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高速公路服务区废水处理工程实例

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张老师 发表于 2019-6-30 07:38:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
张老师
2019-6-30 07:38:08 617 0 看全部
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高速公路服务区废水处理工程实例
胡双意1,邓先涛2,田 野1
(1.武汉生物工程学院 化学与环境工程学院,湖北 武汉 430415; 2.武汉亚维环保科技有限公司,湖北 武汉 430415)
摘 要: 以湖北宜昌某高速公路服务区废水处理工程为例,分析了高速公路服务区废水水质特点及废水处理工艺、主要建(构)筑物设计参数、运行状况及投资运行费用。针对废水水量变化大、有机污染物浓度高、含氮、磷、油类、病原微生物等特点,综合考虑选择“水解酸化+A/O+消毒”处理工艺。实践运行表明,该系统出水效果稳定,污水经过处理达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准后排放。
关键词: 高速服务区;废水处理;水解酸化;A/O;油类

湖北宜昌某高速公路服务区主要承担为来往车辆及人员提供餐饮、加油等职能。在此过程中,包括食堂、办公楼及员工宿舍等单位将会产生一些生活污水及部分洗车、修车废水,这类废水如不经过处理直接排放将会对周边生态环境造成很大影响[1-3]。

1 设计规模及水质

该服务区分为南区和北区,该项目为北区污水处理站。北区废水主要为食堂、办公楼及员工宿舍等产生的生活污水,并有部分洗车、修理废水。根据业主提供的环境影响评价文件及批复资料,确定北区污水处理站的设计规模为150 m3/d,平均时流量为6.25 m3/h,出水水质执行《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准。该项目具体设计进水和出水水质指标,见表1。

由表1可知,废水可生化性较好,同时含有少量的动植物油类,因此工艺设计以生物法为主,主要依靠微生物的代谢作用对CODCr、NH3-N等污染物进行分解转化;并辅助物化法对废水中的悬浮物、油类等进行去除。

表1 污水处理厂设计进、出水水质指标mg·L-1
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2 工艺流程

该项目的生化处理单元采用A/O工艺。A/O工艺由缺氧池和好氧池串联而成,通过设置内回流进行前置反硝化。由于缺氧池设置在好氧池前段,兼性好氧菌可利用进水中的有机物污染进行反硝化脱氮,既可降低好氧池的有机负荷,也能补充好氧池内硝化过程消耗的碱度。工艺流程简单、技术成熟,是应用较为广泛的污水处理工艺。A/O工艺前段设置隔油沉砂池,避免无机颗粒造成管道、水泵磨损,并去除废水中的油脂;后段设置消毒单元,杀灭出水中的病原微生物。该项目污水中总磷的含量较低,经该工艺处理后,出水即可达到要求,工艺流程见图1。

图1 工艺流程图
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该处理站的食堂废水、卫生间、办公楼废水进入污水管网前,需要对其进行预处理,以防止堵塞管道和水泵,主要预处理措施包括化粪池和隔油隔渣池。化粪池是处理粪便并加以过滤沉淀的设备,隔油隔渣池用于拦截员工食堂排放废水中含有的大量饭菜残渣和浮油,以减轻后续处理设施的处理负荷。经前端预处理后废水进入服务区污水站进行处理。

格栅井主要用于拦截悬浮物和毛发,之后废水经过沉砂隔油池,少量溶解性的含油废水沿水平方向缓慢流动,在流动中油上浮至水面,泥砂以及易沉降的无机性颗粒物沉淀在池底,之后废水在调节池进行水质水量调节,调节池采用上部盖板的全封闭形式,确保无异味散出。

废水在调节池通过提升泵提升进入水解酸化池,水解酸化处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法,和其他工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。该处理阶段的主要目的是将难降解有机物分解成易降解有机物,同时将大分子有机物降解成小分子有机物,可以大大提高污水的可生化性[4],为后续的生化处理做好准备。

水解酸化池出水进入A/O池,A/O生物脱氮工艺是由缺氧和好氧两部分反应组成的污水生物处理系统。污水进入缺氧池后,依次经历缺氧反硝化、好氧去有机物和硝化的阶段,流程的特点是前置反硝化,硝化后部分出水回流到反硝化池,以提供硝酸盐。在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源,将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气中,使废水中BOD5和TN浓度大幅度下降;在好氧池中,有机物被微生物降解转化为二氧化碳和水,有机氮被氨化继而被硝化,使NH3-N浓度显著下降。伴随着硝化过程,NO3-N的浓度增加,含NO3-N的混合液由好氧池末端的混合液回流泵回流至缺氧池完成反硝化过程。该阶段完成后,好氧池的出水进入二沉池,实现泥水分离,沉淀池的上清液自流进入消毒池,之后经消毒达标排放。

二沉池的沉淀污泥,一部分由污泥泵回流至好氧池前段,另一部分剩余污泥则由污泥泵抽至污泥储池进行储存,定期清理外运。

3 主要工艺单体及设计参数3.1 格栅井/沉砂隔油池

格栅井中设置机械格栅,拦截污水中粗大的漂浮物和悬浮物,并去除废水中易沉降的无机性颗粒物,同时将水中的浮油隔出,沉砂隔油池定期清理。设计水量150 m3/d,设计尺寸为5.0 m×1.0 m×3.5 m,有效水深为2.5 m,结构形式为钢砼结构,主要设备为RXG500机械格栅。

3.2 调节池

调节池用来调节来水水量和水质,使后续处理设备和工艺构筑物能稳定运行。设计水量150 m3/d,设计尺寸为7.0 m×5.0 m×4.5 m,有效水深为3.0 m,设计停留时间为17 h,池底设置穿孔搅拌装置,以防止池子底部积泥,主要设备为污水提升泵2台,1用1备。

3.3 水解酸化池

水解酸化阶段主要利用的是水解酸化菌,这类微生物具有种类繁多,代谢能力强,繁殖速度快,对外界环境适应能力强等特点。水解酸化池可以将废水中部分难降解的复杂的大分子有机物质分解为易降解的简单小分子有机物。该水解酸化池的设计中采用了脉冲布水器,底部进水方式采用的是穿孔布水管,可以达到布水均匀的效果,并能使泥水充分混合,提高处理效率。设计水量150 m3/d,设计尺寸为5.0 m×2.0 m×5.0 m,有效水深为4.5 m,设计停留时间为6.0 h,设计上升流速为1.0 m/h,主要设备有脉冲布水器1台。

3.4 A/O池

A/O池利用硝化-反硝化作用去除废水中的氨氮、总氮,在好氧段利用好氧微生物的新陈代谢作用,将废水中的有机物分解成二氧化碳和水,从而达到降解有机污染物的目的,并将氨氮转化为硝酸盐。该项目设计水量为150 m3/d,缺氧池设计尺寸为5.0 m×1.0 m×4.5 m,设计停留时间为3.2 h,好氧池设计尺寸为L×B×H=5.0 m×3.0 m×4.5 m,设计停留时间为9.6 h,有效水深为4.0 m,气水比为10∶1,污泥回流比为100%,硝化液回流比为400%,可以满足运行要求。

3.5 二沉池

二沉池采用斜管沉淀池。设计水量为150 m3/d,设计尺寸为4.0 m×3.5 m×4.5 m,有效水深为3.8 m,设计表面负荷为0.65 m3/(m2·h)。

3.6 消毒池

消毒池采用次氯酸钠对出水进行消毒,杀灭废水中的病原微生物,确保出水中粪大肠菌群数能达标排放[5-6]。设计水量为150 m3/d,设计尺寸为3.0 m×1.0 m×2.5 m,有效水深2.0 m,设计停留时间为50 min,设计次氯酸钠中有效氯投加量为10 mg/L。

4 运行情况

该项目2016年8月左右设备安装完成,经设备联动调试运行后,投入污泥菌种进行调试运行,经过2个月左右的菌种培养和接种,系统进、出水指标趋于稳定,污水站平均水量约为100 m3/d,节假日高峰期可达到150 m3/d。进水COD指标为350~450 mg/L,进水NH3-N平均指标为30 mg/L,满足原设计要求。经过污水站处理后,出水COD、NH3-N分别为60~80 mg/L、8~10 mg/L,满足设计排放要求,目前系统已连续投运2年多,各处理单元运行效果稳定。

5 投资及运行费用分析

该污水处理站总投资约为90万元,其中土建投资50万元,设备安装投资40万元,吨水投资约为6 000元/m3。主要的运行费用包括电费、药剂费等,其他折旧、大修等不计,人员由服务区机修人员兼职,不设置专职污水操作人员。污水处理系统运行费用,见表2。

表2 运行费用测算表

1 L8 j0 ?9 V, y* n' b6 结论

经过2年多的实践运行表明,该项目所采用“水解酸化+A/O+消毒”工艺处理高速公路服务区废水,出水COD、NH3-N分别可稳定在60~80 mg/L、8~10 mg/L,达到《污水综合排放标准》GB8978—1996一级标准后达标排放。该工程对于南方及中部地区的高速服务区废水处理系统的设计具有一定的参考和借鉴意义。工程在实际运行过程中发现,如若污水站前端预处理装置(隔油池、化粪池)清理不及时,极易导致污水站前端格栅池被粪渣以及浮油堵塞,从而容易引起污水站装置运行故障,同时不美观。故在实际运行中需要定期做好隔油池及化粪池清掏工作,保证后端污水站装置的稳定运行。

参 考 文 献

[1]马 聪,冯 阳,任泓冰,等.中国高速公路服务区污水处理探讨[J].云南地理环境研究,2018,30(1):52-56.

[2]李琦剑,金 灿.高速公路服务区污水特征及处理工艺[J].交通世界,2017(28):30-31.

[3]谢丹平,李开明,周伟坚,等.高速公路服务区废水处理与回用工程实例[J].给水排水,2013, 49(增1):386-388.

[4]斯皮思.工业废水的厌氧生物技术[M].李亚新,译.马志毅,校.北京:中国建筑工业出版社,2001.

[5]李振华.城市污水厂二级处理出水次氯酸钠消毒试验研究[J].水处理技术,2011,37(5):110-113.

[6]葛 强.次氯酸钠废液在污水处理厂消毒应用研究[J].资源节约与环保,2015(7):40.

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Wastewater Treatment Project Example in Expressway Service Area
HU Shuangyi1,DENG Xiantao2,TIAN Ye1
(1.College of Chemical and Environmental Engineering,Wuhan Bioengineering Institute,Wuhan 430415,China; 2.Wuhan Yawei Environmental Technology Co.Ltd.,Wuhan 430415,China)

Abstract:It was analyzed that the characteristics of wastewater quality,wastewater treatment process,design parameters of the main building (structure),operation status and investment operation cost in the wastewater treatment project of expressway service area in Yichang City Hubei Province.The treatment process of “hydrolysis acidification+A/O+disinfection” was selected based on characteristics of large changes in wastewater volume,high concentration of organic pollutants,and wastewater containing nitrogen,phosphorus,oil,pathogenic bacteria,etc.The practical operation showed that the effluent of the system was stable and the sewage was discharged after being treated to meet the first-class standard of Integrated Wastewater Discharge Standard (GB8978-1996).

Keywords:Expressway Service Area; Wastewater Treatment; Hydrolysis Acidification; A/O; Oil

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中图分类号: X703

文献标志码:A

DOI: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2019.02.008

CLC number:X703

收稿日期: 2019-01-14

作者简介: 胡双意(1983-),男,讲师。研究方向:水污染控制工程。E-mail:[email protected]

引用格式: 胡双意,邓先涛,田 野.高速公路服务区废水处理工程实例[J].环境保护科学,2019,45(2):45-47.


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