人工快速渗滤污水处理系统在高速公路服务区的应用分析

人工快速渗滤污水处理系统在高速公路服务区的应用分析

王栋王宇

湖北省协诚交通环保有限公司湖北武汉430050

摘要：本文对高速公路服务区污水处理的特点进行了分析，介绍了生物膜法、土壤处理系统、人工湿地等三种常见的分散式污水处理技术以及人工快速渗滤系统，重点分析了人工快速渗滤系统的特点及在高速公路服务区的适用性。

关键字：高速公路；分散式；污水处理

1、高速公路服务区污水处理的特点

高速公路服务区的污水通常来源于综合楼和公厕的生活污水、加油和汽修区的地表、车辆冲洗污水等，污水的水量受车流量的影响较为明显，随着日时段区间、季节、节假日的变化而变化。其水质水量特征总体可概括为：污染物浓度高，氨氮含量高、水质水量变化较大等特点。

高速公路服务区污水处理工艺依据出水标准的要求不同而异，常用处理流程有：预处理、生物二级处理及三级处理后达标排放或回用等。由于服务区污水处理设施较小，管理水平不高，所以，在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以防止因污泥处理不善造成二次污染。另外，高速公路服务区点位多、分布广，其污水处理与农村污水处理类似，属于分散式污水处理。

2、分散式污水处理技术

常见的分散式污水处理工艺有生物膜法、土地处理系统及人工湿地等。

2.1生物膜法污水处理技术

2.1.1生物膜技术。生物膜法是通过使微生物附着在滤料上，对流经的污水进行有机营养物质的吸收和氧化，从而实现对有机污染物的吸收、弱化和降解的目的。在这种处理方式中，各种有机污染物先接触到附有微生物的滤料上，通过液相扩散从生物膜表面进入到生物膜内部中。这也就说明，要想确保生物膜中的微生物能够对污染物进行有效的分离和吸收，就一定要保证污染物进入到生化膜的表面或者内部当中，当其进入到生物膜当中，随着时间的延长，各种污染物将会在生物、物理、化学反应下，转化为各种无机物，随着水流排走，从而实现净化的目的。

2.1.2生物膜法污水处理系统的技术要点。生物膜的构成主要有内层和外层两部分，其中外层生物膜是以好氧型微生物为主的，随着外层的好氧微生物的扩散使得溶解氧的溶解和渗透受到了限制，从而使内部的生物膜成为了以厌氧微生物为主的内层。氨、氮、磷等有机物在受到厌氧菌的作用下，会逐渐的沉积，等到供氧条件良好时，则会在异养菌的作用下转化为无机物，而氨、氮等有机物则会形成各种盐类，从而实现污水的净化。随着微生物的不断代谢，生物膜的吸附能力将会有所减弱，并且逐渐老化，在水流冲击力的影响下，逐渐脱落，而滤料表面的生物膜则会重新吸附和生长最后脱落，实现一个完整的周期性循环。

2.2土地处理系统。

2.2.1土地处理系统。土地处理系统是指通过人工控制将污水投入到土地上，利用土壤、微生物及地表植被根系的吸附能力，经过物理、化学反应，使污水得以净化的一种污水处理系统。

2.2.2土地处理系统的技术特点。土地处理系统具有较强的污水冲击力适应性，工程构建成本较低，技术要求不高，在维护和运行上成本花费也较为低廉，通过对周围经济、观赏性的植被结合，还能够使得绿地的植被生长更加茂盛。这种处理系统对污水的处理速度较慢，通常需要将污水置于地面较长时间，并且受季节、温度的影响较大，处理的效果时好时坏，稳定性差，其对建设面积也有一定的要求。

2.3人工湿地污水处理技术

1）人工湿地污水处理技术。人工湿地是一种通过人工设计、改造而成并控制运行的半生态型污水处理系统，主要由土壤基质、水生植物和微生物三个部分组成，通过这三个要素的物理、化学、生物作用，对污染物进行过滤、吸附、分解、吸收，使得污水得以净化的。

2）人工湿地污水处理的技术特点。人工湿地具有成本低廉、运行维护简单且费用较低的特点，湿地系统所附带的植被除了能够净化污水外，还具有美化环境、调节气候、优化生态系统等作用，可以说兼具经济、生态、文化多种优点。其主要的缺点表现在占地面积较大，湿地植物需定期进行收割，运行达到一定年限后将会出现堵塞。

3、人工快速渗滤系统（CRI）

人工快速渗滤系统（CRI）是在快速渗滤系统的基础上，以一定级配的天然河砂为主，掺入活性矿物质填料，采用干湿交替的运转方式，使污水在通过快渗池时得以净化。快渗池以一次落干和一次淹水为一个水力负荷周期，落干期渗池大部分为好氧环境，淹水期快渗池为厌氧环境，所以渗池内是好氧和厌氧相互交替。落干时发生铵化和硝化作用，淹水期发生反硝化作用，氮通过上述转化过程而被去除。有机污染物通过好氧生物和厌氧生物降解被去除，SS则通过填料的过滤作用被去除。污水中的磷与渗池内的特殊填料形成基磷酸钙沉淀而去除。

3.1处理工艺：污水→格栅→调节池→配水池→人工快速渗滤池→出水

3.2工艺特点

①基建投资和运转管理费用低，仅为常规二级生物处理费用的1/2～1/10。

②运行管理方便、操作简单、易维护等。

③不存在污泥处置问题，故节省了二沉池，同时也不需要投加药剂，不存在二次污染问题。

④抗冲击负荷强，系统稳定性好。CRI水力负荷高，日水力负荷可达2m/d以上，为传统的污水土地处理系统最高水力负荷的3倍以上。COD负荷在100~900mg/L范围内波动，系统仍能稳定运行。

⑤处理效果好，具有脱氮除磷功能，其出水水质优于常规二级生物处理方法。

经多个实际工程证明，出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准，对SS、BOD5、氮、磷有良好的去除效果。人工快速渗滤系统具有低投资、低能耗、低运行成本和管理方便的特点，并且对水质的净化处理效果好，在高速公路服务区具有一定的应用前景。

4、结语

高速公路服务区污水具有污染物浓度高、氨氮含量高、水量变化大等特点，其污水处理工艺应尽可能操作简单，易于维护。常用的分散式污水处理法主要包括生物膜法、土地处理系统、人工湿地等，高速公路服务区应根据自身的特点和规模，有针对性对污水处理方法进行选择。人工快速渗滤系统基建与运行成本低、易于管理、出水水质好，是值得在高速公路服务区推广的污水处理技术。

参考文献：

[1]陈书雪，刘宝双，张峻峰.高速公路服务区分散式污水处理技术研究[J].中国资源综合利用，2015（4）

[2]韩彦来，彭令发.浅谈高速公路服务区分散式污水处理工艺性能分析[J].交通节能与环保，2015（1）

[3]李正昱，何腾兵.人工快速渗滤系统的工程应用[J].环境工程，2005（6）