摘要：随着环保要求的不断提高和水资源的日益紧张，远离城市的高速服务区在带来巨大经济效益和社会效益的同时，也对周边环境产生了一定程度的污染。2015年 4月国务院印发《水污染防治行动计划》，其中第七条“促进再生水利用”中明确提出“推进高速公路服务区污水处理和利用”，服务区污水从处理后达标排放转为中水回用，用于厕所冲洗、绿化灌溉、场地清扫、车辆冲洗等，以达到节约用水和使废水资源化的目的[1]。
1高速公路服务区污水情况
高速公路服务区进水流量受多种因素的影响而呈现进水不稳定的状态，如在夏季流量高于冬季，白天明显高于晚上，在周末及法定假日期间流量也会显著提高。而进水量越大，排污量越大。高速服务区的餐饮废水和冲厕废水在总排污量中占比较高，所以该区域污水的有机污染负荷高于生活污水，其中总磷、总氮浓度分别为典型生活污水的1.58倍和4.1倍。高速公路服务区进水流量不稳定以及比生活污水更高负荷的进水浓度，会对设备中的稳定生物菌种产生较大的影响，水量的不稳定会造成设备的开停机频繁，影响设备的使用寿命。
2服务区污水处理工艺现状
早期的部分服务区只设置化粪池或者使用AO工艺及设备造成出水水质达不到排放标准影响服务区周围的环境，对周边的农田及地下水也造成了很大的影响，一般的A2O工艺存在吨水占地面积大和建设到正常运行时间长的问题。服务区水质和水量的较大变化极易造成设计阶段所选设备的污水处理能力与现场实际负荷的偏差，这种偏差会导致现场出水水质不稳定，甚至超出排放标准。所以选择合适的污水处理工艺和设备至关重要，否则会造成服务区站点的污水处理设备占用空间过多，现场运行维护难度增加，污水处理运行费用增加，甚至在缺乏专业运维人员时处理效果较差，严重时设备停止运行。
3设备原理及特点
IMD（Integration MBR Device）集成化污水处理装置以膜反应器为主，结合了生物处理和膜分离技术的优点，采用相比传统AO工艺对有机物以及总磷去除更有优势的A2O工艺。将处理工艺中的厌氧区、缺氧区以及膜池区集中，将配套设备管件集中安置，因此安装成本更低，运输更为方便；且采用地埋式，可以减小设备暴露体积，能起到一定的抗低温效果。IMD集成化污水处理装置采用的是活性污泥法，膜池污泥浓度较传统MBR提高，能在5000-12000mg/L范围内运行，活性污泥浓度的增加，提高了生化反应速率，减少了剩余污泥产量，解决了传统污水生物处理工艺普遍存在的出水水质不稳定、占地面积大、运行维护复杂等突出问题，在高速公路站点就地处理污水对运行维护和中水的回收利用方面也有很大的优势。对于目前高速公路站点污水水量不稳定和进水浓度大小不一的问题，可以通过改变装置内的活性污泥浓度以及调整原水及污泥在设备内的停留时间进行相应调整。目前，高速路服务区采用的IMD集成化污水处理装置水力停留时间（HRT）为6.8小时（其中缺氧与厌氧区2.8小时，膜池区4小时）气水比保持在12左右，泥龄控制在20~50d范围之间。该系统处理效果良好，出水水质主要指标如表一所示COD、NH4-N、T-N、T-P等满足国家一级A标准或中水回用标准，能达到高速公路站点对于现场的绿化与冲厕等用水的水质要求。
表1 现场进出水水质
3.1 工艺流程
服务区站点产生的污水从服务区调节池进到超细格栅，超细格栅将污水中的生活杂质、悬浮物去除，后进入设备罐体缺氧区及厌氧区，再由汽提到达罐体好氧区，好氧区与缺氧区设回流装置，出水通过好氧区的膜片抽滤出水。好氧池的污泥浓度明显比厌氧池的高，在好氧区设置污泥排出口，工艺流程图见图1。
图1 IMD处理工艺流程图
3.2 主要设备
（1）超细格栅
超细格栅材质选用不锈钢材质，栅条间距为0.5mm；可以去除细小的固体杂质，BOD的去除效果亦优于初次沉淀。
（2）罐体
罐体作为该套装置的重要组成部分，其主要由缺氧区、厌氧区、好氧区（膜区）三大功能区域组成。
（3）设备间
设备间是一个集中安装设备的空间，其中安装有电器控制柜、产水泵、回转式风机等。设备间设置有门锁，保证设备的运行安全。
图2 IMD设备平面布置
3.3设备布置与水质情况
IMD集成化污水处理装置主要由罐体和设备间组成，罐体与设备间用过水管道、过气管道、穿线管道连接，总占地面积12m2，处理水量50t/d，平面布置及现场实图如图2、图3所示。
图3 现场应用实图
由现场服务区站点水质检测情况表明，服务区站点水质能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002一级标准。
4效益分析
以现场实际运行50t服务区站点分析：
系统运行耗电量为0.6kW·h / m3，电价按0.80元/(kW·h)计，则电费为0.48元/ m3。污水处理过程定期自动对膜组件进行清洗，去除膜内部污染。其中一年两次的柠檬酸清洗费用并入碱液清洗中，次氯酸钠溶液清洗其清洗费用为0.02元/ m3，除磷用的聚合氯化铝费用为0.07元/m3，服务区站点实现全自动化控制操作运行简单不需额外聘用人员，服务区现场工作人员可兼任因此人工费不用考虑。由此可知，总运行费用为0.57元/m3，出水50 m3 / d全部回用或可用作现场绿地灌溉，不仅能降低排污费缓解用水压力，并且可以产生一定的经济效益。
结束语
1、IMD集成化污水处理装置有较高污泥浓度，采用A2O方式运行，能应对服务区特殊的进水情况，对处理服务区站点污水进行处理，经过IMD集成化污水处理装置过滤的出水能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002一级标准，对于服务区站点的绿化灌溉以及厕所用水能二次用水方面也有很大的帮助。
2、IMD集成化污水处理装置为全自动化运行，在设备正常运行费用以及突发情况的自我保护上也有很大优势。在设备的运行能耗上，污水的吨水运行费用为0.57元/ m3。
3、IMD集成化污水处理装置采用集成化整体设计，吨水占地面积＜0.3m2，在用地和对周围环境的影响也较低。
参考文献
［1］张艳MBR工艺在高速公路服务区中水回用中的应用［J］．北方交通2018(6):90－92.
［2］梁丽萍、张林江苏省高速公路服务区污水处理现状及解决对策［J］．中国给水排水2017(4).
论文作者:马驰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：服务区论文; 污水处理论文; 设备论文; 污水论文; 污泥论文; 装置论文; 水质论文; 《基层建设》2019年第8期论文;