高速公路服务区污水处理及回用工程探讨
【摘 要】本文以三淅高速寺湾服务区绿色低碳专项设计为切入点，着重探讨了高速服务区产生的生活污水和洗车废水，以曝气生物流化床+人工湿地+消毒为核心工艺的污水处理及回用系统，旨在为同类型的项目提供参考和借鉴。
【关键词】服务区；中水回用；设计；探讨
1 项目背景
“十二五”期间是我国经济社会发展和交通运输业转变发展方式的关键时期，发展建设所面临的生态环境承载压力、资源需求压力等矛盾将进一步凸显。国家环境污染治理将从当前的污染物总量控制转向总量控制与环境质量改善并重，对污染排放的控制将更为严格。交通运输行业的污染治理面临着国家的更高要求。
2 项目概况
三淅高速公路西坪至寺湾（豫鄂省界）段位于河南省南阳市境内，是中部地区崛起高速公路网“七纵、十九横”布局的第七纵侯马～十堰高速公路的重要组成部分。寺湾服务区作为其重要的组成部分，具有客货车流量大、停留时间长的特点，污水处理站的建设对于服务区的生态建设和自然环境起到了决定性的保护作用，是实现水资源合理配置、科学保护、循环利用的重要手段，污水经过一套合理、经济、运转效率高的工艺流程处理，以达到回用水的标准，减少污水排放，减轻对服务区周遭环境污染。这不仅仅对于保护地方环境，减轻环境污染有着决定性的重要意义，同时实现资源的循环利用，并对其他高速公路服务区具有示范意义。
3 污水处理及回用工程设计
高速公路服务区一般远离城市，产生的污水无法就近排放到市政污水处理系统，如果不经处理直接排放，会对周围环境产生不利的影响。同时，服务区还消耗大量的生活用水、洗车用水、浇灌绿化用水、消防用水等，除生活用水水质指标要求严格，只能采用市政供水或自备水源外，其他用水均可经处理达到相应标准后可进行循环利用，这样不仅可以彻底消除污染物排放对周边区域的污染，同时节约大量新鲜用水量。在服务区建设以曝气生物流化床+人工湿地+消毒为核心工艺的污水处理及回用系统，处理服务区产生的生活污水和洗车废水。
根据类似工程经验，确定设计进水水质如下：
CODCr≤250 mg/L，BOD5≤150 mg/L，氨氮≤30 mg/L，SS≤120 mg/L
设计出水水质建设单位要求，应达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB18920-2002）中城市绿化用水标准，其主要指标如下：
BOD5≤20mg/L，氨氮≤20mg/L，总大肠菌群/（个/L） ≤3，溶解氧/（mg/L）≥1.0
根据建设单位提供的数据：本工程日处理污水水量为240m3/d，即10m3/h。
工艺简述：化粪池出水经过格栅处理去除大部分悬浮物，经沉砂池去除砂砾后，进入调节池，污水在调节池内调节水量、调匀水质，然后经提升泵提升至生物流化床，在曝气状态下，池内微生物通过好氧作用将水中大部分污染物质分解消化，将有机物降解为水和二氧化碳，使水质得到净化。流化床出水进入二沉池，在沉淀池中进行泥水分离，沉降下来的污泥一部分由污泥泵回流至生物流化床，一部分剩余污泥排入污泥池，上清液回流至调节池，浓缩后的污泥经储存后外运处理。二沉池出水进入人工湿地，进一步去除包括N、P、SS、有机物、病原体等污染物。出水可达到回用水标准，人工湿地出水进入回用水池贮存、消毒，可外排或回用。工艺流程为污水→格栅→沉砂池→调节池→生物流化床→二沉池→人工湿地→消毒→回用。
4 主要构筑物
格栅沉砂池：格栅主要是拦截污水中较大的杂物，格栅为简易人工格栅。
沉砂池是利用自然沉降作用，去除水中砂粒或其他比重较大的无机颗粒的构筑物。
调节池：用于均衡水质、水量，减少后续处理设施运行负荷。本系统设置调节池一座，池内设污水提升泵2台，穿孔曝气搅拌装置1套，可间断开启，对污水进行搅拌，防止沉淀。
生物流化床：用于降解碳源有机物，是污水生物处理的核心单元，其载体在流化床内呈流化状态，使固（生物膜）、液（废水）、气（空气）3相之间得到充分接触，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段。该技术能使床内保持高浓度的生物量，传质效率极高，从而使废水的基质降解速度快，水力停留时间短，运转负荷比一般活性污泥法高10～20倍，耐冲击负荷能力强。
本系统设生物流化床1座，池内布置生物载体和曝气装置，上部为沉淀区，下部为流化床区，底部为污泥斗；上部沉淀污泥自流进入下部流化床，多余的污泥进入底部污泥斗外排。
二沉池：对来自生物流化床的混合液进行泥水分离，二沉池下部的浓缩污泥由污泥泵抽排回流至生物流化床，剩余污泥排至污泥池；上部上清液自流进入人工湿地进行深度处理。二沉池采用竖流式沉淀池。
人工湿地：污水通过人工建造和控制来运行与沼泽地类似的地面，将污水有控制地投配到湿地上，使污水在湿地土壤缝隙和表面沿一定方向流动的过程中，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水进行处理的一种技术。其生态系统的作用机理包括吸附、滞留、过滤、沉淀、微生物分解、转化、氧化还原、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的其他作用等。
本工程采用水平潜流人工湿地；规格：45×16×1.3m；结构：半地下复合机构；设备：1）布水系统：1套；2）收水系统：1套；3）湿地填料：720m3；4）水生植物：10000株。
回用水池的作用是对人工湿地的出水进行暂贮，经消毒后作为站区内绿化用水使用。本系统设回用水池1座，池内设有投加消毒剂的装置，并设有回用水泵。
污泥池：主要是用来贮存整个系统产生的剩余污泥，待达一定数量后，由泵车外运处置，池内顶设溢流口，上清液可溢流至调节池。规格：4×4×4.5m；结构：地下式钢砼。
综合房建于调节池上，房内放置有鼓风机、二氧化氯发生器、配电柜、自控柜等。
5 结语
目前服务区污水处理及回用主要采用接触氧化、MBR、生物滤池、生物流化床等技术，本项目结合现场情况，综合考虑运行成本、处理效果、管理养护、使用寿命、系统稳定性等因素，选择以曝气生物流化床+人工湿地+消毒为核心工艺的污水处理及回用技术应用于本服务区。该技术具有净化效果好、处理成本低、管理养护简单、技术成熟度高、具备景观效果等优势。
附属设施冲厕污水经化粪池处理后排入污水管网，餐厅排放的污水经隔油池处理后排入污水管网，其余生活污水及洗车废水等直接排入污水管网，经以潜流人工湿地为核心工艺的水处理系统处理后，出水满足《生活杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）要求储存于中水池，再经变频供水系统输送至冲厕、绿化各用水点。
节能减排效益：服务区内所有污水经收集后进行处理后回用，不产生污染物排放。处理后的污水达到中水回用标准，可用于冲厕及绿化用水，节约大量新水资源。
【参考文献】
[1]王文锦，朱道明，田启国.论高速公路服务区的优化设计[J].江苏交通，2003，4：12.
[2]班福忱，李亚峰，程琳，等.高速公路服务区污水处理工程[J].中国给水排水，2008，24（16）：75-77.
[3]沈耀良，王宝珍.生物废水处理新技术-理论与应用[M].北京：中国环境科学出版社，1999.
