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浅谈高速服务区污水处理系统的整体工艺设计改造
摘要:高速服务区通常都是远离市区,没有市政管网,因此所产生的污水必须要有相应的污水处理设施进行处理,达到排放标准后才能排放。目前大部分高速服务区均有污水处理设施,但是运行效果不尽人意,针对江苏省内的高速服务区的污水特点及现实处理状况,给出了我们的整体的改造建议。
关键词:高速服务区;污水处理;改造方案
0引言
本文根据现阶段江苏省内高速服务区污水特征与处理现状,系统性的考虑污水排放与污水处理系统的设计,探究出能够真正解决当前高速服务区污水系统痛点的工艺设计。
1高速服务区的污水特征
(1)高速服务区是集办公、餐饮、住宿、商场、加油站、汽车维修、停车场各项服务一体的站点。高速服务区污水通常有冲厕污水、盥洗间污水、餐饮污水、商场污水、加油站污水等。其中厕所污水与餐饮污水是占比最大的两项。高速服务区污水的主要特征是有机物、氨氮总氮的含量较高[1],其主要的污染物包括:悬浮物、油脂、氮磷以及氮氢化合物、蛋白质、无机盐等。
(2)高速服务区污水量具有很强的波动性[2],主要是由于平时时段与节假日时段的人员数量差别非常大,节假日的污水量相比于平时时段,水量暴增数倍,对污水系统造成严重冲击。
(3)高速服务区的污水水质与常规的生活污水相比:水质特点是氨氮总氮高、碳源不足,对运维人员主动调节能力要求比较高,出水的总氮指标往往不达标,外排后对周边水体产生严重污染。
2常规的高速服务区污水处理工艺设计介绍与分析
2.1高速服务区常规污水处理工艺设计介绍
现阶段的高速服务区的污水处理工艺均是按照各个用水指标数据最后得到的排水数据,而进水的各项污染物指标也是根据经验进行取值,并没有解决服务区污水的处理难点问题。
根据相关文献数据统计,目前生物接触氧化法是最常见的高速服务区污水处理工艺。其中使用最多的工艺为A/O接触氧化工艺:餐厅污水先进行隔油处理,与综合楼的其他生活污水共同进入到污水站的格栅池,将较大的悬浮物与漂浮物进行拦截后再进入到调节池进行污水的均质调节,之后通过潜水泵将污水提升至生化处理池,在A池进行硝化反应,随后进入到O池进行反硝化反应,并在O池设置有污泥循环泵,回流比为40%-100%。最后达标的污水在沉淀池进行混凝沉淀,上清液经消毒后外排或者回收利用。其工艺流程为:污水收集管网→格栅井→均质调节池→缺氧池(A池)→好氧池(O池)→沉淀池→消毒池→达标排放。
2.2高速服务区常规污水处理工艺设计分析
A/O接触氧化工艺,针对常规污水具有良好的处理效果。但是它处理效率低、生物系统波动较大,抗负荷冲击能力不足,在面对氨氮、总氮高、碳源不足的水质情况下无专门处理手段。因此A/O接触氧化工艺法在处理服务区污水时往往无法满负荷工作,一到节假日这种特殊时期,污水量暴增,污水系统受到极大冲击后出现系统崩溃,导致出水不达标。而现在普遍的做法是将污水系统做的很大,留有很大的富余量以应对污水量暴增的问题,但是效果仍不佳。
针对节假日运营效果恶化的问题,我们进行了深度调研与分析,主要有几个特点:
(1)节假日往来的人员人数暴增,整体污水排放量增加;
(2)节假日污水暴增最多的为盥洗污水与小便污水:其中盥洗污水污染很轻,但是水量很大,直接导致污水生化反应池有机负荷降低,微生物繁殖速度变慢,无法维持正常的生化反应;而小便污水氨氮含量极高,生化反应池的碳氮比迅速降低,而运营过程中无法及时补充碳源,从而导致污水处理系统总氮出水指标不达标;
3高速服务区污水处理整体改进方案
3.1 高速服务区污水处理存在的问题
对江苏省内的部分服务区进行了污水处理系统进行了深度调研,主要存在如下问题:
(1)部分高速服务区早期建设的污水处理规模设计较小,现在处理量已超出其原本的设计处理量,且早期的设计出水指标已不满足现在最新的出水指标要求;
(2)部分高速服务区早期建设的污水处理设施工艺落后,设备老化严重,部分工艺段已失去其作用,导致出水不达标;
(3)污水处理设施运营费用较高,运维人员技术知识匮乏,运维管理困难,导致部分服务区污水处理系统没有实质性运行;
(4)部分新建服务区采用最新的一体化污水处理系统,但是仍然不能确保总氮指标的达标,工艺系统存在缺陷导致出水不达标;
(5)节假日等人员高峰期,污水站出水各项指标相比平时要高出很多,没有好的应对办法。
3.2高速公路服务区污水系统整体解决思路
以江苏省内的高速公路体系为基础,对高速服务区的污水处理现状进行深度分析;从污水排放源入手,根据每种污水各自特点,依据相关规范标准与本省排放要求,提出高速服务区污水处理系统整体方案。具体要求如下:
(1)达到相关规范标准与本省要求的污水排放或中水回用要求;
(2)相关解决方案要合理、可实施,并且要求投资经济性;
(3)要达到减轻运维管理困难的问题,提高操作的自动化程度;
(4)尽可能降低污水系统的运营费用,保证长期稳定运行;
(5)最大程度降低污水系统改造对服务区正常运维的影响。
3.3高速公路服务区污水系统整体解决方案
对于上述常规处理工艺的介绍可以发现,目前常规方法对于正常的污水指标具有良好的处理效果,但是当出现水量水质波动时便很容易出现崩溃;因此需要解决水量水质波动问题,主要解决方案如下:
(1)针对水量波动问题:
1)增设一个同样大小的污水调节池,在节假日等水量暴增时期,将污水暂存至新调节池,在节假日过后再慢慢通过水泵提升至污水处理系统;
2)节假日高峰期,污水水量暴增最多的是盥洗污水,而此部分水经简单过滤后即可达标,因此将此部分水在节假日期间单独接出,直接引入至沉淀池工艺段,之后消毒外排,降低水量暴增引起的系统冲击。
(2)针对水质波动问题:将男厕的小便污水管网进行线路改造,在节假日期间通过自动阀门切换至节假日应急状态,高氨氮的污水先排至新调节池暂存,污水系统维持良好的生物反应碳氮比,以降低水质变化引起的系统冲击。
(3)针对系统运维难的问题:对原有的高速服务区污水处理系统进行PLC控制系统的智能控制提升,增设对应的监测仪表、自动阀门与PLC智能控制系统,有条件的服务区增设云运维系统,降低高速服务区的污水处理系统的运营难度。
4 结论
解决高速服务区污水处理系统出水水质难达标、水质水量波动大、运营难度大是一个复杂的事情,需要对服务区的运营特点、不同污水排放特点与水质特点、以及节假日的排水特点进行系统性、全面性的分析。未来高速服务区的污水处理规模与水质排放要求也会越来越严格,新建与改造高速服务区污水处理系统时需要重点考虑如下因素:
(1)污水资源化是目前国家提出来的重要发展方向,在整体污水工艺设计时应尽可能选择成熟可靠、相对更先进的处理工艺技术,低能耗高效率的进行污水回用;
(2)高速服务区污水通常高氨氮污水,且水量水质波动大,尤其是在节假日期间,对高速服务区污水处理系统有较大的冲击;
(3)高速服务区的污水处理系统设计时,需进行大量调研,考虑合理选择进水水质及工艺设计参数,切忌直接照搬市政生活污水的设计经验参数;
(4)在前端对不同污水源进行分类处置、增设应急调节池应对节假日污水暴增、对盥洗污水设置切换阀门并增加简单过滤装置、设置节假日高峰期应急处置方案等方式完成污水系统整体改造方案。
参考文献
[1]我国公路服务区污水处理现状问题及技术对策[J].简丽.公路交通科技(应用技术版).2018(08)
[2]史良于.高速公路服务区污水水质特征试验研究[J].山西交通科技,2019(02):75-77.
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