高速公路服務(wù)區(qū)污水可生化性較好，但有機(jī)物、氨氮等污染物濃度較高，污水量受交通流量影響較大，污水量波動較大。本項(xiàng)目根據(jù)高速公路服務(wù)區(qū)污水的特點(diǎn)，選擇相應(yīng)的污水處理工藝并合理組合，實(shí)現(xiàn)了污水的達(dá)標(biāo)排放，為高速公路服務(wù)區(qū)污水處理工程設(shè)計(jì)提供參考。

1.項(xiàng)目概述

某高速公路服務(wù)區(qū)污水主要來源于廁所沖洗和地面沖洗，還有少量餐飲污水，可生化性好，有機(jī)物、氮、磷污染物濃度高。高速公路服務(wù)區(qū)主要停放大型客車和貨車，人流不確定。因此，污水水質(zhì)水量波動較大，污水產(chǎn)量約為80 ~ 120m3/d，工程設(shè)計(jì)規(guī)模為120m3/d，污水水質(zhì)及排放要求見表1。

根據(jù)本服務(wù)區(qū)的污水水質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，采用水解酸化/MBR/水平潛流人工濕地組合工藝進(jìn)行處理。出水總氮和懸浮物執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)，其他主要指標(biāo)滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)要求，最終直接排入地表水。

2.工藝流程和設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1工藝流程

污水經(jīng)過超細(xì)格柵，去除水中的漂浮物和部分懸浮物，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，使水質(zhì)均勻，水量平衡，減少水質(zhì)水量波動對后續(xù)處理單元的影響。

調(diào)節(jié)池出水由提升泵定量輸入水解酸化池，污水中的部分有機(jī)物和懸浮物在該處理單元被去除，降低了污水的有機(jī)負(fù)荷，促進(jìn)了有機(jī)氮磷污染物的分解。酸化池的出水進(jìn)入缺氧池。在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化。膜反應(yīng)槽處于好氧狀態(tài)。有機(jī)物和氨氮在好氧微生物的作用下被氧化分解，最終通過膜組件實(shí)現(xiàn)污泥和水的分離。出水進(jìn)入中間池，經(jīng)水平潛流人工濕地深度處理后達(dá)標(biāo)排放。流程如圖1所示。

考慮到生物除磷效果非常有限，在缺氧池中加入聚合氯化鋁(PAC)沉淀污水中的磷酸鹽，最終隨著剩余污泥的排出而去除。酸化池和MBR池產(chǎn)生的剩余污泥排入儲泥池，定期外運(yùn)。儲泥池的上清液回流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理。

2.2主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)

2.2.1格柵井1座，地下磚結(jié)構(gòu)，尺寸(長×寬×高)1800mm×1000mm×700mm，轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵1個，格柵間隙1 mm

2.2.2調(diào)節(jié)池1座，地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸(L×B×H)為5200mm×4300mm×3000mm，水力停留時間(HRT)為11.2h，液位控制器1套，提升泵2臺，1用1備，Q=6m3/h，H=100kPa，池底安裝1臺低速潛水?dāng)嚢铏C(jī)，間歇運(yùn)行，每30min攪拌5min。

2.2.3水解酸化池，全地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸(長×寬×高)為2000毫米×1500毫米×4500毫米，有效水深為4米，有效容積為12.0立方米，水力停留時間為2.4小時，酸化池為上流式，分支配水，堰式出水口，重力排泥。

2.2.4缺氧池一座，半地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸(長×寬×高)為3200mm×1500mm×4500mm，有效水深為3.8m，有效容積為18.24m3，水力停留時間為3.6h，池底安裝兩個潛水?dāng)嚢杵鳎刮鬯突钚晕勰喑浞只旌稀?/p>

設(shè)置加藥系統(tǒng)，除磷劑為PAC(聚合氯化鋁)，PAC濃度為10%，由計(jì)量泵投加至缺氧池進(jìn)水口。

2.2.5膜反應(yīng)池一座，半地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸(長×寬×高)4800mm×1500mm×4500mm，有效水深3.8m，有效容積27.36m3，水力停留時間5.5h。膜面積為300m2，膜通量為16.7 l/m2 & # 8226；h .兩臺MBR出水抽吸泵，一用一備，h =5m3/h，100 kPa，兩臺回流泵，Q=6m3/h，H=100kPa，一臺污泥泵，Q=6m3/h，H=100kPa，一套配套清洗裝置。

2.2.6中間水池1座，半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸(長×寬×高)2000mm×1500mm×4000mm，水力停留時間2h，安裝兩臺提升泵，一用一備，Q=6m3/h，H=100kPa。

2.2.7人工濕地1塊，水平潛流濕地，尺寸為(長×寬×高)20000mm×7500mm×1100mm，有效水深0.8m，水力停留時間24h。人工濕地的填料支撐層厚度為30cm，使用粒徑為1-3cm的卵石，中間使用粒徑為0.5~1.0cm的礫石和沸石作為填料，厚度為50cm，上層為30cm厚的土層，種植植物為蘆葦、菖蒲和美人蕉。

3.系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行

3.1污泥接種

為了縮短系統(tǒng)的調(diào)試和啟動周期，生化系統(tǒng)需要在運(yùn)行前接種活性污泥。接種污泥取自某鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥(含水率80%)。本污水處理廠主要處理對象為生活污水，運(yùn)行穩(wěn)定，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)。投加污泥后，生化系統(tǒng)中的MLSS濃度為3000 ~ 3500 mg/L

3.2生化系統(tǒng)調(diào)試

起初，水解酸化池的進(jìn)水量為設(shè)計(jì)進(jìn)水量的40%。運(yùn)行初期，污泥結(jié)構(gòu)疏松，出水渾濁，出水CODCr濃度往往高于進(jìn)水。連續(xù)運(yùn)行15天后，污泥呈黑色，出水逐漸清澈，CODCr去除率穩(wěn)定在10%左右。隨后，逐漸加大進(jìn)水直至滿負(fù)荷運(yùn)行，CODCr去除率逐漸提高至30%并趨于穩(wěn)定。這些表明水解酸化池啟動成功。

接種MBR污泥后，污泥在悶曝24小時后重新活化。悶曝期間開啟各段回流泵，MBR池內(nèi)溶解氧濃度維持在3 ~ 4 mg/L，悶曝結(jié)束后，以出水CODCr為監(jiān)測指標(biāo)，在出水監(jiān)測指標(biāo)穩(wěn)定的前提下，逐步增加進(jìn)水水量，直至滿負(fù)荷運(yùn)行。污泥馴化30天左右，污泥濃度穩(wěn)定呈黃色，沉降性能良好，SV30、SVI等指標(biāo)正常，說明污泥馴化完成。

MBR池調(diào)試前，檢查抽吸泵是否正常運(yùn)行，水管路需要抽真空。調(diào)試期間，注意記錄真空壓力表的數(shù)值。如果壓力增加過快，停止增加出水量。調(diào)試后，污泥齡控制在15 ~ 20天，膜系統(tǒng)進(jìn)入自動控制狀態(tài)。

3.3操作效果

系統(tǒng)調(diào)試完成后，對出水指標(biāo)進(jìn)行測試，出水水質(zhì)見表2。

從表2可以看出，該工藝對高速公路服務(wù)區(qū)污水處理效果良好。污水中大部分有機(jī)污染物和懸浮物在水解酸化池中被去除，無需外加動力，有效降低了運(yùn)行能耗。膜反應(yīng)池占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，出水水質(zhì)好。人工濕地進(jìn)一步去除尾水中的氮、磷等污染物，保證了出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

3.4系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷性能

污水處理站投入運(yùn)營3個月左右，由于旅游旺季到來，服務(wù)區(qū)客流增加，沖廁廢水量突然增加，導(dǎo)致水質(zhì)水量波動。污水處理站歷時3天，涌水量115 ~ 132 m3/d，經(jīng)檢測，進(jìn)出水水質(zhì)見表3。

從表3可以看出，進(jìn)水中有機(jī)污染物的濃度比平時低，而氮磷污染物的濃度比平時高。水質(zhì)變化的原因是服務(wù)區(qū)廁所產(chǎn)生的沖廁尿量在增加。尿液中含有大量的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)。生活污水中約80%的氮和50%的磷來自尿液，而尿液的體積僅占生活污水總量的1%左右。

由于運(yùn)行人員提前將MBR池中的污泥濃度提高到7000mg/L左右，維持了污泥負(fù)荷，充分利用調(diào)節(jié)池的池容量，平衡了一天各時段的進(jìn)水。在沖擊負(fù)荷條件下，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水指標(biāo)未超標(biāo)。

4.效益分析

本服務(wù)區(qū)污水處理項(xiàng)目總投資186.19萬元，運(yùn)行費(fèi)用1.23元/m3，其中電費(fèi)1.08元/m3，藥劑費(fèi)用0.06元/m3，污泥處置費(fèi)用0.09元/m3。污水處理該系統(tǒng)自動化程度高，可由服務(wù)區(qū)的水管工和電工兼職管理。

5.結(jié)論

工程運(yùn)行結(jié)果表明，水解酸化/MBR/水平潛流人工濕地組合工藝成熟可靠，各處理單元設(shè)計(jì)合理，出水水質(zhì)可達(dá)到同類地表ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，并具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。該工藝結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，運(yùn)行成本為1.23元/m3，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。(來源:沈陽市環(huán)境科學(xué)研究院、中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會)

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