效水深0.8m，水力停留时间24h。人工湿地的填料支撑层厚度为30cm，使用粒径为1-3cm的卵石，中间使用粒径为0.5~1.0cm的砾石和沸石作为填料，厚度为50cm，上层为30cm厚的土层，种植植物为芦苇、菖蒲和美人蕉。

3.系统调试和运行

3.1污泥接种

为了缩短系统的调试和启动周期，生化系统需要在运行前接种活性污泥。接种污泥取自某镇污水处理厂剩余污泥(含水率80%)。本污水处理厂主要处理对象为生活污水，运行稳定，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准。投加污泥后，生化系统中的MLSS浓度为3000 ~ 3500 mg/L

3.2生化系统调试

起初，水解酸化池的进水量为设计进水量的40%。运行初期，污泥结构疏松，出水浑浊，出水CODCr浓度往往高于进水。连续运行15天后，污泥呈黑色，出水逐渐清澈，CODCr去除率稳定在10%左右。随后，逐渐加大进水直至满负荷运行，CODCr去除率逐渐提高至30%并趋于稳定。这些表明水解酸化池启动成功。

接种MBR污泥后，污泥在闷曝24小时后重新活化。闷曝期间开启各段回流泵，MBR池内溶解氧浓度维持在3 ~ 4 mg/L，闷曝结束后，以出水CODCr为监测指标，在出水监测指标稳定的前提下，逐步增加进水水量，直至满负荷运行。污泥驯化30天左右，污泥浓度稳定呈黄色，沉降性能良好，SV30、SVI等指标正常，说明污泥驯化完成。

MBR池调试前，检查抽吸泵是否正常运行，水管路需要抽真空。调试期间，注意记录真空压力表的数值。如果压力增加过快，停止增加出水量。调试后，污泥龄控制在15 ~ 20天，膜系统进入自动控制状态。

3.3操作效果

系统调试完成后，对出水指标进行测试，出水水质见表2。

从表2可以看出，该工艺对高速公路服务区污水处理效果良好。污水中大部分有机污染物和悬浮物在水解酸化池中被去除，无需外加动力，有效降低了运行能耗。膜反应池占地面积小，结构紧凑，出水水质好。人工湿地进一步去除尾水中的氮、磷等污染物，保证了出水稳定达标。

3.4系统抗冲击负荷性能

污水处理站投入运营3个月左右，由于旅游旺季到来，服务区客流增加，冲厕废水量突然增加，导致水质水量波动。污水处理站历时3天，涌水量115 ~ 132 m3/d，经检测，进出水水质见表3。

从表3可以看出，进水中有机污染物的浓度比平时低，而氮磷污染物的浓度比平时高。水质变化的原因是服务区厕所产生的冲厕尿量在增加。尿液中含有大量的氮磷营养物质。生活污水中约80%的氮和50%的磷来自尿液，而尿液的体积仅占生活污水总量的1%左右。

由于运行人员提前将MBR池中的污泥浓度提高到7000mg/L左右，维持了污泥负荷，充分利用调节池的池容量，平衡了一天各时段的进水。在冲击负荷条件下，系统运行稳定，出水指标未超标。

4.效益分析

本服务区污水处理项目总投资186.19万元，运行费用1.23元/m3，其中电费1.08元/m3，药剂费用0.06元/m3，污泥处置费用0.09元/m3。污水处理该系统自动化程度高，可由服务区的水管工和电工兼职管理。

5.结论

工程运行结果表明，水解酸化/MBR/水平潜流人工湿地组合工艺成熟可靠，各处理单元设计合理，出水水质可达到同类地表ⅳ类水标准，并具有一定的抗冲击负荷能力。该工艺结构紧凑，操作方便，运行成本为1.23元/m3，具有良好的环境效益和经济效益。(来源:沈阳市环境科学研究院、中国环保产业协会)

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