淺談BAOM污水處理與回用系統在山西省高速公路附屬設施的應用

王意龍

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

1 高速公路附屬設施污水特點及處理工藝存在問題

1.1 污水特點

高速公路附屬設施包括綜合性服務區、收費站、養護工區、停車區等，其中服務區規模最大，排污源較為復雜，而收費站、養護工區、停車區等服務設施規模相對較小，污水水質較簡單。故本文以綜合性服務區為例，其污水處理特點如下：

a）服務區污水由糞便污水、餐飲洗滌廢水、洗車廢水和加油站清洗廢水等組成，由于洗車及加油站清洗所排放的污水量相對較小，污水來源以服務區常住工作人員和過往旅客產生的生活污水為主，同時，污水中油類污染物、氮、磷濃度高[1]。

b）服務區污染點多，處理規模小；污水量排放很不均勻，污水不均勻系數大，水力沖擊負荷大。

c）污水處理設施基本無人進行日常管理。

1.2 現有處理工藝及存在問題

據調查，山西省高速公路附屬設施采用的污水處理工藝主要有化糞池處理、地埋式A/O生物接觸氧化工藝[2]、SBR 工藝[3]、膜生物反應器工藝（MBR）[4]等，其中地埋式A/O生物接觸氧化工藝是采用最多的一種方法。目前，雖然高速公路附屬設施污水處理技術方法較多，但是從工藝選擇、設計招標、施工管理、日常維護、再生利用等環節都存在許多具體問題，具體見表1。

表1 高速公路附屬設施污水處理技術存在問題

2 BAOM污水處理與回用系統

2.1 系統簡介

BAOM（B表示生物法，A表示厭氧，O表示好氧，M表示膜反應器）污水處理與回用系統是由聚乙烯塑料構成的一體化地埋式污水處理設備，從調節池、接觸曝氣槽到膜槽都依靠自然重力落差流動運行，使設備內達到恒水位，不來水時充分曝氧培養微生物，來水時分解充分，有效解決階段性排放問題。該系統特點：占地面積小，設計靈活多樣；安裝運營成本低，操作維護簡單；槽體材料安全環保，并可重復利用、無二次污染；污水處理效果良好，可有效解決間歇性排放問題，從而達到零排放目的，完全實現中水回用。

2.2 工藝流程

該系統主要工藝流程為：化糞池→格柵→調節池→厭氧分解→槽體曝氣→MBR膜處理→中水回用。處理完成后的出水可以達標排放，也可回用于服務區洗車及綠化。

2.3 結構單位

BAOM污水處理與回用系統主要由格柵初沉池、調節池、厭氧池、缺氧池、好氧生物池、沉淀池、MBR生物膜槽和中水儲存槽，其中格柵初沉池采用鋼混凝土的結構形式，其余各結構單位均采取聚乙烯材料槽體。此外，還需要污水泵、回流泵、鼓風機等設備。

3 BAOM污水處理與回用系統的應用

3.1 工程簡介

本文中服務區所在高速公路是山西省“三縱十一橫十一環”高速公路規劃網中第十橫的重要組成部分，路線全長62.945 km，設計時速80 km/h，路基寬度24.5 m，于2009年5月開工，2011年底建成通車。其中該服務區總占地面積4.0 km2，分別設在高速公路南北兩側，每側場區均建有公共廁所、餐廳、超市、旅館、加油站、汽車維修站、水泵房、變配電房等功能。目前，在服務區南北兩側各安裝了一套處理能力為100 t/d BAOM污水處理與回用污水處理設備，目前，已正常投入使用，系統運行情況良好。

3.2 運行效果分析

本研究針對服務區污水產生的實際情況，分析服務區BAOM污水處理與回用污水處理設備的運行效果。2012年3月至8月對服務區南區的進出水水質進行6次監測，具體污水監測內容及其監測結果見表2和表3。

表2 服務區南區污水監測內容一覽表

從表3可以看出，服務區處理出水要求達到國家《城市污水再生利用 城市雜用水水質》（GB/T 18920—2002）的車輛沖洗標準，此標準沒有的項目執行國家《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）的一級標準。監測結果表明，處理出水中的各項水質指標能夠穩定達到設計要求。

表3 服務區南區污水監測結果 mg/L

3.2.1 pH變化分析

污水處理設施進水pH值和出水pH值變化幅度較小，都維持在7.5左右，且滿足標準限值的要求。

3.2.2 懸浮物（SS）去除率分析

懸浮物的去除結果如圖1所示,污水處理設施進口懸浮物濃度范圍為140～162 mg/L，出口濃度范圍為24～38 mg/L，去除率能夠達到80%以上，可見，該系統對懸浮物去除效果良好，出水水質能夠滿足標準限值的要求。

圖1 進出口SS濃度及去除率關系圖

3.2.3 CODcr去除率分析

CODcr的去除結果如圖2所示，服務區南區污水處理設施進口CODcr濃度范圍為190～230 mg/L，出口濃度范圍為 37.2～52.9 mg/L，去除率可達到75%～80%。出水水質能夠滿足標準限值的要求，去除效果良好。

3.2.4 BOD5去除率分析

BOD5的去除結果如圖3所示。污水處理設施進口BOD5濃度范圍為62.0～79.6 mg/L，出口濃度范圍為7.0～9.7 mg/L，去除率在88%左右，出水水質能夠滿足標準限值的要求，去除效果良好。

3.2.5 石油類去除率分析

圖2 進出口CODcr濃度及去除率關系圖

圖3 進出口BOD5濃度及去除率關系圖

石油類的去除結果如圖4所示。進口石油類濃度范圍為0.428～0.576 mg/L，出口濃度范圍為0.084～0.134 mg/L，去除率能夠達到75%以上，可見，該系統對石油類有著良好的去除效果，出水水質能夠滿足標準限值的要求。

圖4 進出口石油類濃度及去除率關系圖

3.2.6 氨氮去除率分析

氨氮的去除結果如圖5所示。污水處理設施進口氨氮濃度范圍為48.0～56.5 mg/L，出口濃度范圍為2.24～3.74 mg/L，去除率能夠達到95%，可見，該系統對氨氮去除效果顯著，出水水質能夠滿足標準限值的要求。

圖5 進出口氨氮濃度及去除率關系圖

3.3 經濟成本分析

BAOM污水處理與回用系統的成本主要包括工程建設成本、運行成本、維護成本以及其他費用（設計費、運輸費、水費、管理費等），本文將該系統與生物接觸氧化技術、MBR生物反應器工藝的成本進行對比，具體詳見表4。

表4 各污水處理與回用系統成本指標對比

從表4分析顯示，BAOM污水處理與回用系統的建設成本、運行成本相對較低，同時該系統基本上不需要專業人員，維護工作也只是清理污泥和設備的簡單操作，一般人員皆可以承擔，只需聘請專業人員定期檢查即可。因此，該系統具有比傳統污水工藝處理工藝更低的運行成本和較好的可操控性。

4 推廣應用前景分析及目前應用情況

4.1 推廣應用前景分析

本研究對于山西省高速公路污水處理具有相當廣闊的應用前景，用以指導污水處理設計、施工和養護，可解決公路建設與水環境保護的矛盾，并節約成本、降低運行費用，總之，可獲得較大的經濟效益、環保效益及社會效益，對保護環境、促進公路建設與環境協調持續發展將起到積極的作用，有廣泛的推廣應用價值。目前，山西省內已有多個高速公路沿線設施應用了BAOM污水處理與回用系統，均得到用戶方的一致認可。

4.2 目前應用情況

目前，山西省內已有多條高速公路收費站、服務區等附屬設施應用了BAOM污水處理與回用技術，例如繁峙至大同高速公路、高平至陵川高速公路以及陽城至關門高速公路等，應用了該技術后，污水處理設施出水水質均達到目標要求，達到了中水回用水質標準。

5 存在問題及改進建議

由于早期地埋式污水處理技術已應用多年，存在問題較多，雖然本文通過對山西南部地區某高速公路服務區示范工程進行了研究，研究表明該技術的適用性較好，但如果該技術將在全省范圍內推廣，還需要對全省內高速公路沿線服務區、收費站污水處理設施進行全面技術經濟論證和分析，逐步形成一整套的、成熟的高速公路沿線設施污水處理技術，以期對山西省環保工作做出更大的貢獻。