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    淺談BAOM污水處理與回用系統(tǒng)在山西省高速公路附屬設(shè)施的應(yīng)用

    2014-01-12 01:20:14王意龍
    山西交通科技 2014年1期
    關(guān)鍵詞:服務(wù)區(qū)限值污水處理

    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)模相對較小,污水水質(zhì)較簡單。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月對服務(wù)區(qū)南區(qū)的進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行6次監(jiān)測,具體污水監(jiān)測內(nèi)容及其監(jiān)測結(jié)果見表2和表3。

    表2 服務(wù)區(qū)南區(qū)污水監(jiān)測內(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)的一級標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)測結(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)備的簡單操作,一般人員皆可以承擔(dān),只需聘請專業(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)保效益及社會效益,對保護(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),以期對山西省環(huán)保工作做出更大的貢獻(xiàn)。

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