高速公路服務(wù)區(qū)廢水處理工藝

　　湖北宜昌某高速公路服務(wù)區(qū)主要承擔(dān)為來往車輛及人員提供餐飲、加油等職能。在此過程中，包括食堂、辦公樓及員工宿舍等單位將會產(chǎn)生一些生活污水及部分洗車、修車廢水，這類廢水如不經(jīng)過處理直接排放將會對周邊生態(tài)環(huán)境造成很大影響。

　　1、設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

　　該服務(wù)區(qū)分為南區(qū)和北區(qū)，該項(xiàng)目為北區(qū)污水處理站。北區(qū)廢水主要為食堂、辦公樓及員工宿舍等產(chǎn)生的生活污水，并有部分洗車、修理廢水。根據(jù)業(yè)主提供的環(huán)境影響評價文件及批復(fù)資料，確定北區(qū)污水處理站的設(shè)計(jì)規(guī)模為150m3/d，平均時流量為6.25m3/h，出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978―1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目具體設(shè)計(jì)進(jìn)水和出水水質(zhì)指標(biāo)，見表1。

　　由表1可知，廢水可生化性較好，同時含有少量的動植物油類，因此工藝設(shè)計(jì)以生物法為主，主要依靠微生物的代謝作用對CODCr、NH3-N等污染物進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化;并輔助物化法對廢水中的懸浮物、油類等進(jìn)行去除。

　　2、工藝流程

　　該項(xiàng)目的生化處理單元采用A/O工藝。A/O工藝由缺氧池和好氧池串聯(lián)而成，通過設(shè)置內(nèi)回流進(jìn)行前置反硝化。由于缺氧池設(shè)置在好氧池前段，兼性好氧菌可利用進(jìn)水中的有機(jī)物污染進(jìn)行反硝化脫氮，既可降低好氧池的有機(jī)負(fù)荷，也能補(bǔ)充好氧池內(nèi)硝化過程消耗的堿度。工藝流程簡單、技術(shù)成熟，是應(yīng)用較為廣泛的污水處理工藝。A/O工藝前段設(shè)置隔油沉砂池，避免無機(jī)顆粒造成管道、水泵磨損，并去除廢水中的油脂;后段設(shè)置消毒單元，殺滅出水中的病原微生物。該項(xiàng)目污水中總磷的含量較低，經(jīng)該工藝處理后，出水即可達(dá)到要求，工藝流程見圖1。

　　該處理站的食堂廢水、衛(wèi)生間、辦公樓廢水進(jìn)入污水管網(wǎng)前，需要對其進(jìn)行預(yù)處理，以防止堵塞管道和水泵，主要預(yù)處理措施包括化糞池和隔油隔渣池。化糞池是處理糞便并加以過濾沉淀的設(shè)備，隔油隔渣池用于攔截員工食堂排放廢水中含有的大量飯菜殘?jiān)透∮?，以減輕后續(xù)處理設(shè)施的處理負(fù)荷。經(jīng)前端預(yù)處理后廢水進(jìn)入服務(wù)區(qū)污水站進(jìn)行處理。

　　格柵井主要用于攔截懸浮物和毛發(fā)，之后廢水經(jīng)過沉砂隔油池，少量溶解性的含油廢水沿水平方向緩慢流動，在流動中油上浮至水面，泥砂以及易沉降的無機(jī)性顆粒物沉淀在池底，之后廢水在調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)池采用上部蓋板的全封閉形式，確保無異味散出。

　　廢水在調(diào)節(jié)池通過提升泵提升進(jìn)入水解酸化池，水解酸化處理方法是一種介于好氧和厭氧處理法之間的方法，和其他工藝組合可以降低處理成本提高處理效率。該處理階段的主要目的是將難降解有機(jī)物分解成易降解有機(jī)物，同時將大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物，可以大大提高污水的可生化性，為后續(xù)的生化處理做好準(zhǔn)備。

　　水解酸化池出水進(jìn)入A/O池，A/O生物脫氮工藝是由缺氧和好氧兩部分反應(yīng)組成的污水生物處理系統(tǒng)。污水進(jìn)入缺氧池后，依次經(jīng)歷缺氧反硝化、好氧去有機(jī)物和硝化的階段，流程的特點(diǎn)是前置反硝化，硝化后部分出水回流到反硝化池，以提供硝酸鹽。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣中，使廢水中BOD5和TN濃度大幅度下降;在好氧池中，有機(jī)物被微生物降解轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降。伴隨著硝化過程，NO3-N的濃度增加，含NO3-N的混合液由好氧池末端的混合液回流泵回流至缺氧池完成反硝化過程。該階段完成后，好氧池的出水進(jìn)入二沉池，實(shí)現(xiàn)泥水分離，沉淀池的上清液自流進(jìn)入消毒池，之后經(jīng)消毒達(dá)標(biāo)排放。

　　二沉池的沉淀污泥，一部分由污泥泵回流至好氧池前段，另一部分剩余污泥則由污泥泵抽至污泥儲池進(jìn)行儲存，定期清理外運(yùn)。

　　3、主要工藝單體及設(shè)計(jì)參數(shù)

　　3.1 格柵井/沉砂隔油池

　　格柵井中設(shè)置機(jī)械格柵，攔截污水中粗大的漂浮物和懸浮物，并去除廢水中易沉降的無機(jī)性顆粒物，同時將水中的浮油隔出，沉砂隔油池定期清理。設(shè)計(jì)水量150m3/d，設(shè)計(jì)尺寸為5.0m×1.0m×3.5m，有效水深為2.5m，結(jié)構(gòu)形式為鋼砼結(jié)構(gòu)，主要設(shè)備為RXG500機(jī)械格柵。

　　3.2 調(diào)節(jié)池

　　調(diào)節(jié)池用來調(diào)節(jié)來水水量和水質(zhì)，使后續(xù)處理設(shè)備和工藝構(gòu)筑物能穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計(jì)水量150m3/d，設(shè)計(jì)尺寸為7.0m×5.0m×4.5m，有效水深為3.0m，設(shè)計(jì)停留時間為17h，池底設(shè)置穿孔攪拌裝置，以防止池子底部積泥，主要設(shè)備為污水提升泵2臺，1用1備。

　　3.3 水解酸化池

　　水解酸化階段主要利用的是水解酸化菌，這類微生物具有種類繁多，代謝能力強(qiáng)，繁殖速度快，對外界環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。水解酸化池可以將廢水中部分難降解的復(fù)雜的大分子有機(jī)物質(zhì)分解為易降解的簡單小分子有機(jī)物。該水解酸化池的設(shè)計(jì)中采用了脈沖布水器，底部進(jìn)水方式采用的是穿孔布水管，可以達(dá)到布水均勻的效果，并能使泥水充分混合，提高處理效率。設(shè)計(jì)水量150m3/d，設(shè)計(jì)尺寸為5.0m×2.0m×5.0m，有效水深為4.5m，設(shè)計(jì)停留時間為6.0h，設(shè)計(jì)上升流速為1.0m/h，主要設(shè)備有脈沖布水器1臺。

　　3.4 A/O池

　　A/O池利用硝化-反硝化作用去除廢水中的氨氮、總氮，在好氧段利用好氧微生物的新陳代謝作用，將廢水中的有機(jī)物分解成二氧化碳和水，從而達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的，并將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)水量為150m3/d，缺氧池設(shè)計(jì)尺寸為5.0m×1.0m×4.5m，設(shè)計(jì)停留時間為3.2h，好氧池設(shè)計(jì)尺寸為L×B×H=5.0m×3.0m×4.5m，設(shè)計(jì)停留時間為9.6h，有效水深為4.0m，氣水比為10∶1，污泥回流比為100%，硝化液回流比為400%，可以滿足運(yùn)行要求。

　　3.5 二沉池

　　二沉池采用斜管沉淀池。設(shè)計(jì)水量為150m3/d，設(shè)計(jì)尺寸為4.0m×3.5m×4.5m，有效水深為3.8m，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0.65m3/(m2?h)。

　　3.6 消毒池

　　消毒池采用次氯酸鈉對出水進(jìn)行消毒，殺滅廢水中的病原微生物，確保出水中糞大腸菌群數(shù)能達(dá)標(biāo)排放。設(shè)計(jì)水量為150m3/d，設(shè)計(jì)尺寸為3.0m×1.0m×2.5m，有效水深2.0m，設(shè)計(jì)停留時間為50min，設(shè)計(jì)次氯酸鈉中有效氯投加量為10mg/L。

　　4、運(yùn)行情況

　　該項(xiàng)目2016年8月左右設(shè)備安裝完成，經(jīng)設(shè)備聯(lián)動調(diào)試運(yùn)行后，投入污泥菌種進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，經(jīng)過2個月左右的菌種培養(yǎng)和接種，系統(tǒng)進(jìn)、出水指標(biāo)趨于穩(wěn)定，污水站平均水量約為100m3/d，節(jié)假日高峰期可達(dá)到150m3/d。進(jìn)水COD指標(biāo)為350～450mg/L，進(jìn)水NH3-N平均指標(biāo)為30mg/L，滿足原設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過污水站處理后，出水COD、NH3-N分別為60～80mg/L、8～10mg/L，滿足設(shè)計(jì)排放要求，目前系統(tǒng)已連續(xù)投運(yùn)2年多，各處理單元運(yùn)行效果穩(wěn)定。

　　5、投資及運(yùn)行費(fèi)用分析

　　該污水處理站總投資約為90萬元，其中土建投資50萬元，設(shè)備安裝投資40萬元，噸水投資約為6000元/m3。主要的運(yùn)行費(fèi)用包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)等，其他折舊、大修等不計(jì)，人員由服務(wù)區(qū)機(jī)修人員兼職，不設(shè)置專職污水操作人員。污水處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，見表2。

　　6、結(jié)論

　　經(jīng)過2年多的實(shí)踐運(yùn)行表明，該項(xiàng)目所采用“水解酸化+A/O+消毒”工藝處理高速公路服務(wù)區(qū)廢水，出水COD、NH3-N分別可穩(wěn)定在60～80mg/L、8～10mg/L，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978―1996一級標(biāo)準(zhǔn)后達(dá)標(biāo)排放。該工程對于南方及中部地區(qū)的高速服務(wù)區(qū)廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定的參考和借鑒意義。工程在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，如若污水站前端預(yù)處理裝置(隔油池、化糞池)清理不及時，極易導(dǎo)致污水站前端格柵池被糞渣以及浮油堵塞，從而容易引起污水站裝置運(yùn)行故障，同時不美觀。故在實(shí)際運(yùn)行中需要定期做好隔油池及化糞池清掏工作，保證后端污水站裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。(來源：武漢生物工程學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，武漢亞維環(huán)?？萍加邢薰?