文/姚嘉林 王冀 孔亞平

引言

隨著國民經(jīng)濟發(fā)展和消費觀念升級，我國旅游業(yè)正經(jīng)歷高速發(fā)展的階段。旅游業(yè)的迅猛發(fā)展與交通建設(shè)密不可分，尤其對公路運輸?shù)耐ㄟ_性和便捷性提出了更高的要求。國家近年來陸續(xù)頒布的《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展旅游業(yè)的意見》、《國務(wù)院關(guān)于促進旅游業(yè)改革發(fā)展的若干意見》、《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進一步促進旅游投資和消費的若干意見》等關(guān)于旅游業(yè)的政策文件中，明確提出“完善旅游交通服務(wù)”、“加強旅游基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”等要求。公路交通具有靈活、快速、方便、直達的特點，隨著旅游業(yè)的大力發(fā)展，旅游公路日益受到重視。近幾年，我國許多省份都將旅游公路建設(shè)作為旅游業(yè)發(fā)展的重點，并掀起了全國范圍內(nèi)旅游公路規(guī)劃建設(shè)的熱潮，以貴州、浙江、四川、山西、新疆、內(nèi)蒙、寧夏、吉林、湖北省為代表的10多個省份、20多個市縣地區(qū)已開展各級旅游公路項目規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)，規(guī)劃總里程超過7000公里，設(shè)計總里程超過3250公里。

服務(wù)區(qū)、停車區(qū)等基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施是公路運輸?shù)闹匾?jié)點，而驛站則是旅游公路最不可或缺的基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施[1-2]。隨著旅游公路規(guī)劃和建設(shè)如火如荼的開展，一大批旅游公路驛站也隨即拔地而起。旅游公路不僅連通各處景點，線路本身也經(jīng)常穿越或毗鄰風(fēng)景優(yōu)美、環(huán)境敏感的山川、河流等旅游資源。分布于旅游公路沿線的驛站作為出行游玩人員經(jīng)停、休憩和休閑的集散場所[3]，不可避免會產(chǎn)生大量廢水，嚴(yán)重威脅旅游公路沿線的生態(tài)環(huán)境。目前，旅游公路驛站的污水處理一般采用常規(guī)的高速公路服務(wù)區(qū)污水處理方式，缺少針對驛站的特征需求和所在區(qū)域的環(huán)保要求進行適應(yīng)性改良，往往出現(xiàn)投資運行成本不經(jīng)濟或處理能力不達標(biāo)的情況。針對上述情況，筆者以赤水河谷旅游公路驛站為對象，開展關(guān)于驛站污水生態(tài)處理方面的研究。

1．旅游公路驛站的污水特點

旅游公路驛站污水與高速公路服務(wù)區(qū)污水相比，在來源、水質(zhì)和水量等方面均有較大的差異。

首先，污水的來源和組成比例存在差異。高速公路服務(wù)區(qū)污水來源于沖廁、盥洗、餐飲、機修洗車、加油站清洗等多種綜合途徑[4-6]。根據(jù)調(diào)研，衛(wèi)生間沖廁污水占服務(wù)區(qū)污水產(chǎn)生總量的40%～80%，管理人員及賓客住宿生活污水占10%～30%，廚房廢水占10%～30%，加油站清洗廢水占5%～20%，機修及洗車廢水占5%～10%。根據(jù)調(diào)研和國內(nèi)相關(guān)研究[7-13]，以上各類廢水的典型水質(zhì)情況見表1。

旅游公路驛站不提供機修、加油等服務(wù)，常駐工作人員也相對較少，廢水主要來源于沖廁、盥洗和餐飲活動產(chǎn)生的生活污水。相比于高速公路服務(wù)區(qū)，旅游公路驛站人流量相對較少，且往來人員在驛站進行餐飲、休閑活動的比例較高速公路服務(wù)區(qū)更高，產(chǎn)生的沖廁廢水比例也相對較少，而盥洗、廚房廢水比例更高。

其次，驛站污水的水質(zhì)存在差異。驛站污水的來源組成及比例的特點，使其懸浮物和有機污染物含量相對更低、可生化性更差，而氨、磷等富營養(yǎng)污染物含量則相對更高。赤水河谷旅游公路淡季部分驛站污水原水測試情況見表2。

第三，驛站污水的水量存在差異。這種差異主要體現(xiàn)為兩方面：驛站污水量更低，且驛站污水量波動變化更大。根據(jù)調(diào)研，高速公路服務(wù)區(qū)（單側(cè)）日均污水量集中在30m3/天～100m3/天的范圍內(nèi)，而節(jié)假日污水產(chǎn)生量超出平時的5～6倍。旅游公路驛站日均污水量通常小于20 m3/天，大部分時候低于10 m3/天，而節(jié)假日等旅游旺季的污水量可以達到平時的10倍以上。這種水量的差異與變化主要原因是旅游公路人流量平時較低而旺季暴增。

表1 服務(wù)區(qū)各類典型廢水污染物濃度 （單位：mg/L）

表2 赤水河谷旅游公路驛站污水特征污染物濃度 （單位：mg/L）

總結(jié)以上分析，旅游公路驛站污水主要來源于盥洗廢水、沖廁廢水和廚房廢水等生活污水；其有機污染物含量較低、可生化性較差，而氮磷等富營養(yǎng)污染物含量較高；同時存在污水水量季節(jié)性波動變化極大、旺季污水的水量負(fù)荷極高等特點。

2．旅游公路驛站污水處理思路

基于對旅游公路驛站的污水水質(zhì)水量特點分析和水環(huán)境保護需求，驛站的污水處理應(yīng)遵循以下幾方面思路和原則。

第一，提高出水水質(zhì)，保證排放達標(biāo)

驛站污水經(jīng)處理后能夠滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護相關(guān)達標(biāo)排放要求，并在條件允許的情況下，盡可能地提高出水水質(zhì)，降低環(huán)境沖擊負(fù)荷。污水處理達標(biāo)排放是最基本的環(huán)境保護剛性約束，也是堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必要條件。旅游公路驛站污水處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計、設(shè)備選取、施工監(jiān)督和運營管理的最終目的都是控制水源污染、滿足達標(biāo)排放。在此基礎(chǔ)上，由于旅游公路驛站通常位于風(fēng)景優(yōu)美、環(huán)境敏感的區(qū)域，從更好地保護旅游資源和生態(tài)環(huán)境的角度出發(fā)，應(yīng)該對污水處理工藝、運行參數(shù)和維護管理作進一步優(yōu)化，以期達到更優(yōu)的出水水質(zhì)。針對這方面考慮，旅游公路驛站污水處理系統(tǒng)需要重點解決兩個問題：一個是需要提高對氨氮和總磷的去除，同時能夠提升排放出水的色度、氣味等感官性指標(biāo)；另一個是需要具備良好的抗沖擊負(fù)荷能力，能夠應(yīng)對水量季節(jié)性變化波動較大的情況。前者需要針對污水處理工藝和流程進行適應(yīng)性調(diào)整，增加能夠提高氮、磷等污染物去除效果并具有更好的沉淀、吸附、吸收機制的污水深度處理環(huán)節(jié)。后者需要對污水處理設(shè)施和結(jié)構(gòu)進行具有大容量調(diào)節(jié)和放空排淤的優(yōu)化設(shè)計，使系統(tǒng)既能在淡季人流稀少時低水量的條件下穩(wěn)定運行，又能應(yīng)對旅游旺季的高負(fù)荷處理需求。

第二，降低建設(shè)成本，簡化維護管養(yǎng)

高速公路服務(wù)區(qū)最常用的地埋式一體化污水處理裝置，其建設(shè)費用一般在30～180萬元。旅游公路通常由低等級公路升級改造，建設(shè)投資規(guī)模和運營管理養(yǎng)護水平與高速公路無法比擬，且驛站設(shè)置比高速公路服務(wù)區(qū)更加密集，需要分散建設(shè)的驛站污水處理設(shè)施數(shù)量比高速公路更多。此外，驛站污水波動變化遠(yuǎn)大于服務(wù)區(qū)，而平時的污水處理需求遠(yuǎn)小于服務(wù)區(qū)。因此旅游公路驛站在參考借鑒高速公路服務(wù)區(qū)污水處理的基礎(chǔ)上，應(yīng)特別注意從控制處理規(guī)模和采用小型、分散的工藝流程兩方面來降低建設(shè)和運營成本，同時污水處理系統(tǒng)的設(shè)計要遵循簡易管養(yǎng)的原則，在符合驛站管理養(yǎng)護水平的條件下使系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行。

第三，融合驛站綠化，提升景觀效果

旅游公路沿線的自然景觀和人文資源非常豐富，其線形設(shè)計和服務(wù)設(shè)施設(shè)置都要充分考慮與周邊環(huán)境和景色的協(xié)調(diào)搭配，使旅游公路本身成為一道亮麗的風(fēng)景線。驛站作為旅游公路最重要的基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施，其綠化和景觀的整體效果需要重點注意。建于室外的污水處理設(shè)施不僅要減少結(jié)構(gòu)設(shè)施對驛站景觀的破壞，避免臭氣、廢水對驛站往來人員的感官影響，甚至還要盡可能地融入驛站的場地布局中，起到提升景觀效果的作用。此外，應(yīng)將機電設(shè)備置于驛站綜合樓內(nèi)，通過消聲設(shè)計降低水泵等機械設(shè)備的噪聲，設(shè)置隱蔽的排水口等，有條件的情況下可以考慮在遠(yuǎn)離人員活動范圍的地方設(shè)置觀景池。

3．旅游公路驛站生態(tài)污水處理案例

赤水河谷旅游公路全長154公里，沿線修建了茅臺驛站、九龍屯驛站等12處極具地方特色和民俗文化、擁有先進服務(wù)水平和基礎(chǔ)設(shè)施的驛站。這些驛站為往來游客提供住宿、餐飲、旅游咨詢、衛(wèi)生應(yīng)急等便捷服務(wù)，為運營人員提供管理辦公場所，也為附近鄉(xiāng)民提供就業(yè)和旅游產(chǎn)業(yè)創(chuàng)收機會。旅游公路驛站在發(fā)揮其功能作用的同時，也面臨著嚴(yán)峻的排污問題。針對這一情況，結(jié)合上述處理思路，開展了旅游公路驛站生態(tài)污水處理系統(tǒng)研究，下面以九龍屯驛站為例進行詳細(xì)介紹。

3．1 設(shè)計參數(shù)與處理工藝

在進行參數(shù)設(shè)計時，驛站尚處于建設(shè)期，沒有掌握實測數(shù)據(jù)的情況下，參照其他類似小型、分散的污水處理情況進行水量和水質(zhì)指標(biāo)設(shè)計。設(shè)計水量為1 m3/h和20 m3/天，設(shè)計進出水質(zhì)見表3。

根據(jù)建成后的實際監(jiān)測情況，設(shè)計的水量超出了驛站淡季時的污水處理量，在調(diào)試運行期采用了延長曝氣泵啟停間隔的方式進行調(diào)整。旺季時污水處理量超過設(shè)計水量，一方面生化處理模塊的調(diào)節(jié)池容積在設(shè)計時已作擴大處理，能夠很好地調(diào)節(jié)瞬時大量污水的進入，另一方面對深度處理模塊的配水渠和景觀池進行了加深，增大了系統(tǒng)應(yīng)對大水量沖擊的能力。

九龍屯驛站生態(tài)污水處理系統(tǒng)由微動力生化處理模塊和人工濕地深度處理模塊兩個子系統(tǒng)組成。生化處理模塊主要包括化糞池、調(diào)節(jié)池和接觸氧化池三個功能池體及其他附屬結(jié)構(gòu)；深度處理模塊包含三級潛流人工濕地和一個表面流人工濕地以及相應(yīng)的配水渠、排水渠和放空渠。生化處理模塊對驛站生活污水的水質(zhì)、水量進行初步調(diào)節(jié)，同時對有機污染物、懸浮顆粒物和其他固態(tài)雜質(zhì)起到主要去除作用，使來水經(jīng)過生化處理后滿足進入人工濕地系統(tǒng)的水質(zhì)水量要求。人工濕地主要利用植物和濕地基質(zhì)對氨氮、磷等富營養(yǎng)污染物進行吸附和去除，并對其他污染物進行進一步凈化和降解，使出水能夠滿足排放要求。九龍屯驛站生態(tài)污水處理系統(tǒng)的工藝流程見圖1，主要處理單元見表4。

表3 九龍屯驛站生態(tài)污水處理系統(tǒng)設(shè)計進出水質(zhì)

表4 主要處理單元一覽表

圖1 九龍屯驛站生態(tài)污水處理系統(tǒng)工藝流程

3．2 生態(tài)污水處理流程

驛站產(chǎn)生的各類生活污水（其中廚房污水先經(jīng)過隔油處理）經(jīng)室內(nèi)排水管匯集進入化糞池?；S池是濕熱缺氧的環(huán)境，通過沉淀和厭氧微生物發(fā)酵的作用對糞便等懸浮物固體進行污泥化降解。污水在化糞池停留12h到24h，可去除50%～60%左右的懸浮物，當(dāng)水量較小時，污水在化糞池的停留時間更久，懸浮物去除效率也相應(yīng)地更高?；S池會不斷積累底部污泥，需要定期清掏外運并做填埋或消毒肥料化處理。在化糞池末端設(shè)置格柵，去除未能分解的較大固體懸浮物和漂浮物。格柵累積過濾雜質(zhì)的清除頻率要高于化糞池污泥清掏。

污水經(jīng)過化糞池和格柵后，進入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池設(shè)計的有效容積為平均處理量的10倍，起到調(diào)節(jié)水量和均化水質(zhì)的作用，減少瞬時污水沖擊對后續(xù)生化處理單元的影響。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置潛污泵，其提升啟停由安裝在室內(nèi)的PLC電氣控制柜控制，保證額定流量提升至后續(xù)生化處理單元，避免來水減少引起接觸氧化池缺水干化。

污水由調(diào)節(jié)池泵入接觸氧化池，主要進行可生化有機污染物的降解。接觸氧化池內(nèi)設(shè)有固定式生物填料和潛水曝氣泵。各種好氧微生物附著在填料上形成生物膜，同時在水中形成少量活性污泥。微生物利用污水中的可生化有機污染物作為碳源（電子供體）和氮源，利用曝氣泵帶來的溶解氧作為電子受體，進行其代謝活動。在這過程中，以BOD為主的可生化有機污染物大量降解，去除率可達90%。接觸氧化池之后的毛發(fā)過濾裝置對水中纖維物質(zhì)進行過濾，水體經(jīng)集水池調(diào)節(jié)后，依靠重力順地形進入人工濕地深度處理模塊。

九龍屯生態(tài)污水處理系統(tǒng)的一、二、三級人工濕地均為垂直潛流人工濕地，上一級濕地的排水渠即為下一級濕地的配水渠。從配水渠進入濕地的水通過布水管從上往下滲入各層濕地土壤基質(zhì)中，通過吸附、滯留、過濾、沉淀、植物吸收、微生物降解、氧化還原等作用去除微小懸浮顆粒、氨氮、總磷、難溶有機物等各類污染物質(zhì)，然后由池底集水管收集進入下一級濕地配水渠。為了提高對氨氮和總磷的去除效果，選用了多孔隙材料作為濕地底層基質(zhì)。

污水經(jīng)過生化處理和三級人工濕地后，基本完成了主要污染物的去除，進入表面流人工濕地，并作為生態(tài)污水處理系統(tǒng)的處理出水景觀展示，最終從景觀池高液位溢流口對外排放。

3．3 系統(tǒng)運行效果

九龍屯生態(tài)污水處理系統(tǒng)于2016年3月建成，經(jīng)過短暫調(diào)試后開始投入使用，至今已持續(xù)運行兩年。從運行情況來看，生化處理設(shè)施運轉(zhuǎn)良好，未出現(xiàn)堵塞或設(shè)備損壞現(xiàn)象；人工濕地經(jīng)過幾次收割，植物生長茂盛，濕地中可見蟲鳥活動，形成了穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)。同時，人工濕地和景觀池與河谷周邊環(huán)境充分融合，為驛站和慢性通道的往來人員提供了一處秀美的綠化景觀。整個系統(tǒng)采用了微動力設(shè)計，僅用兩臺泵和一套電控柜，大量借助地形重力進行水流引導(dǎo)，節(jié)省了運營成本。系統(tǒng)平時自動運行，只需要定期清運化糞池、清理格柵渣和收割濕地植物，易于維護管理。

圖2 九龍屯驛站生態(tài)污水處理系統(tǒng)實景

圖3 生態(tài)污水處理系統(tǒng)COD、氨氮和總磷的檢測結(jié)果

為了測試生態(tài)污水處理系統(tǒng)的污染物去除效果，于2017年9月對系統(tǒng)各環(huán)節(jié)取水樣并進行了COD、氨氮和總磷三項主要污染物指標(biāo)的現(xiàn)場快速測定，結(jié)果見圖3。對比污水原水和生化處理出水可知，生化處理對COD等有機污染物有明顯的去除效果，去除率約為68%；對氨氮去除效果較差，去除率僅有18%；對總磷幾乎沒有去除效果。結(jié)合人工濕地出水對比可知，人工濕地深度處理對氨氮和總磷的去除率分別為86%和90%，證明了人工濕地對這類富營養(yǎng)污染物的良好去除效果[14]。最終出水的COD和氨氮含量滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)，總磷含量滿足二級標(biāo)準(zhǔn)。

4．結(jié)束語

隨著旅游公路更大規(guī)模的建設(shè)發(fā)展，大量旅游公路驛站也開始投入建設(shè)使用，在這過程中其水環(huán)境保護問題日益凸顯，需要從驛站的污水特點和處理需求等方面對傳統(tǒng)的高速公路服務(wù)區(qū)污水處理工藝進行適應(yīng)性改良。

旅游公路驛站的污水與高速公路服務(wù)區(qū)存在相當(dāng)大的差異。驛站主要由盥洗、沖廁和餐飲等活動產(chǎn)生生活污水組成，其有機污染物含量比服務(wù)區(qū)污水更低、可生化性較差，而氨氮、總磷等富營養(yǎng)污染物比服務(wù)區(qū)污水更高。驛站污水的水量遠(yuǎn)低于服務(wù)區(qū)，但其季節(jié)性波動更大。

因此，旅游公路驛站的污水處理應(yīng)遵循以下三條原則：一、提高出水水質(zhì)，保證達標(biāo)排放；二、降低建設(shè)成本，簡化維護管養(yǎng)；三、融合驛站綠化，提升景觀效果。

赤水河谷旅游公路驛站采用的“微動力生化處理+人工濕地深度處理”組合生態(tài)污水處理工藝能夠使出水達標(biāo)排放，也符合驛站運營的低維護、易管養(yǎng)的要求，還能夠很好地提升驛站的景觀效果。