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高速公路污水处理方案研究 1 高速服务区污水治理中的问题 随着社会经济的快速发展，我国高速公路的建设规模不断扩大。人们在注重高速公路社会经济效益的同时, 也开始注重公路的景观设计和环境保护。高速公路服务区一般设有公厕、商场、餐厅、停车 (洗车) 场、维修站和加油站, 在为司乘人员提供方便的同时, 也成 了一个污水排放源。高速公路服务区一般远离城市, 附近无配套的污水处理系统, 污水如果不经处理就地排放, 则会对周围环境产生不利影响, 甚至造成纠纷。 高速公路服务区生活污水中污染因子复杂, 由于其来源的不稳定性, 水质、水量变化大, 油类、氨氮浓度高, 其他污染物的含量与生活污水接近。目前很多服务区污水主要采用WSZ型地埋式污水处理装置进行处理。以接触氧化为核心工艺的地埋式一体化处理设备之所以能得到较为广泛的应用, 主要是该工艺和普通的活性污泥法 (CAS) 相比具有以下优点:停留时间短, 体积负荷高, 抗冲击能力强, 剩余污泥产量少, 不会发生活性污泥法中常出现的故障——污泥膨胀, 运行模式简单。它也存在以下明显的缺陷:①生物填料需定期更换, 费用大, 操作繁琐;②不能适应污水来源的变化, 虽然可以设置调节池, 但增加了投资且收效不大, 特别是在水质变化大的情况下;③该装置没有考虑对剩余活性污泥减量化;④虽然可使废水处理后的CODer达标, 但对废水中的氨氮去除不明显, 排放的废水对周围的水源和池塘影响较大。 根据生物好氧、兼氧等处理工作的作用原理, 思考将上述两种处理单元相结合, 从而有效地处理高速公路服务区的污水, 以便为污水回用奠定基础。 2 废水生物处理的生物污泥特点 好氧生物处理是在有游离氧 (分子氧) 存在的条件下, 好氧微生物降解有机物, 使其稳定和无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物 (以溶解状与胶体状为主) , 作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应, 逐级释放能量, 最终以低能位的无机物质稳定下来, 达到无害化的要求, 以便返回自然环境或进一步处置。有机物被微生物摄取后, 通过代谢活动, 约有三分之一被分解、稳定, 并提供其生理活动所需的能量;约有三分之二被转化, 合成为新的原生质 (细胞质) , 即进行微生物自身生长繁殖。后者就是废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分, 通常称其剩余活性污泥或生物膜, 又称生物污泥。在废水生物处理过程中, 生物污泥经固—液分离后, 需进行进一步处理和处置。 好氧生物处理的反应速度较快, 所需的反应时间较短, 故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。在废水处理工程中, 好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。 在自然界, 实际还存在一类兼氧菌, 即它们在很低的溶解氧条件下生活, 经分离, 多数以丝状菌为主, 这类菌往往具有更强的降解性能。因此兼氧菌可以起到厌氧跟好氧之间的过渡作用。 3 组合工艺 3.1 测定项目及方法 实验废水选用萧山高速公路服务区的生活污水, 近期废水量200～300t/d, 废水水质如表1所示。CODcr测定采用重铬酸钾滴定法, BOD5测定采用哈希公司的BODTrak测量仪。色度测定采用稀释倍数法, PH值采用精密酸度计PHS-3C测定。NH3-N的测定采用纳氏试剂比色法, 使用的仪器为哈纳的氨氮离子浓度比色计。SS (废水中悬浮物) 采用过滤烘干恒重的方法测定, 使用到的仪器主要是烘箱, 分析天平, 孔径为0.451μm滤膜。 3.2 好氧生物处理 从水质指标可以看出原水具有以下特征: (1) BOD5/CODcr=0.34, 该废水具有一定的可生化性, 可以直接进行生化处理。 (2) 废水中含有高浓度的氨氮。若利用单纯的生化处理来脱除废水中的氨氮, 则生化好氧池需要较长时间的曝气, 造成投资成本和运行成本的增加。考虑到服务区水量少和浓度低等特点, 研究利用物化法来脱除水体中的游离氨氮。 根据原水水质设计如图1工艺流程: 兼氧池内具有较高的生物量, 可以充分发挥兼氧微生物对有机物的降解和转化能力, 保证了后续好氧 生物处理的顺利进行。好氧生物处理采用SBR技术, 可以增大系统的负荷, 提高系统的处理能力, 具有运行效果稳定、管理方便灵活、高效节能等显著特点。后续的物化处理是为保证最终出水氨氮达标排放而设置的。 3.3 好氧反应池的预处理 为缩减污泥驯化时间, 试验启动时, 采取兼氧反应池和好氧反应池分别单独驯化的方式。兼氧池的菌种主要以兼性的水解菌和产酸菌为主。污泥取自绍兴污水处理厂的二沉池回流污泥, 厌氧发酵一个月之后取出作为接种污泥。好氧反应池的接种污泥取自上虞化工厂二沉池污泥闷曝1d后的污泥。兼氧池与好氧池的接种污泥不同是为了避免菌种的单一性, 达到优势互补。 在兼氧—好氧系统中,