高速公路服務區污水可生化性較好，但有機物、氨氮等污染物濃度較高，污水水量受車流量影響，水量波動較大。該項目根據高速公路服務區污水的特點選取相應的污水處理工藝并合理地進行組合，實現了污水的達標排放，為高速公路服務區的污水處理工程設計提供參考。
1、工程概況
某高速公路服務區的污水主要源自沖廁和地面沖洗，另有少量餐飲污水，污水可生化性好，有機物及氮、磷污染物濃度較高。該高速公路服務區以大型客車和貨車停靠為主，人流量具有不確定性，因此污水水質水量波動較大，污水產生量約為80～120m3/d，工程設計規模為120m3/d，污水水質及排放要求見表1。
針對該服務區污水水質特點，并結合實際情況，采用水解酸化/MBR/水平潛流人工濕地組合工藝進行處理。出水總氮、懸浮物執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準，其它主要指標達到《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)IV類標準的要求，最終直接排入地表水體。
2、工藝流程及設計參數
2.1 工藝流程
污水經過超細格柵去除水中漂浮物及部分懸浮物，然后進入調節池均化水質、均衡水量，降低水質水量波動對后續處理單元的沖擊。
調節池出水由提升泵定量輸入水解酸化池，污水中的部分有機物及懸浮物在該處理單元中被去除，削減了污水的有機負荷，同時能夠促進有機氮磷污染物的分解。水解酸化池的出水進入缺氧池，反硝化細菌在缺氧條件下，利用進水中的碳源進行反硝化，膜反應池內為好氧條件，有機物和氨氮在好氧微生物的作用下被氧化分解，最終通過膜組件進行泥水分離。出水進入中間池，然后經水平潛流人工濕地深度處理后達標排放。工藝流程見圖1。
考慮到生物除磷的效果具有很大的局限性，因此在缺氧池投加聚合氯化鋁(PAC)將污水中的磷酸鹽沉淀，并最終隨剩余污泥的排放被去除。水解酸化池及MBR池的產生的剩余污泥排入貯泥池，定期外運，貯泥池上清液回流至調節池內，進行處理。
2.2 主要構筑物設計參數
2.2.1 格柵井1座，地下式磚砌結構，尺寸(L×B×H)為1800mm×1000mm×700mm，安裝轉鼓式細格柵1臺，格柵間隙為1mm。
2.2.2 調節池1座，地下式鋼砼結構，尺寸(L×B×H)為5200mm×4300mm×3000mm，水力停留時間(HRT)為11.2h。安裝液位控制器1套，提升泵2臺，1用1備，Q=6m3/h，H=100kPa，池底安裝低速潛水攪拌器1臺，間歇運行，每隔30min攪拌5min。
2.2.3 水解酸化池1座，全地上式鋼砼結構，尺寸(L×B×H)為2000mm×1500mm×4500mm，有效水深4m，有效容積為12.0m3，水力停留時間2.4h。水解酸化池為升流式，采用枝狀布水，堰式出水，污泥采用重力排泥。
2.2.4 缺氧池1座，半地上式鋼砼結構，尺寸(L×B×H)為3200mm×1500mm×4500mm，有效水深3.8m，有效容積為18.24m3，水力停留時間3.6h。池底安裝潛水攪拌器2臺，用于將污水與活性污泥充分混合。
設置加藥系統1套，除磷劑為PAC(聚合氯化鋁)，PAC配制濃度為10%，通過計量泵投入缺氧池進水口。
2.2.5 膜反應池1座，半地上式鋼砼結構，尺寸(L×B×H)為4800mm×1500mm×4500mm，有效水深3.8m，有效容積為27.36m3，水力停留時間5.5h。膜組件面積300m2，膜通量16.7L/m2•h。MBR出水抽吸泵2臺，1用1備，=5m3/h，H=100kPa，回流泵2臺，Q=6m3/h，H=100kPa，污泥泵1臺，Q=6m3/h，H=100kPa，配套清洗裝置1套。
2.2.6 中間池1座，半地下式鋼砼結構，尺寸(L×B×H)為2000mm×1500mm×4000mm，水力停留時間2h，安裝提升泵2臺，一用一備，Q=6m3/h，H=100kPa。
2.2.7 人工濕地1座，水平潛流濕地，尺寸為(L×B×H)20000mm×7500mm×1100mm，有效水深0.8m，水力停留時間24h。人工濕地填料承托層厚度為30cm，采用粒徑為1～3cm的鵝卵石，中間采用粒徑0.5～1.0cm礫石和沸石作為填料，厚度為50cm，最上層為30cm的土壤層，種植植物為蘆葦、菖蒲和美人蕉。
3、系統調試運行
3.1 污泥接種
為了縮短系統的調試啟動周期，生化系統運行前需接種活性污泥。接種污泥取自某城鎮污水處理廠剩余污泥(含水量80%)。該污水處理廠的主要處理對象為生活污水，運行穩定，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準。投加污泥后，生化系統內MLSS濃度為3000～3500mg/L。
3.2 生化系統調試
水解酸化池進水量首先按設計水量的40%運行。運行初期，污泥結構松散，出水渾濁，出水CODCr濃度時常高于進水。連續運行15d后，污泥呈現黑色塊狀，出水逐漸清澈，CODCr去除率穩定在10%左右。隨后逐步提高進水量，直至滿負荷運行，CODCr去除率逐漸提高至30%，并趨于穩定。這些表明水解酸化池啟動成功。
MBR池污泥接種完成后，悶曝24h使污泥恢復活性，悶曝過程中開啟各段回流泵，MBR池內的溶解氧濃度維持在3～4mg/L。悶曝結束后，以出水CODCr作為監測指標，在出水監測指標穩定的前提下，逐步提高進水水量，直至滿負荷運行。污泥馴化約30d后，污泥濃度穩定且呈現土黃色，同時沉淀性能良好，SV30、SVI等指標正常，表明污泥馴化完成。
MBR池調試前，檢驗抽吸泵運行是否正常，產水管路需抽真空，調試過程中注意記錄真空壓力表數值，壓力增長過快則暫停提高產水量。調試完成后，污泥齡控制在15～20d，膜系統進入自動控制狀態。
3.3 運行效果
系統調試完成后，對出水指標進行檢測，出水水質見表2。
由表2可知，該工藝處理高速公路服務區污水效果良好。污水中的大部分有機污染物、懸浮物均在無需提供外源動力的水解酸化池中被去除，有效地降低了運行能耗，膜反應池占地面積小，結構緊湊，且出水水質良好，人工濕地則進一步對尾水的氮、磷等污染物進行去除，保證了出水穩定達標。
3.4 系統抗沖擊負荷性能
污水處理站投入運行約3個月以后，由于旅游旺季到來，服務區客流量增大，沖廁廢水水量驟然增加，造成進水水質水量出現波動。污水處理站連續3d，進水水量在115～132m3/d。經檢測，進出水水質見表3。
由表3可知，進水中有機污染物濃度較平時有所下降，氮、磷污染物濃度較平時升高。造成水質變化的原因是服務區衛生間產生的沖洗尿液的水量增加，尿液中含有大量的氮、磷營養物質，生活污水中質量分數分別約80%的氮、50%的磷 >
由于操作人員提前將MBR池內的污泥濃度提高至7000mg/L左右，維持了污泥負荷，并充分利用調節池池容，平衡一天內各時間段的進水水量，在沖擊負荷條件下，系統運行穩定，出水各項指標未出現超標。
4、效益分析
該服務區污水處理工程總投資186.19萬元，運行成本為1.23元/m3，其中電費1.08元/m3，藥劑費用為0.06元/m3，污泥處置費用0.09元/m3，污水處理系統自動化程度高，無需專人值守，可由服務區水電工兼職管理。
5、結論
工程運行結果表明，水解酸化/MBR/水平潛流人工濕地組合工藝成熟可靠，各處理單元設計合理，出水水質能夠達到類地表Ⅳ類水標準，并具備一定的抗沖擊負荷能力。該工藝結構緊湊，運行簡易，運行費用為1.23元/m3，具有良好的環境、經濟效益。( >
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