李 慶 魏丕壹 付 曉

（河南交投服務(wù)區(qū)管理有限公司直屬分公司，河南 鄭州450000）

0 前言

高速公路服務(wù)區(qū)遠(yuǎn)離城市，造成的生活垃圾難以融入城市垃圾處理系統(tǒng)。所以，需要對服務(wù)區(qū)的污水設(shè)計(jì)專門的單獨(dú)的處理系統(tǒng)。高速公路服務(wù)區(qū)的污水日產(chǎn)量較低，可以依據(jù)特征設(shè)計(jì)科學(xué)的污水處理工藝流程，MBR技術(shù)具備流程少，自動(dòng)化程度突出等優(yōu)勢，對于小型污水區(qū)的處理具備獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

1 高速公路服務(wù)區(qū)的污水特征

這些年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國高速公路工程項(xiàng)目越來越多，高速公路從以往幾條公路發(fā)展成為現(xiàn)今縱橫交錯(cuò)的全國公路網(wǎng)。極大程度上帶動(dòng)了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。高速公路中每間隔60～80 km設(shè)計(jì)了一個(gè)服務(wù)區(qū)，其中包含餐飲、廁所、加油站、休息區(qū)等，借此幫助駕駛?cè)藛T或者乘客補(bǔ)充體力與休息，確保民眾的出行安全性。因?yàn)楦咚俟贩?wù)區(qū)通常遠(yuǎn)離城市。沒有相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)，污水如果不經(jīng)過處理排放或者處理不合格，會(huì)對周遭自然環(huán)境造成嚴(yán)重影響。所以，高速公路服務(wù)區(qū)污水處理問題被社會(huì)各界所關(guān)注。高速公路服務(wù)區(qū)污水大多以生活污水、餐飲污水與汽車加油站污水等構(gòu)成，而生活污水與洗車污水占據(jù)比例較高。服務(wù)區(qū)污水氨氮含量較大，泥沙量較高，化學(xué)需氧量較高。磷重金屬、油污等污染物質(zhì)含量較多。因?yàn)楦咚俟贩?wù)區(qū)往來人流量不穩(wěn)定，受到季節(jié)影響降水的隨機(jī)性，所以服務(wù)區(qū)水資源波動(dòng)較大，具備水質(zhì)復(fù)雜，波動(dòng)大的特征[1]。

2 高速公路服務(wù)區(qū)MBR污水處理計(jì)劃設(shè)計(jì)

MBR系統(tǒng)具備占地面積小，產(chǎn)泥量低與清潔便捷等優(yōu)勢，同時(shí)對于小型污水處理系統(tǒng)而言，書日安需要額外的系統(tǒng)，可是小型污水處理系統(tǒng)突出的污水處理效果，能夠減少沉淀池、吸入過濾池等流程，總的來說有效節(jié)約了運(yùn)轉(zhuǎn)消耗，并且，MBR系統(tǒng)出水穩(wěn)定性強(qiáng)，一般情況下比傳統(tǒng)工藝更加有效，這種優(yōu)勢使得MBR技術(shù)在高速公路服務(wù)區(qū)的運(yùn)用具備美好的未來。

2.1 凈化工藝設(shè)計(jì)

以往的生活污水處理計(jì)劃流程多，同時(shí)活性污泥容易出現(xiàn)膨脹，水質(zhì)管控較為艱難，此外，流程多，運(yùn)作消耗較高。MBR生物反應(yīng)器占地面積小，能夠減少處理流程，對于高速公路服務(wù)區(qū)而言，運(yùn)用MBR技術(shù)好處很多。在工藝上，因?yàn)榇蟮膽腋☆w粒對接下來的水流的管道運(yùn)輸?shù)葧?huì)造成不小的影響，所以，需要通過格柵池來剔除較大的懸浮物。此外，高速公路服務(wù)區(qū)的生活污水毛發(fā)、油污較多，所以，應(yīng)當(dāng)格柵池后設(shè)計(jì)能夠收集與剔除毛發(fā)油污的懸浮細(xì)孔擋板，借此剔除小的懸浮的不溶性物質(zhì)。接下來，污水即將來到生物反應(yīng)器池，因?yàn)樨?fù)壓浸入式MBR生物反應(yīng)器池能夠?qū)⑵匮跖c過濾等流程壓縮在一起，所以，生物反應(yīng)池能夠起到一步到位剔除主要雜物的效果。在生物反應(yīng)器池后，污水中的不可溶雜質(zhì)基本上剔除，但可能會(huì)有可溶性的有度化合物，因此，可以在生物反應(yīng)池后設(shè)計(jì)一個(gè)氯氣消毒池，這樣，污水的水質(zhì)能夠達(dá)到中水等級(jí)，能夠直接排放進(jìn)河流等水體中。服務(wù)區(qū)的污水處理系統(tǒng)由于遠(yuǎn)離城市，維修較為困難，所以，穩(wěn)定性與自動(dòng)化程度越強(qiáng)大越好。通過PLC工控機(jī)，能夠落實(shí)工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)化管控。高速公路服務(wù)區(qū)的污水通常經(jīng)過下水道系統(tǒng)步入初級(jí)沉淀蓄水池，這一種池的高程較低，為了便于接下來流程的落實(shí)，運(yùn)用提升泵使得污水高程升高。所以，整個(gè)流程應(yīng)當(dāng)包含蓄水池、格柵池、調(diào)節(jié)池、莫生物反應(yīng)器池、消毒池與出水池。有關(guān)的配套設(shè)備包好污水提升泵房、真空泵房、加壓泵房、風(fēng)機(jī)房與加氯消毒管控房等[2]。

2.2 MBR的計(jì)劃選擇

依據(jù)高速公路服務(wù)區(qū)的污水水質(zhì)特征，可以通過浸入式膜生物反應(yīng)器。膜生物反應(yīng)器池底設(shè)計(jì)曝氣管，在曝氣的過程中進(jìn)行負(fù)壓抽水。膜的材質(zhì)以PVDF為核心。PVDF具備抗壓與抗酸堿腐蝕、抗高溫的特征。依據(jù)已有的反應(yīng)器技術(shù)，反應(yīng)器組件通常使用簾式組件構(gòu)造，組件以單根的中空纖維絲線構(gòu)成，外徑大致在1 mm。膜外殼通過ABS材質(zhì)，通過環(huán)氧樹脂密封，借此確保抗壓性與封閉性的效果。MBR膜反應(yīng)器的規(guī)模與數(shù)量可以依據(jù)反應(yīng)池的污水處理區(qū)的每一天污水總數(shù)量來進(jìn)行規(guī)劃。通常單個(gè)反應(yīng)器組件的規(guī)模大致為寬0.5 m、長1.2 m、高1.5 m。由于PVDF中空纖維材質(zhì)的抗壓效果，負(fù)壓差應(yīng)當(dāng)維持在大約0.03 MPa。在反應(yīng)器池之外，設(shè)計(jì)曝氣體系，在運(yùn)作過程中，同時(shí)啟動(dòng)曝氣體系。曝氣方法可以通過連續(xù)或者間歇式。實(shí)際情況以水質(zhì)條件為前提。反應(yīng)器池內(nèi)還應(yīng)當(dāng)先接入活性污泥，以采用曝氣的方法在好氧情況下凈化污水。曝氣池的氣體流動(dòng)量可以依據(jù)池子的規(guī)模大小規(guī)劃，其生產(chǎn)的剪切力不應(yīng)當(dāng)過大，以免沖段中空纖維絲，但是也不能過于小，以免池中的水流流動(dòng)性過于緩慢，無法實(shí)現(xiàn)清潔膜組件外表的目的，并且無法有效地落實(shí)好氧反應(yīng)[3]。

2.3 自動(dòng)管控計(jì)劃

系統(tǒng)的自動(dòng)管控可以通過分布式PLC管控體系。PLC管控器具備編程簡易化，穩(wěn)定性突出的優(yōu)勢，在監(jiān)管設(shè)施的幫助下，能夠通過上位機(jī)對相應(yīng)設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)化管控。依據(jù)上述設(shè)計(jì)的工藝環(huán)節(jié)，可以在人工處理效果不足的流程中設(shè)計(jì)分散的自動(dòng)化管控節(jié)點(diǎn)。包含調(diào)節(jié)池的污水提升泵房、MBR反應(yīng)器池的負(fù)壓抽吸與反沖洗管控、曝氣體系管控、氯氣消毒自動(dòng)管控等流程。污水提升泵房的自動(dòng)化管控只要是在格柵池水位計(jì)與調(diào)節(jié)池的水位計(jì)信號(hào)傳遞下，來管控變頻水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)調(diào)節(jié)池水位計(jì)來到設(shè)計(jì)的最高水位數(shù)值后，水泵自動(dòng)停止運(yùn)作，當(dāng)格柵池水位降低到最低水位以下后，水泵也會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)作。當(dāng)格柵池水位超出最高警戒線水位而調(diào)節(jié)池水位仍未來到最高水位時(shí)，變頻水泵提高壓力運(yùn)作。MBR的反應(yīng)器池的自動(dòng)化管控主要是在當(dāng)反應(yīng)池的水位來到設(shè)定值a時(shí)，也就是完全超出反應(yīng)器時(shí)，負(fù)壓抽吸設(shè)施進(jìn)行運(yùn)作，此外，曝氣設(shè)施進(jìn)行曝氣。當(dāng)水位減少至b時(shí)，也就是馬上少于反應(yīng)器的上表面時(shí)，抽吸設(shè)施停止運(yùn)作。假如服務(wù)區(qū)水總量改變較大，可以設(shè)計(jì)多組膜反應(yīng)器組建，當(dāng)毛發(fā)收集池水位過于高而消毒池水位過于低時(shí)，可以同時(shí)激發(fā)多臺(tái)膜反應(yīng)器組建，借此加速污水處理效果。膜反應(yīng)器的負(fù)壓抽吸通常需要保證恒壓，其壓力大約在0.03 MPa，可以采用真空本的壓力計(jì)表明壓力實(shí)際情況，當(dāng)上升至0.04 MPa左右時(shí)，表明反應(yīng)器的中空纖維出現(xiàn)了堵塞，需要落實(shí)清潔工作，這一階段應(yīng)當(dāng)暫停抽吸工作，激發(fā)備用的反應(yīng)器池，同時(shí)激發(fā)反清潔模式。反清潔模式激發(fā)前，應(yīng)當(dāng)放空反應(yīng)器池的污水，將其返回至調(diào)節(jié)池當(dāng)中。防空完成后，啟動(dòng)正壓沖水設(shè)施，從組建的出水管道反沖洗組建。假如膜組件堵塞頻次數(shù)較為頻繁，還應(yīng)當(dāng)在沖洗水中融入氯氣，通過加藥沖洗的方法，全面清潔組件。氯氣消毒池的自動(dòng)化管控主要是依據(jù)水池中的余氯的含量來自動(dòng)融入氯氣。通常應(yīng)當(dāng)依據(jù)消毒池的進(jìn)水量q來計(jì)算氯氣的融入量l，氯氣通過連接水槍的負(fù)壓真空室。溶入水槍之中，之后隨著水槍的水流射入消毒池當(dāng)中，水槍的流通速度通常都是穩(wěn)定的，所以，只要嚴(yán)格把控液氯瓶的閥門就能夠管控氯氣的輸入量。依據(jù)我國法律法規(guī)，依據(jù)每升水中氯氣含量不得超出4 mg的要求。依據(jù)公式：Q=KxL，獲得消毒池進(jìn)水量q與氯氣l的比對值，依據(jù)水池中的余氯含量來管控氯氣的總數(shù)量。通常國家對自來水中的余氯的含量是每升水當(dāng)中不得不少于0.3 mg/L，當(dāng)水池中的余氯含量少于這一數(shù)值時(shí)，能夠增強(qiáng)調(diào)高閥門進(jìn)氣量。反之，當(dāng)高出這一數(shù)值的上限10%左右時(shí)，減少氯氣輸入量。從而將水池中出水的余氯含量管控在一定范圍內(nèi)。確保水池中的余氯含量符合我國法律法規(guī)[4]。

3 結(jié)語

MBR污水處理技術(shù)具備設(shè)施維修消耗較低，占地面積較小，污水處理效率突出，系統(tǒng)抗沖擊力明顯等優(yōu)勢，對于高速公路服務(wù)區(qū)的污水處理來說，采用MBR污水處理技術(shù)能夠節(jié)約成本。隨著制作模的技術(shù)越發(fā)成熟與模成本的減少，MBR技術(shù)在污水處理過程中將得到廣泛的運(yùn)用，從而有效推動(dòng)我國高速公路服務(wù)區(qū)的污水處理效果提高。