高速公路服务区污水脱氮除磷工艺适应性研究_张星

山西交通科技山。交通科技收稿日期：2019－07－10；修回日期：2019－08－08作者简介：张星（1988—），男，山西忻州人，工程师，工学硕士，2013年毕业于湖南大学环境工程专业。高速公路服务区污水脱氮除磷工艺适应性研究摘要：近年来，随着国家水污染防治行动计划的实施，针对外排污水的监管日趋严格。根据山西省水污染防治工作方案的要求，全省高速公路服务区污水全部实现达标排放。通过开展国内生活污水脱氮除磷工艺的研究，结合山西省高速公路服务区污水水质特点和污水处理设备现状，提出了山西省高速公路服务区新建污水处理设备脱氮除磷工艺和改造污水处理设备脱氮除磷工艺，可为山西省高速公路服务区污水脱氮除磷工艺的选择提供一定的指导。关键词：高速公路服务区；生活污水；脱氮除磷工艺中图分类号：U491.8文献标识码：A文章编号：1006-3528（2019）05-0084-04张星（山西省交通环境保护中心站（有限公司），山西太原030032）第5期(总第260期)山西交通科技No．52019年10月SHANXISCIENCE＆TECHNOLOGYofCOMMUNICATIONSOct.0引言高速公路服务区主要承担过往驾乘人员的临时休息、餐饮服务等，产生的污水类型主要为生活污水，随着近年来山西省高速公路路网的不断完善，便捷的高速公路出行条件促进了沿线服务区驾乘人员数量的增多，服务区污水产生量亦相应增多，特别是节假日期间客流量增多造成污水产生量剧增，对服务区污水处理设备运行造成了一定的挑战。自2015年国务院发布《水污染防治行动计划》以来，山西省出台了《山西省水污染防治工作方案》，并逐年发布年度水污染防治行动计划，对工作方案内容按年度目标分解实施。根据《山西省水污染防治2018年行动计划》，重点工作中要求“全省高速公路服务区污水全部实现达标排放。继续推进服务区水资源循环利用改造试点”。此外，根据山西省地方标准《污水综合排放标准》（报批稿）征求意见稿，2020年1月1日起，生活污水排入Ⅱ~Ⅲ类水环境功能区时，执行化学需氧量30mg/L、氨氮1.5mg/L、总磷0.3mg/L排放限值，排入Ⅳ~Ⅴ类水环境功能区时，执行化学需氧量40mg/L、氨氮2.0mg/L、总磷0.4mg/L排放限值。面对当前水污染防治的高压态势，高速公路服务区现有污水处理技术难以满足要求，尤其需要更新污水处理脱氮除磷工艺，满足新时期水污染防治的要求。目前，常见的废水除磷方法包括生物学处理法和物理化学处理法两种，利用生物反应除磷相比物理化学除磷成本较低，但是除磷能力有限。1污水生物脱氮除磷研究现状生物法脱氮除磷主要是通过厌氧段、缺氧段、好氧段的交替操作，利用聚磷菌的超量磷吸收现象，将废水中的磷转移进入剩余污泥；利用亚硝酸菌、硝酸菌和反硝化菌的作用，去除污水中的氮。本研究选取了当前同时生物脱氮除磷工艺中工艺流程相对简单、去除效果较好的3种工艺。1.1改良型A2/O工艺改良型A2/O工艺是指在传统A2/O工艺基础上，在厌氧区前设置预脱氮池，改变传统工艺中污水流经厌氧池、缺氧池、好氧池的工艺顺序，改良型工艺污水按比例分别进入预脱氮池、厌氧池，污泥回流进入预脱氮池，在预脱氮池内微生物可利用进水中的碳源进行反硝化，降低污泥中的硝酸盐氮的浓度，减小硝酸盐氮对厌氧池内聚磷菌释磷的影响，从而加强污水脱氮除磷的效果，工艺流程图见图1。秦玮等基于工程实例研究了改良型A2/O工艺特性，在一定的工艺设计与运行工况下，污水处理设施出水水质中化学需氧量、氨氮、总磷可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准限值，即化学需氧量50mg/L、氨氮5mg/L、总磷0.5mg/L，此外，该工艺由于受低碳源的影响，总氮的去除效果较差[1]。2019年第5期图1改良型A2/O工艺流程图1.2多级A/O工艺多级A/O（MAO）工艺为增加缺氧池、好氧池的级数，采用多级缺氧/好氧反应区，强化处理效果，MAO工艺一般与现有污水处理设备串联使用。对于当前污水处理设备处理后污水不满足要求时，在现有设备的末端接入MAO处理工艺，改善现有设备的脱氮除磷效果。MAO工艺可为硝化菌及反硝化菌、聚磷菌提供适宜的生长环境，提高生物活性，有效降低污水中氮磷浓度，工艺流程图见图2。李彤彤等依托北京市某城市污水厂改造项目，研究了传统A2/O工艺基础上增设MAO工艺强化处理城市生活污水的脱氮除磷效果，研究结果表明经MAO工艺处理后，出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准限值，化学需氧量浓度为13.36mg/L，氨氮浓度为0.14mg/L，总氮浓度为3.31mg/L，总磷浓度为0.46mg/L[2]。图2MAO工艺流程图1.3移动床生物膜反应器工艺移动床生物膜反应器（MBBR）工艺