王意龙

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

1 高速公路附属设施污水特点及处理工艺存在问题

1.1 污水特点

高速公路附属设施包括综合性服务区、收费站、养护工区、停车区等，其中服务区规模最大，排污源较为复杂，而收费站、养护工区、停车区等服务设施规模相对较小，污水水质较简单。故本文以综合性服务区为例，其污水处理特点如下：

a）服务区污水由粪便污水、餐饮洗涤废水、洗车废水和加油站清洗废水等组成，由于洗车及加油站清洗所排放的污水量相对较小，污水来源以服务区常住工作人员和过往旅客产生的生活污水为主，同时，污水中油类污染物、氮、磷浓度高[1]。

b）服务区污染点多，处理规模小；污水量排放很不均匀，污水不均匀系数大，水力冲击负荷大。

c）污水处理设施基本无人进行日常管理。

1.2 现有处理工艺及存在问题

据调查，山西省高速公路附属设施采用的污水处理工艺主要有化粪池处理、地埋式A/O生物接触氧化工艺[2]、SBR 工艺[3]、膜生物反应器工艺（MBR）[4]等，其中地埋式A/O生物接触氧化工艺是采用最多的一种方法。目前，虽然高速公路附属设施污水处理技术方法较多，但是从工艺选择、设计招标、施工管理、日常维护、再生利用等环节都存在许多具体问题，具体见表1。

表1 高速公路附属设施污水处理技术存在问题

2 BAOM污水处理与回用系统

2.1 系统简介

BAOM（B表示生物法，A表示厌氧，O表示好氧，M表示膜反应器）污水处理与回用系统是由聚乙烯塑料构成的一体化地埋式污水处理设备，从调节池、接触曝气槽到膜槽都依靠自然重力落差流动运行，使设备内达到恒水位，不来水时充分曝氧培养微生物，来水时分解充分，有效解决阶段性排放问题。该系统特点：占地面积小，设计灵活多样；安装运营成本低，操作维护简单；槽体材料安全环保，并可重复利用、无二次污染；污水处理效果良好，可有效解决间歇性排放问题，从而达到零排放目的，完全实现中水回用。

2.2 工艺流程

该系统主要工艺流程为：化粪池→格栅→调节池→厌氧分解→槽体曝气→MBR膜处理→中水回用。处理完成后的出水可以达标排放，也可回用于服务区洗车及绿化。

2.3 结构单位

BAOM污水处理与回用系统主要由格栅初沉池、调节池、厌氧池、缺氧池、好氧生物池、沉淀池、MBR生物膜槽和中水储存槽，其中格栅初沉池采用钢混凝土的结构形式，其余各结构单位均采取聚乙烯材料槽体。此外，还需要污水泵、回流泵、鼓风机等设备。

3 BAOM污水处理与回用系统的应用

3.1 工程简介

本文中服务区所在高速公路是山西省“三纵十一横十一环”高速公路规划网中第十横的重要组成部分，路线全长62.945 km，设计时速80 km/h，路基宽度24.5 m，于2009年5月开工，2011年底建成通车。其中该服务区总占地面积4.0 km2，分别设在高速公路南北两侧，每侧场区均建有公共厕所、餐厅、超市、旅馆、加油站、汽车维修站、水泵房、变配电房等功能。目前，在服务区南北两侧各安装了一套处理能力为100 t/d BAOM污水处理与回用污水处理设备，目前，已正常投入使用，系统运行情况良好。

3.2 运行效果分析

本研究针对服务区污水产生的实际情况，分析服务区BAOM污水处理与回用污水处理设备的运行效果。2012年3月至8月对服务区南区的进出水水质进行6次监测，具体污水监测内容及其监测结果见表2和表3。

表2 服务区南区污水监测内容一览表

从表3可以看出，服务区处理出水要求达到国家《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920—2002）的车辆冲洗标准，此标准没有的项目执行国家《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的一级标准。监测结果表明，处理出水中的各项水质指标能够稳定达到设计要求。

表3 服务区南区污水监测结果 mg/L

3.2.1 pH变化分析

污水处理设施进水pH值和出水pH值变化幅度较小，都维持在7.5左右，且满足标准限值的要求。

3.2.2 悬浮物（SS）去除率分析

悬浮物的去除结果如图1所示,污水处理设施进口悬浮物浓度范围为140～162 mg/L，出口浓度范围为24～38 mg/L，去除率能够达到80%以上，可见，该系统对悬浮物去除效果良好，出水水质能够满足标准限值的要求。

图1 进出口SS浓度及去除率关系图

3.2.3 CODcr去除率分析

CODcr的去除结果如图2所示，服务区南区污水处理设施进口CODcr浓度范围为190～230 mg/L，出口浓度范围为 37.2～52.9 mg/L，去除率可达到75%～80%。出水水质能够满足标准限值的要求，去除效果良好。

3.2.4 BOD5去除率分析

BOD5的去除结果如图3所示。污水处理设施进口BOD5浓度范围为62.0～79.6 mg/L，出口浓度范围为7.0～9.7 mg/L，去除率在88%左右，出水水质能够满足标准限值的要求，去除效果良好。

3.2.5 石油类去除率分析

图2 进出口CODcr浓度及去除率关系图

图3 进出口BOD5浓度及去除率关系图

石油类的去除结果如图4所示。进口石油类浓度范围为0.428～0.576 mg/L，出口浓度范围为0.084～0.134 mg/L，去除率能够达到75%以上，可见，该系统对石油类有着良好的去除效果，出水水质能够满足标准限值的要求。

图4 进出口石油类浓度及去除率关系图

3.2.6 氨氮去除率分析

氨氮的去除结果如图5所示。污水处理设施进口氨氮浓度范围为48.0～56.5 mg/L，出口浓度范围为2.24～3.74 mg/L，去除率能够达到95%，可见，该系统对氨氮去除效果显著，出水水质能够满足标准限值的要求。

图5 进出口氨氮浓度及去除率关系图

3.3 经济成本分析

BAOM污水处理与回用系统的成本主要包括工程建设成本、运行成本、维护成本以及其他费用（设计费、运输费、水费、管理费等），本文将该系统与生物接触氧化技术、MBR生物反应器工艺的成本进行对比，具体详见表4。

表4 各污水处理与回用系统成本指标对比

从表4分析显示，BAOM污水处理与回用系统的建设成本、运行成本相对较低，同时该系统基本上不需要专业人员，维护工作也只是清理污泥和设备的简单操作，一般人员皆可以承担，只需聘请专业人员定期检查即可。因此，该系统具有比传统污水工艺处理工艺更低的运行成本和较好的可操控性。

4 推广应用前景分析及目前应用情况

4.1 推广应用前景分析

本研究对于山西省高速公路污水处理具有相当广阔的应用前景，用以指导污水处理设计、施工和养护，可解决公路建设与水环境保护的矛盾，并节约成本、降低运行费用，总之，可获得较大的经济效益、环保效益及社会效益，对保护环境、促进公路建设与环境协调持续发展将起到积极的作用，有广泛的推广应用价值。目前，山西省内已有多个高速公路沿线设施应用了BAOM污水处理与回用系统，均得到用户方的一致认可。

4.2 目前应用情况

目前，山西省内已有多条高速公路收费站、服务区等附属设施应用了BAOM污水处理与回用技术，例如繁峙至大同高速公路、高平至陵川高速公路以及阳城至关门高速公路等，应用了该技术后，污水处理设施出水水质均达到目标要求，达到了中水回用水质标准。

5 存在问题及改进建议

由于早期地埋式污水处理技术已应用多年，存在问题较多，虽然本文通过对山西南部地区某高速公路服务区示范工程进行了研究，研究表明该技术的适用性较好，但如果该技术将在全省范围内推广，还需要对全省内高速公路沿线服务区、收费站污水处理设施进行全面技术经济论证和分析，逐步形成一整套的、成熟的高速公路沿线设施污水处理技术，以期对山西省环保工作做出更大的贡献。