MBR膜工艺在高速公路服务区污水处理提标改造项目中的应用

张远国

（安徽金达莱环境工程有限公司，安徽合肥230088）

MBR膜工艺在高速公路服务区污水处理提标改造项目中的应用

张远国

（安徽金达莱环境工程有限公司，安徽合肥230088）

通过对高速公路服务区原有污水处理站改造，从原来的“AO+石英砂过滤器”的工艺改成“AO+MBR膜”工艺，以期减少剩余污泥产量，降低用电费用，提高出水效果。经过改造后的出水水质稳定达标，并优于城市污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A的标准，说明改造后的污水处理工艺可以处理进水有机物含量较高，碳氮比较低的污水，并在操作、污泥产量、投资等性能上作了说明，体现其先进性，同时提出运行管理需要注意的维护事项。

MBR膜工艺；服务区污水；一级A；回用

服务区是高速公路上必不可少的设施，主要用途是供短暂休息，并提供诸如餐饮、厕所、加油站、小卖部等服务,在为司乘人员提供方便的同时，也成为一个污水排放源[1]。

随着高速公路通车里程的不断延伸、客流量的不断增长，必然要求服务区扩大服务项目的种类、数量等，从而形成特殊的经济区域。服务区的区域环境对周围生态系统的影响也在扩大，其中污水处理尤为突出。如果污水不加处理任意排放，将会对公路沿线的环境质量、居民生活、人文景观产生极大的负面影响[2]。

在高速公路建设初期的污水处理：预处理主要由餐饮废水的隔油池以及厕所的化粪池等构筑物，污水处理多采用AO或A2O+石英砂过滤器的工艺。但随着人流量的增加，污水产生量不断扩大，水质也变得复杂，排放标准的提高都使得污水站的提标及改扩建势在必行。

1 服务区污水特点及存在问题

1.1 污水特点

高速公路服务区用水主要是餐饮、管理人员生活、宾馆客房、洗车、道路浇洒、消防、绿化和公共卫生间冲厕用水等，其中以卫生间冲厕用水量最大，占40%以上。污水中有机物浓度较高,主要污染物为悬浮物、碳氢化合物、蛋白质、动植物油、氮和磷化合物、表面活性剂、微生物和无机盐等。与其它污水相比,公路服务区污水有其自身的特点,主要表现在以下几方面:

（1）污染点多，处理规模小。一般情况下,单个处理系统的处理水量在50～300m3/d之间。

（2）服务区餐饮废水在服务区污水中占较大比重，同时停车区、广场及加油站有车辆冲洗污水,污水中含油脂类污染物。

（3）服务区的污水以公厕和清洗为主,污水中氨、氮、磷浓度较高。

（4）污水不均匀系数大，水力冲击负荷大。

（5）通车初期车流量小，污水量达不到设计水量。

1.2 存在问题

（1）由于高速公路服务区客运流量变化大，设计人员缺乏服务区的实际客流量和用水量的数据，故设计用水量不好确定，污水处理设备也不好选型，在服务区很多设计中设备选型存在较为明显的不确定性，选用的装置处理能力和实际污水量有较大偏差，从而易造成设备造价偏高，投资浪费或者处理后水质不能达标。

（2）污水处理设备对运行管理要求较高，实际使用时往往缺乏专业人员的日常管理和维护，出现问题后又不能及时发现、维修，导致处理效果较差。

（3）污水处理设施运行费用较高，主要是耗电量大、电费高，导致许多污水处理设备因“用不起”而闲置。

1.3 某服务区原污水处理站介绍

服务区污水处理站采用生物接触氧化法为主的“AO+石英砂过滤器”工艺，因为区域规划调整，服务区现处于饮用水源保护区，要求污水排放达到城市污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A的标准。在经历长时间的运行中，设备已经老化，过滤器滤料板结，出水已经严重超过排放标准。

服务区污水站处理规模：5m3/h，原污水处理工艺流程：格栅→调节池→水解酸化池→生物接触氧化池→二沉池→中间水池→石英砂过滤器→规范化排污口→排放；污泥处理工艺流程：二沉池→污泥干化池→定期清运处置。原污水站各构筑物参数见表1。

表1 原污水站各构筑物参数Tab.1 The paramete rs of the structure of the raw sewage station

2 MBR膜工艺的应用和污水站改造方案

2.1 进水水质

经过对污水站进水水质采样检测，水质参数见表2。

表2 废水进水水质Tab.2 Water quality of wastewater

2.2 设计水量

服务区采用雨污分流制，雨水经管渠收集后直接接入服务区景观水塘。根据服务区日用水量的统计，峰值用水量在138m3/d，污水处理设计水量为150m3/d。

2.3 工艺选择

根据齐瑶的污水分散处理技术的比较及污水站现场条件限制[3]，只能利用原有构筑物进行设计改造，选择MBR膜处理工艺对原污水站进行改造。

2.4 工艺流程

考虑项目的经济及适用性，尽量利用原有构筑物，减少土建施工费用，同时减少用电设备及运行电费、人工、药剂、清淤等费用。改造后的工艺基本保留原有污水线路流程，同时为美化污水站环境，在附近土地种植草皮，整个池体采用封闭式，极大地消除了污水站的异味。

改造后污水处理工艺流程：格栅→调节池→水解酸化池→曝气池→MBR池→规范化排污口→中水水箱→回用或排放。

改造后污泥处理工艺流程：MBR池污泥→水解酸化池；MBR池污泥→污泥贮存池（原二沉池改造）→定期清淤处置。

改造后各构筑物参数见表3。

表3 改造后的污水站各构筑物参数Tab.3 Para meters of the structure of the sewage station after transformation

2.5 出水水质

经过污泥的驯化培养，膜池出水稳定达标排放，出水水质参数见表4。

表4 废水出水水质Tab.4 Water quality of wastewater

2.6 工艺综述

格栅渠原采用机械格栅，栅隙5mm，机械格栅原安装底部存在较大缝隙，导致污水中的悬浮物直接进入调节池，对提升水泵叶轮存在堵塞情况，格栅渠较窄，底部缝隙难以密实，同时长期运行过程中也存在磨损。改造后的格栅采用两级人工格栅，一级格栅栅隙10mm，二级格栅栅隙2mm，定期人工清理格栅渠表面的浮渣即可。调节池原设置潜水搅拌机，因安装于水中，腐蚀严重，且已损坏。考虑设备为间歇式运行，在池底设置穿孔管布气系统，利用风机分支气管定期对池体进行空气搅拌，均匀水质水量，同时有效利用调节池污泥，实现调节池预处理的效果。水解酸化池设置弹性填料，可以对人工格栅未过滤掉的头发丝之类悬浮物实现再次过滤，同时将污水中较难降解的有机物分子转化成容易降解的小分子有机物，同样利用风机分支气管定期对池体进行空气搅拌。曝气池利用原有生物接触氧化池，采用活性污泥法，利用微孔曝气器定时充氧，保证生化系统的处理效果。将原中间水池改造为MBR池，MBR池污泥设置溢流和污泥回流系统，保证污水的水量和污泥浓度的平衡。将二沉池作为污泥贮存池，定期将系统中的剩余污泥排放至污泥贮存池，定期清运处置。

膜分离使MBR工艺的处理效果优于传统活性污泥工艺，但同时也带来了新的问题，其中比较突出的为膜污染问题[4]。MBR膜系统设置加药系统，依据膜池出水的压力降及出水通量进行周期性的药洗以恢复膜通量。采用重力式在线药洗，药洗水箱利用MBR出水作为水源，无需自来水，充分做到节水。

污泥驯化系统难点在于进水水质中的COD浓度大，BOD5/NH3-N=3.3～3.6，B/C=0.37，属于低碳氮比[5]，可生化性较好的污水，驯化初期污泥浓度低，出水色度较大。污水处理系统污泥驯化及系统调试，充分依据污水的排放周期，水质水量变化系数，确定污水处理的最优运行参数，总气水比=25.5∶1，总回流比=200%，MLSS=8000～10000mg/L，完善PLC编程，最终达到稳定运转达标，并设置中水回用水箱将出水作为冲厕及绿化补充水源。

3 MBR膜工艺应用效果

MBR膜工艺系统改造项目与传统的“AO+过滤”工艺投资相当，但处理效果更好、更稳定，同时剩余污泥产生量比传统工艺少，运行一年以来排泥两次，排放量共10m3。另外，MBR膜工艺系统全自动化运行，只需人工定期巡检即可，运行成本也比传统工艺降低。但MBR膜的使用寿命一般在3～5年，依靠完善维护管理，可延长膜寿命至8～10年，同时现在国内MBR膜也在不断涌现，对于MBR膜的投资及更换成本也在不断降低。

4 结论

MBR膜工艺在高速公路服务区污水处理提标改造项目中的应用，经过一年时间的运行，运行经验如下：

（1）需要对餐饮废水做好除油预处理，及时清理隔油池浮油，部分乳化油会在调节池中冷却凝固上浮，也应及时清除。

（2）每2～3个月对MBR膜进行低浓度次氯酸钠药洗，以保持MBR的恒通量运行[6]。

（3）膜池液位应在膜组件就近安装，同时应对电极进行表层清理，防止污泥覆盖，导致无信号。

（4）长期运行出水水量小，采用药洗效果不佳时，可采用高压水对膜表层进行冲刷，使膜恢复较好通量。

膜生物反应器（MBR）工艺是传统活性污泥法（CASP）与膜分离技术相结合的高效的污水处理再生技术。MBR具有污泥浓度高、处理水水质好、占地面积小、水力停留时间和污泥停留时间可分别控制等优点，具有良好的发展和应用前景[7]。

[1]孙强，徐亮，彭松华,等.多点进水A/O组合工艺处理高速公路服务区污水[J].环境科学与技术，2011，34（6）：213-216.

[2]陶琨.一体化4S-MBR处理高速公路服务区污水并回用[J].中国给水排水，2011，27（24）：93-95.

[3]齐瑶，常杪.小城镇和农村生活污水分散处理的适用技术[J].中国给水排水，2008，24（18）：24-27.

[4]潘涛，李安峰，杜兵.废水污染控制技术手册（下册）[M].北京：化学工业出版社，2013.

[5]王盈盈，于海琴.倒置A～2/O-MBR工艺强化低C/N比污水脱氮除磷效果研究[D].北京交通大学，2013.

[6]郑祥，樊耀波.膜生物反应器运行条件的优化及膜污染的控制[J].给水排水，2001，127（14）：41-44.

[7]胡以松，王晓昌，李玉友.A～2/O-MBR污水处理系统中膜污染物质和行为解析[D].西安建筑科技大学，2013.□

MBR Membrane Technology in the Highway Service Area Application of Wastewater Treatment and Improvement Project

ZHANG Yuan-guo
（Anhui Jindalai Environmental Engineering Co.，Ltd.，Hefei 230008，China）

In this paper，the original“AO+quartz sand filter”process is transformed into“AO+MBR film”technology to reduce the surplus sludge production，reduce the use of electricity，improve the water quality，and is better than urban sewage treatment plant pollutant discharge standard A standard.After the transformation，the wastewater treatment process，the wastewater with high organic content，and the investment performance of the wastewater treatment plant，is proposed. Operation management needs to pay attention to the maintenance.

MBR membrane process；service area sewage；first grade A；reuse

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.01.021

X703

B

1008-553X（2016）01-0077-04

2015-11-23

张远国（1981-），男，毕业于合肥工业大学，注册环保工程师，从事水处理技术的应用工作，0551-65894631，13865959355，45202993@qq.com。