山西省高速公路服務(wù)區(qū)生活污水回用可行性分析

周海林

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

交通運(yùn)輸部《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》（交辦公路〔2016〕93號(hào)）中提出了建設(shè)“以資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能高效、服務(wù)提升為主要特征的綠色公路”，“實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)健康可持續(xù)的發(fā)展”的總體目標(biāo)，并將“推進(jìn)綠色服務(wù)區(qū)建設(shè)”作為綠色公路建設(shè)的五大專項(xiàng)行動(dòng)之一，而“推行服務(wù)區(qū)污水治理等新技術(shù)的應(yīng)用”又是實(shí)現(xiàn)“綠色服務(wù)區(qū)建設(shè)”的重要前提。

本文以山西省中西部某高速公路服務(wù)區(qū)為例，對(duì)服務(wù)區(qū)生活污水的產(chǎn)生量進(jìn)行預(yù)測(cè)，從水量和水質(zhì)兩方面對(duì)生活污水處理后回用的可行性進(jìn)行分析。

1 高速公路服務(wù)區(qū)生活污水產(chǎn)生量及水質(zhì)

1.1 服務(wù)區(qū)人員估算

服務(wù)區(qū)生活污水主要來(lái)源于站區(qū)工作人員日常生活和旅客餐飲、如廁等，服務(wù)區(qū)工作人員和旅客的數(shù)量直接決定了生活污水的產(chǎn)生量。

1.1.1 服務(wù)區(qū)工作人員人數(shù)估算

服務(wù)區(qū)的人員配備根據(jù)服務(wù)區(qū)的規(guī)模及服務(wù)內(nèi)容確定，一般中等規(guī)模服務(wù)區(qū)的人員編制通常為：經(jīng)營(yíng)管理人員3～8人；服務(wù)人員（餐飲、商店、加油等）75人；后勤人員（后勤、保障、廚廁等）10人，總?cè)藬?shù)一般控制在90～95人。

1.1.2 過(guò)往旅客停留人數(shù)估算

根據(jù)《高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D80—2006）規(guī)定，服務(wù)區(qū)的服務(wù)能力是按預(yù)測(cè)的第10年交通量進(jìn)行設(shè)計(jì)，而通常途經(jīng)服務(wù)區(qū)的車(chē)輛停留率[1-2]分別為：小型車(chē)10%、中型車(chē)15%、大型車(chē)15%。各車(chē)型車(chē)輛單車(chē)載客人數(shù)分別為：小客車(chē)3人、大客車(chē)46人、貨車(chē)2人。

在服務(wù)區(qū)停留的旅客主要進(jìn)行如廁、餐飲、購(gòu)物、住宿及檢修等其他活動(dòng)。根據(jù)實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計(jì)[3]，以上各類活動(dòng)人數(shù)占停留總?cè)藬?shù)的比例分別為69.3%、15.12%、11.39%、0.27%和3.92%。

1.2 生活污水產(chǎn)生量及水質(zhì)

1.2.1 生活污水產(chǎn)生量

服務(wù)區(qū)工作人員生活及旅客如廁、餐飲、住宿等活動(dòng)過(guò)程中生活污水產(chǎn)生量，可按照《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》（JTG B03—2006）附錄D中定額進(jìn)行估算，其中工作人員日常生活污水產(chǎn)生量為100～140 L/人·d（山西省按二分區(qū)計(jì)），旅客住宿為45～90 L/人·d，旅客就餐為 8～20 L/人·d，旅客如廁為 10～20 L/人·d。

1.2.2 生活污水水質(zhì)

高速公路服務(wù)區(qū)的生活污水主要以餐飲廢水和糞便污水為主，污水產(chǎn)生量受天氣、季節(jié)、時(shí)段等因素影響，具有較大的波動(dòng)性，通常采用生物接觸氧化等二級(jí)生化處理工藝進(jìn)行處理。根據(jù)山西省某高速公路服務(wù)區(qū)生活污水處理設(shè)施監(jiān)測(cè)資料[4]，采用該類工藝處理進(jìn)出水水質(zhì)情況見(jiàn)表1。

表1 我國(guó)高速公路服務(wù)區(qū)生活污水水質(zhì)分析結(jié)果一覽 mg/L

2 高速公路服務(wù)區(qū)回用水量及水質(zhì)

2.1 生活污水回用去向及用水量

經(jīng)處理后的生活污水可以回用于服務(wù)區(qū)沖廁、道路澆灑、綠化等，根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（2009年版）》（GB50015—2003）規(guī)定，服務(wù)區(qū)以上活動(dòng)用水量定額為：沖廁3～6 L/人·次，道路澆灑1～3 L/m2·d，綠化 2～3 L/m2·d。

2.2 生活污水回用水質(zhì)要求

《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB 18920—2002）和《公路服務(wù)區(qū)生活污水再生利用 第1部分：水質(zhì)》（JT/T 645.1—2016）均對(duì)沖廁、道路澆灑、綠化等用水水質(zhì)提出要求，詳見(jiàn)表2。

表2 回用水質(zhì)指標(biāo)一覽 mg/L

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

某高速公路位于山西省中西部，全長(zhǎng)93.86 km，按雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，路基寬度25.5 m，全線設(shè)服務(wù)區(qū)1處，停車(chē)區(qū)1處。該高速公路第10年預(yù)測(cè)交通量為26 222 pcu/d，車(chē)型比例分別為：小客26%、大客9%、小貨4%、中貨2%、大貨9%、拖掛50%，其中小客和小貨統(tǒng)計(jì)為小型車(chē)，中貨統(tǒng)計(jì)為中型車(chē)，大客、大貨和拖掛統(tǒng)計(jì)為大型車(chē)。

該高速公路服務(wù)區(qū)占地面積6.67 hm2，總建筑面積5 100 m2，停車(chē)場(chǎng)及道路面積約3.6 hm2，綠化面積約1.2 hm2，工作人員按照95人計(jì)。

3.2 服務(wù)區(qū)生活污水產(chǎn)生量

3.2.1 工作人員生活污水量

該服務(wù)區(qū)工作人員生活污水產(chǎn)生量定額取140 L/人·d，則生活污水產(chǎn)生量Q1=140 L/人·d×95人=13.3 m3/d。

3.2.2 旅客生活污水產(chǎn)生量

該高速公路各車(chē)型折算系數(shù)分別為：小客車(chē)、小貨車(chē)1.0；中貨車(chē)、大客車(chē)1.5；大貨車(chē)3.0；拖掛4.0。則第10年絕對(duì)交通量分別為：小客2 493輛/d，大客 863輛 /d，小貨 384輛 /d，中貨 192輛 /d，大貨863輛/d，拖掛4 794輛/d。

服務(wù)區(qū)車(chē)輛停留數(shù)量為：小客車(chē)249輛/d，大客車(chē) 129輛 /d，貨車(chē) 915輛 /d，停留旅客人數(shù)為8 511人/d，其中如廁5 898人/d，餐飲 1 287人/d，購(gòu)物969人/d，住宿23人/d，其他337人/d。旅客各活動(dòng)生活污水產(chǎn)生總量Q2為145.7 m3/d，其中如廁117.9 m3/d，餐飲 25.7 m3/d，住宿 2.1 m3/d。

服務(wù)區(qū)生活污水產(chǎn)生總量Q為159 m3/d。

3.3 服務(wù)區(qū)回用水需求量

該高速公路服務(wù)區(qū)生活污水可回用于沖廁、道路澆灑和綠化。

沖廁用水量按工作人員和如廁旅客總?cè)藬?shù)，每日每人如廁一次計(jì)，則如廁用水量Y1=36 m3/d；服務(wù)區(qū)內(nèi)道路及停車(chē)區(qū)面積按3.6 hm2計(jì)，則道路澆灑用水量Y2=108 m3/d；服務(wù)區(qū)綠化面積按1.2 hm2計(jì)，則綠化用水量Y3=36 m3/d。

服務(wù)區(qū)沖廁、澆灑和綠化總用水量Y為180 m3/d。

3.4 服務(wù)區(qū)生活污水回用可行性分析

3.4.1 水量可行性

從以上分析可知，該高速公路服務(wù)區(qū)日常沖廁、道路澆灑和綠化用水總量為180 m3/d，而生活污水預(yù)計(jì)產(chǎn)生量為159 m3/d，生活污水產(chǎn)生量小于用水量，則可全部回用。

此外，考慮到綠化用水季節(jié)性以及客流量月際變化等因素，服務(wù)區(qū)應(yīng)設(shè)置回用水存儲(chǔ)池，在用水量較少的季節(jié)將處理后的生活污水進(jìn)行存儲(chǔ)，在用水量較多的季節(jié)進(jìn)行使用。

3.4.2 水質(zhì)可行性

根據(jù)省內(nèi)高速公路竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，服務(wù)區(qū)生活污水采用二級(jí)生活處理工藝后，出水水質(zhì)中SS、氨氮濃度較低，滿足回用水質(zhì)要求，而COD和BOD5指標(biāo)較高，不能穩(wěn)定滿足沖廁和澆灑用水水質(zhì)要求。

此外，回用水水質(zhì)指標(biāo)中對(duì)總余氯、總大腸菌群等指標(biāo)也提出了要求，因此，為保證服務(wù)區(qū)生活污水回用的穩(wěn)定性和可靠性，應(yīng)在常規(guī)二級(jí)生化處理工藝后，增加混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒等三級(jí)物化處理工藝。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以山西省內(nèi)某高速公路項(xiàng)目為例，結(jié)合設(shè)計(jì)資料和現(xiàn)有文獻(xiàn)，對(duì)服務(wù)區(qū)生活污水產(chǎn)生量和回用水量進(jìn)行估算，從水量預(yù)測(cè)結(jié)果看，在回用水較多的季節(jié)，服務(wù)區(qū)生活污水可全部回用于沖廁、道路澆灑和綠化等，但單純二級(jí)生化處理工藝無(wú)法保證回用水質(zhì)的穩(wěn)定性和達(dá)標(biāo)性。因此，在服務(wù)區(qū)生活污水回用設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)增設(shè)混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒等三級(jí)物化處理工藝。