季冻区服务区污水处理技术分析研究

吉林交通科技SCIENCEANDTECHNOLOGYOFJIHNCOMMUNICATIONS2015年第4期季冻区服务区污水处理技术分析研究刘学欣孙鹏程王德民谢玉田孔亚平l交通运输部科学研究院(北京100029)2吉林省高等级公路建设局(长春130033)【内容摘要】针对当前季冻区公路服务区污水处理设施无法达标的实际问题，考虑到污染物去除效果好、运行成本低、管理养护简单、冬季能够稳定达标的实际需求，通过对常规污水处X-Y--艺进行技术比选，认为经过改良优化的曝气生物滤池工艺是最适宜的处理技术。研究提出了曝气生物滤池优化的四个方面：筛选分离高活性的具有嗜油功能的低温微生物，采用经固定化微生物技术改性的聚氨酯载体，开发曝气生物滤池成套标准化设备或现场组装模块，配合适宜的保温增温措施。最后，提出了只有采取技术管理并重的系统解决方案，才能从根本上解决季冻区服务区污水处理存在的各项问题。【关键词】季冻区服务区低温污水处理曝气生物滤池1引言我国季节性冻土地区(简称季冻区)占我国陆地面积的53．5％，但是据调查目前季冻区的公路服务区污水处理几乎都无法达标排放。2015年国务院印发了被称为“水十条”的《水污染防治行动计划》，加大水污染防治力度，其中明确提出将“推进高速公路服务区污水处理和利用”。因此开展季冻区服务区污水处理技术研究，对于提高季冻区公路污水处理及水资源利用能力，提高交通行业节能减排水平，展示交通系统良好形象，具有重要的现实意义。2技术比选服务区污水以冲厕污水、管理人员及宾客住宿污水、餐饮废水为主，所以其性质与生活污水类似，但又具有其自身特点，突出表现：水质相对于通常的生活污水恶劣，有机污染物浓度高、氮磷含量高，增加动植物油及石油类指标。高速公路服务区作为公路服务设施，隶属高速公路运营管理机构，一般不会设有负责管理污水处理的专职人员，常由机修工兼任，因此污水处理设施常因管理养护复杂或运行成本过高而停运，起不到保护周边水环境的设置目的。目前季冻区公路服务区广泛采用的污水处理技术主要有以接触氧化、曝气生物滤池和膜生物反应器等方法为主生物处理方法，以及人工湿地和土壤渗滤技术等生态处理方法。季冻区冬季温度较低，生态处理方法的微生物降解和植物吸收污水净化过程一般很难发挥作用。目前我国服务区普遍采用地埋式一体化装置，其核心工艺为接触氧化法，其对污水水质发挥重要净化作用的微生物适宜水温为10～25~C，温度过低，会抑制微生物的生长，从而严重影响处理效果，尤其是去除氨氮的环节。膜生物反应器，是生物处理与膜分离技术相结合的一种高效污水处理工艺，其出水水质好，对感官性指标的改善更加显著，可以满足污水回用的高要求，但是投资和运行成本较高，不适用于占季冻区相当大比例的经济欠发达地区。曝气生物滤池工艺建设成本及运行成本均不高，管理养护简单，出水经消毒后可用于各种中水回用的用途，而且其强化了生物填料与微生物间的附着力，因此与接触氧化工艺相比，具有更高的容积负荷和水力负荷，生物膜内微生物量稳定，生物相丰富，降解速度快，可以从一定程度上提高低温条件下的处理效果，再结合一定的加温保温措施，有望实现低温条件下稳定运行并达标排放。因此，需要对常规的曝气生物滤池工艺进行优化改良，使其能够具有对有机物和氮磷的去除效率2015年第4期刘学欣等：季冻区服务区污水处理技术分析研究表1各类微生物生长的温度范围高，具备除油效果，运行成本低，管理养护简单，冬季能够稳定达标。3曝气生物滤池工艺优化生物曝气滤池法，借鉴了生物滤池和生物接触氧化法的优点，通过设计具有高比表面积等特殊结构的滤料，综合了过滤、吸附和生物代谢等多种废水处理工艺，滤料内部牢固的固定大量微生物，形成具有结构层次的生态系统，极大提高了微生物的降解效率。曝气生物滤池由池体、微生物载体、拦截网和曝气系统等部分组成，根据需要，常投加一定的专属微生物，强化处理效果。因生物载体、池型结构、反冲洗方式等不同，目前常用的曝气生物滤池有BIOCARBONE、BIOSTYR、BIOFOR、BIOSMEDI等工艺。但这些工艺普遍存在以下缺点：加人生物填料导致建设费用增高；一般需要反冲洗，可调控性差；载体选择不当，容易发生短流、堵塞；对磷的处理效果较差，对总磷指标要求较高的地区应配套建设出水的深度除磷设施。因此，为能够适应季冻区服务区污水处理需求，对于曝气生物滤池工艺优化，可从生物载体、专属微生物、池型结构等方面进行优化，为保障冬季效果还可考虑配合一定的保温增温措施。3．1低温微生物温度对微生物代谢活性的影响至关重要。根据生态幅，每种微生物都有最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度三种基本的温度。根据微生物的最适生长温度，可将微生物分成三类：低温微生物、中温微生物和嗜热微生物。各种微生物的温度生长范围见表1。污水处理中常见微生物的最佳生长