高速公路服務(wù)區(qū)分散式污水處理設(shè)備生物生態(tài)處理技術(shù)

　　我國(guó)高速公路得到迅猛發(fā)展，服務(wù)區(qū)隨高速公路建設(shè)同步進(jìn)行建設(shè)運(yùn)營(yíng)，產(chǎn)生污水引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題已引起重視并亟待解決。服務(wù)區(qū)廢水無(wú)法納入市政管網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一收集處理，需采用適宜的處理工藝達(dá)標(biāo)處理外排或作為回用水利用。

　　1、服務(wù)區(qū)污水特征與處理中存在問(wèn)題

　　服務(wù)區(qū)污水主要包括糞便污水、餐廚廢水、沖洗廢水，其特點(diǎn)為：

　　(1)污水量不大，污水量介于5～300m3/d之間;

　　(2)水質(zhì)、水量受天氣、季節(jié)、時(shí)段等影響具有較大波動(dòng)性，不均勻系數(shù)較大;

　　(3)因餐飲廢水、糞便污水所占比重大，污水中有機(jī)物、氨氮濃度較高，且洗修車及加油站的沖洗廢水中含油類污染物;

　　(4)污水可生化性較好。

　　已建服務(wù)區(qū)污水處理設(shè)施在運(yùn)行過(guò)程存在問(wèn)題主要為：

　　(1)部分已建處理設(shè)施陳舊，且少數(shù)服務(wù)區(qū)污水僅經(jīng)普通化糞池處理后直接外排，出水難達(dá)標(biāo)對(duì)周圍環(huán)境污染嚴(yán)重;

　　(2)處理工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)，設(shè)計(jì)規(guī)模無(wú)法滿足實(shí)際污水量，處理設(shè)施超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn);

　　(3)污水處理過(guò)程耗電量大，設(shè)備易腐蝕等致使運(yùn)管維護(hù)費(fèi)用高，處理設(shè)施長(zhǎng)期閑置停用;

　　(4)污水處理工藝需專業(yè)運(yùn)管，服務(wù)區(qū)未配備專業(yè)管理人員。

　　2、服務(wù)區(qū)污水處理工藝分析

　　服務(wù)區(qū)污水處理技術(shù)的選取應(yīng)根據(jù)服務(wù)區(qū)的水質(zhì)水量、出水用途、處理技術(shù)特點(diǎn)、服務(wù)區(qū)整體規(guī)劃及建筑特點(diǎn)等進(jìn)行優(yōu)化選取，盡可能的實(shí)現(xiàn)出水的回收再利用。服務(wù)區(qū)污水處理技術(shù)主要分為生物處理技術(shù)、生態(tài)處理技術(shù)。生物處理技術(shù)主要包含生物接觸氧化法、SBR、MBR，生態(tài)處理技術(shù)主要包含人工濕地、土壤滲濾、穩(wěn)定塘。

　　2.1 生物處理技術(shù)

　　2.1.1 生物接觸氧化

　　生物接觸氧化法為生物膜法的一種，在污水與池中填料上的生物膜充分接觸過(guò)程中，污水中有機(jī)污染物、氮在微生物的作用下得以去除，目前為高速服務(wù)區(qū)污水治理最廣泛采用的技術(shù)，工藝流程見(jiàn)圖1。該技術(shù)應(yīng)用于服務(wù)區(qū)污水治理中一般采用A/O(缺氧-好氧)運(yùn)行方式，可依次實(shí)現(xiàn)缺氧反硝化、好氧硝化反應(yīng)，可具有較好的脫氮效果。運(yùn)行中應(yīng)在接觸氧化池的好氧區(qū)和缺氧區(qū)之間應(yīng)設(shè)置回流，以保證缺氧區(qū)的生物脫氮作用，且可根據(jù)污水量采取連續(xù)或間歇運(yùn)行。

　　生物接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)主要為污染物去除效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，污泥產(chǎn)量較少，占地面積少。該工藝出水水質(zhì)可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。但其存在出水SS較高，且對(duì)污水水質(zhì)水量波動(dòng)適應(yīng)性差，出水水質(zhì)不穩(wěn)定;生物填料易堵塞，且需定期更換填料；設(shè)備維修成本較高，且操作繁瑣。

　　2.1.2 SBR

　　SBR技術(shù)是把進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等工序置于同一反應(yīng)器中依次交替進(jìn)行的活性污泥法，污水中污染物主要在進(jìn)水、反應(yīng)階段得以降解，適用于廢水產(chǎn)生分散，且排放量不大的污水治理，因此在高速公路服務(wù)區(qū)污水處理中得到應(yīng)用且極具潛力，工藝流程見(jiàn)圖2。SBR反應(yīng)池中污泥濃度高，可交替形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境，對(duì)氮污染物具有較好的去除效果；其間歇運(yùn)行方式可較好的抵抗服務(wù)區(qū)污水水質(zhì)水量的波動(dòng)，達(dá)到較好的出水水質(zhì)。

　　SBR工藝優(yōu)點(diǎn)為自動(dòng)化程度高、泥水分離效果好、無(wú)污泥膨脹、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，脫氮除磷效果好、占地面積小等。該工藝處理出水經(jīng)消毒后可達(dá)標(biāo)排放。該工藝存在工程造價(jià)較高，自控要求高，對(duì)操作管理人員專業(yè)水平要求高，日常維護(hù)需專業(yè)的技術(shù)人員操作等缺點(diǎn)。

　　2.1.3 MBR

　　MBR為膜過(guò)濾與生物處理相結(jié)合的污水處理技術(shù)，其通過(guò)膜過(guò)濾截留活性污泥而無(wú)需設(shè)置二沉池。MBR工藝可實(shí)現(xiàn)污水的預(yù)處理、生化處理和膜過(guò)濾的有機(jī)結(jié)合。隨膜技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷提高，MBR污水處理技術(shù)日趨成熟、其應(yīng)用日益廣泛，已被應(yīng)用于服務(wù)區(qū)污水處理工程中，工藝流程見(jiàn)圖3。MBR利用膜的高效分離使泥水分離徹底,截留活性污泥提高其濃度的同時(shí)可強(qiáng)化出水水質(zhì)；MBR技術(shù)可將HRT、SRT有效分離，縮短HRT同時(shí)延長(zhǎng)SRT，SRT的增長(zhǎng)可為慢生型的硝化微生物的生長(zhǎng)增值提供適宜條件提高工藝脫氮效果，同時(shí)還可有效降低剩余污泥量，降低運(yùn)行費(fèi)用。MBR工藝可基本解決傳統(tǒng)污水生物處理工藝存在的各類突出問(wèn)題。

　　MBR工藝自動(dòng)化程序高，可高度集成及模塊化，占地面積少，出水穩(wěn)定且經(jīng)消毒后可直接回用，無(wú)污泥膨脹，具備優(yōu)良的硝化和反硝化脫氮功能和除磷的能力，耐低溫效果相對(duì)較好，耐沖擊負(fù)荷好等優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)存在一次性投資建設(shè)高及能耗大等問(wèn)題影響了其廣泛的普及，但隨膜生產(chǎn)技術(shù)的提高和生產(chǎn)成本的降低，其已在高速服務(wù)區(qū)污水治理中得到應(yīng)用，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析證明其投資回收期較短，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)水效果。

　　2.2 生態(tài)處理技術(shù)

　　2.2.1 人工濕地

　　人工濕地是一種模擬自然濕地結(jié)構(gòu)功能的生態(tài)凈化污水的技術(shù)，服務(wù)區(qū)污水經(jīng)化糞池、調(diào)節(jié)池進(jìn)行預(yù)處理后，投配到人工濕地中，通過(guò)濕地中的土壤介質(zhì)的截留、吸附，土壤中及植物根系上附著功能微生物的生物轉(zhuǎn)化降解，植物根系的吸附、吸收等作用對(duì)污水進(jìn)行凈化。該技術(shù)在對(duì)污水中污染物降解的同時(shí)，可營(yíng)造良好的生態(tài)景觀環(huán)境，并具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。人工濕地近年已被被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于城市污水的深度處理，其具有投資低、運(yùn)營(yíng)成本低、操作簡(jiǎn)易、能耗低的特點(diǎn)，且對(duì)污染物去除效果良好且功能持久。自20世紀(jì)30年代開(kāi)始，國(guó)外已開(kāi)展服務(wù)區(qū)污水人工濕地處理技術(shù)及裝置研究。經(jīng)多年研究與工程應(yīng)用，該技術(shù)對(duì)服務(wù)區(qū)污水處理中已取得較好的處理效果，可從容適應(yīng)服務(wù)區(qū)污水的水質(zhì)水量波動(dòng)，并保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。近幾年，人工濕地也已在部分服務(wù)區(qū)污水處理工程中得到應(yīng)用，如安徽潛山服務(wù)區(qū)、湖北孝感服務(wù)區(qū)、江西廬山服務(wù)區(qū)等，均取得了良好的污水處理效果，甚至經(jīng)處理后全部回用，達(dá)到“零排放”，在全國(guó)高速公路服務(wù)區(qū)的污染控制中起到了示范作用。

　　2.2.2 土壤滲濾

　　土壤滲濾技術(shù)為人工強(qiáng)化型污水生態(tài)處理技術(shù)，其由污水土地處理技術(shù)逐步衍生而來(lái)，其也稱為土壤含水層處理技術(shù)。服務(wù)區(qū)污水經(jīng)化糞池或水解池預(yù)處理后由布水裝置引入土壤滲濾系統(tǒng)，通過(guò)土壤、微生物等的化學(xué)、物理及生物的綜合作用實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物、氮、磷等的有效去除，經(jīng)集水管收集經(jīng)消毒處理后可作為中水回用。因其成本較低，操作簡(jiǎn)便，已得到廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外土壤滲濾工程運(yùn)行結(jié)果表明土壤滲濾系統(tǒng)可對(duì)污水中的有機(jī)物、氨氮、總磷以及病原體都具有良好的去除效果。近年江西鄱陽(yáng)服務(wù)區(qū)、江西彭湖服務(wù)區(qū)、廣東仰塘服務(wù)區(qū)先后建設(shè)了集污水處理、中水回用、景觀觀賞于一體的土壤滲濾處理系統(tǒng)。

　　2.2.3 穩(wěn)定塘

　　穩(wěn)定塘技術(shù)是通過(guò)人工方式對(duì)生物氧化過(guò)程進(jìn)行掌控，污水中有機(jī)物在穩(wěn)定塘中經(jīng)過(guò)絮凝、沉淀后得到部分去除，同時(shí)在好氧微生物、厭氧微生物、浮游生物及植物的共同作用下得到進(jìn)一步降解的污水生態(tài)處理技術(shù)。穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)具有投資少、運(yùn)行成本較低，維護(hù)簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，在服務(wù)區(qū)的污水處理工程中，穩(wěn)定塘污水處理技術(shù)有著非常廣闊的應(yīng)用空間。

　　生態(tài)處理法較生物處理法在綜合性能上占有明顯優(yōu)勢(shì)，但其占地面積大、易受氣候條件影響的短板嚴(yán)重限制了其在服務(wù)區(qū)污水處理中的應(yīng)用，尤其在北方地區(qū)更甚。故如何從節(jié)約集約利用土地、提高水質(zhì)處理穩(wěn)定性和有效性方面出發(fā)，有效解決生態(tài)處理技術(shù)的瓶頸問(wèn)題，提高生態(tài)處理技術(shù)在服務(wù)區(qū)污水處理中的可行性、適用性，已成為公路行業(yè)及技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)研發(fā)的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。

　　3、結(jié)論

　　高速公路服務(wù)區(qū)污水引起的環(huán)境問(wèn)題應(yīng)得到足夠重視，其處理工作是保證服務(wù)區(qū)運(yùn)營(yíng)中不對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成污染的重要組成部分。服務(wù)區(qū)污水處理工藝的選擇直接影響污水處理效果及可利用度，工藝的選擇需系統(tǒng)全面的進(jìn)行考慮，應(yīng)考慮服務(wù)區(qū)所在地區(qū)的自然環(huán)境、氣候特征、土地可利用情況、出水水質(zhì)要求等因素，如北方地區(qū)可選擇生物處理工藝或生物-生態(tài)組合工藝以保證冬季低溫條件下的污水處理效果;發(fā)達(dá)地區(qū)可優(yōu)先考慮MBR工藝等欠發(fā)達(dá)地區(qū)可優(yōu)先考慮生態(tài)處理技術(shù)等。(來(lái)源：中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院;齊魯交通服務(wù)開(kāi)發(fā)集團(tuán)有限公司)