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，污水水量受車流量影響，水量波動(dòng)較大。該項(xiàng)目根據(jù)高速公路服務(wù)區(qū)污水的特點(diǎn)選取相應(yīng)的污水處理工藝并合理地進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)了污水的達(dá)標(biāo)排放，為高速公路服務(wù)區(qū)的污水處理工程設(shè)計(jì)提供參考。
1、工程概況
某高速公路服務(wù)區(qū)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(jī)物及氮、磷污染物濃度較高。該高速公路服務(wù)區(qū)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(zhì)水量波動(dòng)較大，污水產(chǎn)生量約為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。
針對(duì)該服務(wù)區(qū)污水水質(zhì)特點(diǎn)，并結(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、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(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其它主要指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)IV類標(biāo)準(zhǔn)的要求，最終直接排入地表水體。
2、工藝流程及設(shè)計(jì)參數(shù)
2.1 工藝流程
污水經(jīng)過超細(xì)格柵去除水中漂浮物及部分懸浮物，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池均化水質(zhì)、均衡水量，降低水質(zhì)水量波動(dòng)對(duì)后續(xù)處理單元的沖擊。
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)物及懸浮物在該處理單元中被去除，削減了污水的有機(jī)負(fù)荷，同時(shí)能夠促進(jìn)有機(jī)氮磷污染物的分解。水解酸化池的出水進(jìn)入缺氧池，反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化，膜反應(yīng)池內(nèi)為好氧條件，有機(jī)物和氨氮在好氧微生物的作用下被氧化分解，最終通過膜組件進(jìn)行泥水分離。出水進(jìn)入中間池，然后經(jīng)水平潛流人工濕地深度處理后達(dá)標(biāo)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(chǎn)生的剩余污泥排入貯泥池，定期外運(yùn)，貯泥池上清液回流至調(diào)節(jié)池內(nèi)，進(jìn)行處理。
2.2 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)
2.2.1 格柵井1座，地下式磚砌結(jié)構(gòu)，尺寸(L×B×H)為1800mm×1000mm×700mm，安裝轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵1臺(tái)，格柵間隙為1mm。
2.2.2 調(diào)節(jié)池1座，地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸(L×B×H)為5200mm×4300mm×3000mm，水力停留時(shí)間(HRT)為11.2h。安裝液位控制器1套，提升泵2臺(tái)，1用1備，Q=6m3/h，H=100kPa，池底安裝低速潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，間歇運(yùn)行，每隔30min攪拌5min。
2.2.3 水解酸化池1座，全地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，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(shí)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(jié)構(gòu)，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(shí)間3.6h。池底安裝潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，用于將污水與活性污泥充分混合。
設(shè)置加藥系統(tǒng)1套，除磷劑為PAC(聚合氯化鋁)，PAC配制濃度為10%，通過計(jì)量泵投入缺氧池進(jìn)水口。
2.2.5 膜反應(yīng)池1座，半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，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(shí)間5.5h。膜組件面積300m2，膜通量16.7L/m2•h。MBR出水抽吸泵2臺(tái)，1用1備，=5m3/h，H=100kPa，回流泵2臺(tái)，Q=6m3/h，H=100kPa，污泥泵1臺(tái)，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(jié)構(gòu)，尺寸(L×B×H)為2000mm×1500mm×4000mm，水力停留時(shí)間2h，安裝提升泵2臺(tái)，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(shí)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(tǒng)調(diào)試運(yùn)行
3.1 污泥接種
為了縮短系統(tǒng)的調(diào)試啟動(dòng)周期，生化系統(tǒng)運(yùn)行前需接種活性污泥。接種污泥取自某城鎮(zhèn)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(duì)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(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。投加污泥后，生化系統(tǒng)內(nèi)MLSS濃度為3000～3500mg/L。
3.2 生化系統(tǒng)調(diào)試
水解酸化池進(jìn)水量首先按設(shè)計(jì)水量的40%運(yùn)行。運(yùn)行初期，污泥結(jié)構(gòu)松散，出水渾濁，出水CODCr濃度時(shí)常高于進(jìn)水。連續(xù)運(yùn)行15d后，污泥呈現(xiàn)黑色塊狀，出水逐漸清澈，CODCr去除率穩(wěn)定在10%左右。隨后逐步提高進(jìn)水量，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(dòng)成功。
MBR池污泥接種完成后，悶曝24h使污泥恢復(fù)活性，悶曝過程中開啟各段回流泵，MBR池內(nèi)的溶解氧濃度維持在3～4mg/L。悶曝結(jié)束后，以出水CODCr作為監(jiān)測(cè)指標(biāo)，在出水監(jiān)測(cè)指標(biāo)穩(wěn)定的前提下，逐步提高進(jìn)水水量，直至滿負(fù)荷運(yùn)行。污泥馴化約30d后，污泥濃度穩(wěn)定且呈現(xiàn)土黃色，同時(shí)沉淀性能良好，SV30、SVI等指標(biāo)正常，表明污泥馴化完成。
MBR池調(diào)試前，檢驗(yàn)抽吸泵運(yùn)行是否正常，產(chǎn)水管路需抽真空，調(diào)試過程中注意記錄真空壓力表數(shù)值，壓力增長過快則暫停提高產(chǎn)水量。調(diào)試完成后，污泥齡控制在15～20d，膜系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)。
3.3 運(yùn)行效果
系統(tǒng)調(diào)試完成后，對(duì)出水指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，出水水質(zhì)見表2。
由表2可知，該工藝處理高速公路服務(wù)區(qū)污水效果良好。污水中的大部分有機(jī)污染物、懸浮物均在無需提供外源動(dòng)力的水解酸化池中被去除，有效地降低了運(yùn)行能耗，膜反應(yīng)池占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，且出水水質(zhì)良好，人工濕地則進(jìn)一步對(duì)尾水的氮、磷等污染物進(jìn)行去除，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)行約3個(gè)月以后，由于旅游旺季到來，服務(wù)區(qū)客流量增大，沖廁廢水水量驟然增加，造成進(jìn)水水質(zhì)水量出現(xiàn)波動(dòng)。污水處理站連續(xù)3d，進(jìn)水水量在115～132m3/d。經(jīng)檢測(cè)，進(jìn)出水水質(zhì)見表3。
由表3可知，進(jìn)水中有機(jī)污染物濃度較平時(shí)有所下降，氮、磷污染物濃度較平時(shí)升高。造成水質(zhì)變化的原因是服務(wù)區(qū)衛(wèi)生間產(chǎn)生的沖洗尿液的水量增加，尿液中含有大量的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，生活污水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別約80%的氮、50%的磷 >
由于操作人員提前將MBR池內(nèi)的污泥濃度提高至7000mg/L左右，維持了污泥負(fù)荷，并充分利用調(diào)節(jié)池池容，平衡一天內(nèi)各時(shí)間段的進(jìn)水水量，在沖擊負(fù)荷條件下，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水各項(xiàng)指標(biāo)未出現(xiàn)超標(biāo)。
4、效益分析
該服務(wù)區(qū)污水處理工程總投資186.19萬元，運(yùn)行成本為1.23元/m3，其中電費(fèi)1.08元/m3，藥劑費(fèi)用為0.06元/m3，污泥處置費(fèi)用0.09元/m3，污水處理系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，無需專人值守，可由服務(wù)區(qū)水電工兼職管理。
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)能夠達(dá)到類地表Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，并具備一定的抗沖擊負(fù)荷能力。該工藝結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行簡易，運(yùn)行費(fèi)用為1.23元/m3，具有良好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。( >
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