王意龍

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

1 高速公路附屬設(shè)施污水特點(diǎn)及處理工藝存在問題

1.1 污水特點(diǎn)

高速公路附屬設(shè)施包括綜合性服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站、養(yǎng)護(hù)工區(qū)、停車區(qū)等，其中服務(wù)區(qū)規(guī)模最大，排污源較為復(fù)雜，而收費(fèi)站、養(yǎng)護(hù)工區(qū)、停車區(qū)等服務(wù)設(shè)施規(guī)模相對(duì)較小，污水水質(zhì)較簡(jiǎn)單。故本文以綜合性服務(wù)區(qū)為例，其污水處理特點(diǎn)如下：

a）服務(wù)區(qū)污水由糞便污水、餐飲洗滌廢水、洗車廢水和加油站清洗廢水等組成，由于洗車及加油站清洗所排放的污水量相對(duì)較小，污水來源以服務(wù)區(qū)常住工作人員和過往旅客產(chǎn)生的生活污水為主，同時(shí)，污水中油類污染物、氮、磷濃度高[1]。

b）服務(wù)區(qū)污染點(diǎn)多，處理規(guī)模??；污水量排放很不均勻，污水不均勻系數(shù)大，水力沖擊負(fù)荷大。

c）污水處理設(shè)施基本無人進(jìn)行日常管理。

1.2 現(xiàn)有處理工藝及存在問題

據(jù)調(diào)查，山西省高速公路附屬設(shè)施采用的污水處理工藝主要有化糞池處理、地埋式A/O生物接觸氧化工藝[2]、SBR 工藝[3]、膜生物反應(yīng)器工藝（MBR）[4]等，其中地埋式A/O生物接觸氧化工藝是采用最多的一種方法。目前，雖然高速公路附屬設(shè)施污水處理技術(shù)方法較多，但是從工藝選擇、設(shè)計(jì)招標(biāo)、施工管理、日常維護(hù)、再生利用等環(huán)節(jié)都存在許多具體問題，具體見表1。

表1 高速公路附屬設(shè)施污水處理技術(shù)存在問題

2 BAOM污水處理與回用系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

BAOM（B表示生物法，A表示厭氧，O表示好氧，M表示膜反應(yīng)器）污水處理與回用系統(tǒng)是由聚乙烯塑料構(gòu)成的一體化地埋式污水處理設(shè)備，從調(diào)節(jié)池、接觸曝氣槽到膜槽都依靠自然重力落差流動(dòng)運(yùn)行，使設(shè)備內(nèi)達(dá)到恒水位，不來水時(shí)充分曝氧培養(yǎng)微生物，來水時(shí)分解充分，有效解決階段性排放問題。該系統(tǒng)特點(diǎn)：占地面積小，設(shè)計(jì)靈活多樣；安裝運(yùn)營成本低，操作維護(hù)簡(jiǎn)單；槽體材料安全環(huán)保，并可重復(fù)利用、無二次污染；污水處理效果良好，可有效解決間歇性排放問題，從而達(dá)到零排放目的，完全實(shí)現(xiàn)中水回用。

2.2 工藝流程

該系統(tǒng)主要工藝流程為：化糞池→格柵→調(diào)節(jié)池→厭氧分解→槽體曝氣→MBR膜處理→中水回用。處理完成后的出水可以達(dá)標(biāo)排放，也可回用于服務(wù)區(qū)洗車及綠化。

2.3 結(jié)構(gòu)單位

BAOM污水處理與回用系統(tǒng)主要由格柵初沉池、調(diào)節(jié)池、厭氧池、缺氧池、好氧生物池、沉淀池、MBR生物膜槽和中水儲(chǔ)存槽，其中格柵初沉池采用鋼混凝土的結(jié)構(gòu)形式，其余各結(jié)構(gòu)單位均采取聚乙烯材料槽體。此外，還需要污水泵、回流泵、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

3 BAOM污水處理與回用系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 工程簡(jiǎn)介

本文中服務(wù)區(qū)所在高速公路是山西省“三縱十一橫十一環(huán)”高速公路規(guī)劃網(wǎng)中第十橫的重要組成部分，路線全長(zhǎng)62.945 km，設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h，路基寬度24.5 m，于2009年5月開工，2011年底建成通車。其中該服務(wù)區(qū)總占地面積4.0 km2，分別設(shè)在高速公路南北兩側(cè)，每側(cè)場(chǎng)區(qū)均建有公共廁所、餐廳、超市、旅館、加油站、汽車維修站、水泵房、變配電房等功能。目前，在服務(wù)區(qū)南北兩側(cè)各安裝了一套處理能力為100 t/d BAOM污水處理與回用污水處理設(shè)備，目前，已正常投入使用，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好。

3.2 運(yùn)行效果分析

本研究針對(duì)服務(wù)區(qū)污水產(chǎn)生的實(shí)際情況，分析服務(wù)區(qū)BAOM污水處理與回用污水處理設(shè)備的運(yùn)行效果。2012年3月至8月對(duì)服務(wù)區(qū)南區(qū)的進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行6次監(jiān)測(cè)，具體污水監(jiān)測(cè)內(nèi)容及其監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2和表3。

表2 服務(wù)區(qū)南區(qū)污水監(jiān)測(cè)內(nèi)容一覽表

從表3可以看出，服務(wù)區(qū)處理出水要求達(dá)到國家《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2002）的車輛沖洗標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)沒有的項(xiàng)目執(zhí)行國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，處理出水中的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)能夠穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

表3 服務(wù)區(qū)南區(qū)污水監(jiān)測(cè)結(jié)果 mg/L

3.2.1 pH變化分析

污水處理設(shè)施進(jìn)水pH值和出水pH值變化幅度較小，都維持在7.5左右，且滿足標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。

3.2.2 懸浮物（SS）去除率分析

懸浮物的去除結(jié)果如圖1所示,污水處理設(shè)施進(jìn)口懸浮物濃度范圍為140～162 mg/L，出口濃度范圍為24～38 mg/L，去除率能夠達(dá)到80%以上，可見，該系統(tǒng)對(duì)懸浮物去除效果良好，出水水質(zhì)能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。

圖1 進(jìn)出口SS濃度及去除率關(guān)系圖

3.2.3 CODcr去除率分析

CODcr的去除結(jié)果如圖2所示，服務(wù)區(qū)南區(qū)污水處理設(shè)施進(jìn)口CODcr濃度范圍為190～230 mg/L，出口濃度范圍為 37.2～52.9 mg/L，去除率可達(dá)到75%～80%。出水水質(zhì)能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)限值的要求，去除效果良好。

3.2.4 BOD5去除率分析

BOD5的去除結(jié)果如圖3所示。污水處理設(shè)施進(jìn)口BOD5濃度范圍為62.0～79.6 mg/L，出口濃度范圍為7.0～9.7 mg/L，去除率在88%左右，出水水質(zhì)能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)限值的要求，去除效果良好。

3.2.5 石油類去除率分析

圖2 進(jìn)出口CODcr濃度及去除率關(guān)系圖

圖3 進(jìn)出口BOD5濃度及去除率關(guān)系圖

石油類的去除結(jié)果如圖4所示。進(jìn)口石油類濃度范圍為0.428～0.576 mg/L，出口濃度范圍為0.084～0.134 mg/L，去除率能夠達(dá)到75%以上，可見，該系統(tǒng)對(duì)石油類有著良好的去除效果，出水水質(zhì)能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。

圖4 進(jìn)出口石油類濃度及去除率關(guān)系圖

3.2.6 氨氮去除率分析

氨氮的去除結(jié)果如圖5所示。污水處理設(shè)施進(jìn)口氨氮濃度范圍為48.0～56.5 mg/L，出口濃度范圍為2.24～3.74 mg/L，去除率能夠達(dá)到95%，可見，該系統(tǒng)對(duì)氨氮去除效果顯著，出水水質(zhì)能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。

圖5 進(jìn)出口氨氮濃度及去除率關(guān)系圖

3.3 經(jīng)濟(jì)成本分析

BAOM污水處理與回用系統(tǒng)的成本主要包括工程建設(shè)成本、運(yùn)行成本、維護(hù)成本以及其他費(fèi)用（設(shè)計(jì)費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、水費(fèi)、管理費(fèi)等），本文將該系統(tǒng)與生物接觸氧化技術(shù)、MBR生物反應(yīng)器工藝的成本進(jìn)行對(duì)比，具體詳見表4。

表4 各污水處理與回用系統(tǒng)成本指標(biāo)對(duì)比

從表4分析顯示，BAOM污水處理與回用系統(tǒng)的建設(shè)成本、運(yùn)行成本相對(duì)較低，同時(shí)該系統(tǒng)基本上不需要專業(yè)人員，維護(hù)工作也只是清理污泥和設(shè)備的簡(jiǎn)單操作，一般人員皆可以承擔(dān)，只需聘請(qǐng)專業(yè)人員定期檢查即可。因此，該系統(tǒng)具有比傳統(tǒng)污水工藝處理工藝更低的運(yùn)行成本和較好的可操控性。

4 推廣應(yīng)用前景分析及目前應(yīng)用情況

4.1 推廣應(yīng)用前景分析

本研究對(duì)于山西省高速公路污水處理具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景，用以指導(dǎo)污水處理設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)，可解決公路建設(shè)與水環(huán)境保護(hù)的矛盾，并節(jié)約成本、降低運(yùn)行費(fèi)用，總之，可獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益及社會(huì)效益，對(duì)保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)公路建設(shè)與環(huán)境協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展將起到積極的作用，有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。目前，山西省內(nèi)已有多個(gè)高速公路沿線設(shè)施應(yīng)用了BAOM污水處理與回用系統(tǒng)，均得到用戶方的一致認(rèn)可。

4.2 目前應(yīng)用情況

目前，山西省內(nèi)已有多條高速公路收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)等附屬設(shè)施應(yīng)用了BAOM污水處理與回用技術(shù)，例如繁峙至大同高速公路、高平至陵川高速公路以及陽城至關(guān)門高速公路等，應(yīng)用了該技術(shù)后，污水處理設(shè)施出水水質(zhì)均達(dá)到目標(biāo)要求，達(dá)到了中水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

5 存在問題及改進(jìn)建議

由于早期地埋式污水處理技術(shù)已應(yīng)用多年，存在問題較多，雖然本文通過對(duì)山西南部地區(qū)某高速公路服務(wù)區(qū)示范工程進(jìn)行了研究，研究表明該技術(shù)的適用性較好，但如果該技術(shù)將在全省范圍內(nèi)推廣，還需要對(duì)全省內(nèi)高速公路沿線服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站污水處理設(shè)施進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證和分析，逐步形成一整套的、成熟的高速公路沿線設(shè)施污水處理技術(shù)，以期對(duì)山西省環(huán)保工作做出更大的貢獻(xiàn)。