淺談福建省高速公路服務區(qū)污水處理工藝應用現(xiàn)狀與對策

■黃鏗杰

（福建省交通科研院有限公司，福州 350004）

服務區(qū)是高速公路為往來車輛及人員提供休息、餐飲、加油等服務的重要場所，由于高速公路服務區(qū)一般地點相對獨立，且遠離市區(qū)，場內(nèi)產(chǎn)生的污水無法進入地方市政污水處理系統(tǒng)，若不經(jīng)過處理排放容易污染附近河流、農(nóng)田，對地方環(huán)境產(chǎn)生不利影響[1]。 因此，本文對福建省高速公路服務區(qū)污水處理設施運行現(xiàn)狀進行調(diào)研，并針對其存在的問題提出工藝改造思路，以期為服務區(qū)污水處理提供借鑒。

1 高速公路服務區(qū)污水水質(zhì)特性

1.1 污水組成及特點

高速公路服務區(qū)污水主要由司乘人員和服務區(qū)內(nèi)管理人員活動產(chǎn)生。 服務區(qū)污水一般由餐飲污水、糞便污水、加油站清洗污水和洗車廢水等組成，其污染物主要有：懸浮物、氨氮、碳氫化合物、蛋白質(zhì)、動植物油、微生物、無機鹽等[2]。 服務區(qū)污水具有以下特點：水質(zhì)水量受晝夜、季節(jié)及節(jié)假日影響而產(chǎn)生波動，沖擊負荷高，且水量因車流量逐年增加也呈現(xiàn)逐年增加的趨勢[3]。

1.2 污水處理要求

根據(jù)高速公路環(huán)保驗收技術規(guī)范[4]，服務區(qū)污水 水 質(zhì) 監(jiān) 測 指 標 主 要 有：pH 值、CODcr、BOD5、SS、NH3-N、石油類、動植物油類。 服務區(qū)污水屬于一般生活污水，處理后根據(jù)環(huán)評內(nèi)容要求和服務區(qū)實際用水需要， 其出水水質(zhì)一般按GB 8978-1996 一級排放標[5]準或GB 18918-2002 一級A 標準[6]進行設計。 高速公路服務區(qū)污水進出水質(zhì)要求如表1 所示。

表1 服務區(qū)污水進出水質(zhì)（單位：mg/L）

2 福建省高速公路服務區(qū)主要污水處理工藝

通過對福建省高速公路服務區(qū)調(diào)研，目前的污水處理工藝主要有：A/O 工藝、A2O 工藝、A2O+MBBR 工藝、A/O+MBR 工藝、SBR 法。

2.1 A/O 工藝

A/O 工藝在目前福建省高速公路服務區(qū)污水處理中應用最為廣泛，其主要通過厭氧池中厭氧性細菌的共同作用， 將有機物最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、硫化氫和氨，不僅去除部分有機物和懸浮物，而且將有機物由大化小，提高了污水可生化性。 在好氧池中，通過好氧菌、硝化菌等各種菌群的作用，大大降低污水中有機物，同時實現(xiàn)脫氮的目的，其工藝流程如圖1 所示。 該工藝系統(tǒng)簡單，抗沖擊能力強，占地小，運行費用低，且不易發(fā)生活性污泥絲狀膨脹[7]。 但也存在明顯的缺陷：調(diào)節(jié)池對減緩水力負荷沖擊的作用不明顯； 沉淀池污泥容易上浮，SS 去除率低；A 級生化池含有的DO，影響了反硝化效果；污水處理效果得不到穩(wěn)定保證，部分難降解物質(zhì)的降解率低。 滕家喜等[8]應用A/O 生物接觸氧化工藝處理高速公路收費站污水，其出水水質(zhì)僅能達到GB 8978-1996 中的二級排放標準。

圖1 A/O 工藝流程

2.2 A2O 工藝：

A2O 工藝是在A/O 工藝中加一缺氧池，通過硝化、反硝化、攝磷和釋放磷等生化過程，將好氧池中的部分混合液回流至缺氧池，從而提高了脫氮除磷效果，其工藝流程如圖2 所示。 該工藝總水力停留時間短，相比較于A/O 工藝，反硝化效果更佳，但占地面積增加，且污泥容易上浮，濁度相對較高。 饒學平[9]應用A2O 生化處理工藝處理高速公路服務區(qū)污水，其出水水質(zhì)能達到GB 8978-1996 中的一級排放標準。

圖2 A2O 工藝流程

2.3 A2O+MBBR 工藝

該工藝是在A2O 工藝基礎上進行的改良，通過向好氧池中投加一定比例的懸浮載體以提高水中溶解氧的利用率，并增加了好氧池中的生物種類及數(shù)量，因此好氧池的處理效率相對更高，其工藝流程如圖3 所示。 該工藝容積負荷高；耐沖擊性強，運行可靠，性能穩(wěn)定；好氧池容積利用充分。 但好氧池中的生物填料一般要達到67%以上填充率，容易造成局部堵塞。 田冬軍等[10]應用基于MBBR 工藝模塊化污水處理系統(tǒng)處理高速公路服務區(qū)污水，突破了易堵塞和配水不均等問題，出水水質(zhì)達到中水回用效果，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益。

圖3 A2O+MBBR 工藝流程

2.4 A/O+MBR 工藝

A/O+MBR 工藝是在A/O 工藝中增加MBR 膜池，目前福建省高速公路已有部分服務區(qū)采用該工藝進行提升改造，污水經(jīng)過A/O 工藝的生化處理后通過MBR 膜實現(xiàn)泥水分離，加強了污水處理效果，其工藝流程如圖4 所示。張遠國[11]通過對A/O+石英砂過濾器改造成A/O+MBR 膜工藝， 提高了出水效果，出水水質(zhì)優(yōu)于GB 18918-2002 中的一級A 標準。

圖4 A/O+MBR 工藝流程

該工藝相較于傳統(tǒng)污水處理工藝，具有如下優(yōu)缺點[12]。 優(yōu)點：占地小，不易受場地限制；產(chǎn)生的剩余污泥較少； 出水穩(wěn)定且優(yōu)質(zhì)；MBR 膜可進一步去除氨氮及難降解有機物；易于自動化操作；福建省高速公路大多采用A/O 工藝，故易于進行升級改造。缺點：相對于傳統(tǒng)污水處理工藝，膜造價較高；膜表面容易產(chǎn)生濃差極化層，需要定期進行清洗維護。

2.5 SBR 法

SBR 法是一種集初沉、生物反應、二沉等功能于同一反應池中交替運行的間歇性活性污泥污水處理技術，其工藝流程如圖5 所示。 該工藝出水水質(zhì)較好且運行穩(wěn)定；流程簡單，占地少，造價和運行費用低廉；耐沖擊負荷；容易操作和維護管理。 該工藝不足之處在于需要專門的潷水器進行排水；要求嚴格的自動化控制；容易產(chǎn)生浮渣[13]。

圖5 SBR 工藝流程

3 各污水處理工藝水質(zhì)處理效果對比

本文對福建省高速公路運行正常的各工藝污水進出口水質(zhì)進行了抽樣監(jiān)測，監(jiān)測情況如表2 所示。

表2 福建省高速公路服務區(qū)污水水質(zhì)監(jiān)測情況

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，A/O+MBR 和SBR 工藝的NH3-N、CODcr、SS 和BOD5的去除率相對高于A/O、A2O 和A2O+MBBR 工藝，其中A/O+MBR 工藝出水水質(zhì)能達到GB 18918-2002 中的一級A 標準，A2O、A2O+MBBR和SBR 工藝出水水質(zhì)能達到GB 8978-1996 中的一級排放標準。

4 存在問題

目前福建省高速公路服務區(qū)污水處理設施除新建和部分重新改造外， 其余大部分均出現(xiàn)損壞、處理能力不足、 缺少專業(yè)人員維護管理等問題，因此服務區(qū)污水處理設備經(jīng)常處于不運轉(zhuǎn)狀態(tài)，出水水質(zhì)無法滿足相應排放標準要求，具體問題包括如下：（1）污水設備廠家技術水平有所欠缺。 污水處理工藝設備安裝不規(guī)范， 采用地埋玻璃鋼一體化，池體小，設計負荷不夠，功能僅夠充當化糞池；場區(qū)內(nèi)污水管路混亂，污水沒有連入污水處理設備而直排至場區(qū)外；廣泛使用的A/O 工藝停留時間短，能處理的污染物有限，不能達標處理。 （2）污水處理設備老舊。 設備安裝時間較久，多采用地埋設備，設備長期處于潮濕狀態(tài)，污水處理過程中有H2S、SO2等氣體，造成設備生銹腐蝕。 （3）污水處理能力不足。 部分路段車流量增長速度較快，超過污水設施處理能力，污水處理設施超負荷運行導致設備損壞。 （4）管理不當。 未開展污水處理設施運維服務， 水泵、風機、電控等系統(tǒng)癱瘓無專人管理，多處于停電狀態(tài)導致設備損壞。

5 服務區(qū)污水工藝改造建議

污水處理工藝應根據(jù)項目的污水組成形式、不同服務區(qū)污水設計的進、出水水質(zhì)要求和水量大小以及服務區(qū)可提供的用地面積等諸多因素進行綜合考慮，針對現(xiàn)階段高速公路污水處理設施運行存在的問題，提出如下建議：（1）各高速公路服務區(qū)污水處理設施應根據(jù)場站的環(huán)境和車流量信息選擇工藝和處理能力等，提出針對性方案；（2）目前大部分服務區(qū)采用地埋式A/O 處理工藝，應盡可能利用原先的A/O 處理設施進行維修或升級改造，節(jié)約成本；（3）根據(jù)高速公路場站的污染因子特性，應加強氨氮的去除，最經(jīng)濟可行的方法是加大A/O 生化池內(nèi)循環(huán)，保證生物系統(tǒng)具有一定量的污泥量；（4）多利用污水處理組合工藝，盡可能使用模塊化處理方法，如增加膜過濾模塊去除剩余的懸浮物、油類等物質(zhì)，以確保水質(zhì)達標；（5）采用工藝自動化程度要高，操作管理方便，減輕管理負擔；（6）增加在線監(jiān)控系統(tǒng)，確保設施正常運行。

6 結(jié)語

綜上，各種工藝都有其適應條件，可根據(jù)服務區(qū)的現(xiàn)實需求及各工藝的優(yōu)缺點選擇合適的污水處理工藝進行污水處理設施新建或改造，以實現(xiàn)服務區(qū)污水綜合利用。 這樣既符合福建省生態(tài)高速公路和綠色服務區(qū)的建設要求，也具有一定的環(huán)境效益及經(jīng)濟效益。