论文摘要：调查了重庆地区高速公路服务区污水排放的主要特征，评述了国内外服务区污水处理现有工艺，将其划分为好氧处理、厌氧处理、好氧-厌氧处理和生态处理等4个大类，在重庆地区高速公路服务区污水排放特征的基础上，推荐了“分类预处理-生态土壤渗滤处理”为重庆地区高速公路服务区污水的适合工艺。
论文关键词：高速公路,服务区,污水处理
人们在享受高速公路带来巨大经济、社会效益的同时，随之而来的环境保护问题也越来越突出。由于重庆是典型的低山丘陵地区，服务区均远离城镇污水管网，附近无配套的污水处理系统，污水大多只是经过简单处理甚至不经处理就地排放，极易对周围环境形成二次污染，影响到服务区的正常运行。本文调查了重庆地区6对服务区的污水排放特征，在服务区污水处理工艺遴选的基础上，推荐了适合重庆山岭重丘地貌特征的服务区污水处理工艺。
1材料与方法
1.1样本布点
从重庆境内的30对服务区中，以车流量、建成时间、地理位置三原则，筛选了具有代表性的渝昆、沪渝、沪蓉、兰海等4条高速中的6对服务区（表1）。
1.2采样方法
对6对服务区产生及排放污水进行定时采样，同时对D、F等2个服务区的污水进行为期一年的采样分析，24h内分早、中、晚等3个时段定时采样。
表1高速公路服务区调查概况
|
服务区
|
所属高速公路
|
车流量
|
建成时间
|
地理位置
|
总用水量（万t/a）
|
排水量
（万t/a）
|
绿化面积
（%）
|
|
A
|
G85渝昆高速
|
大
|
1997年
|
一小时经济圈
|
1.68
|
0.98
|
50%
|
|
B
|
G85渝昆高速
|
大
|
2002年
|
一小时经济圈
|
5.00
|
2.30
|
——
|
|
C
|
G50沪渝高速
|
大
|
2002年
|
一小时经济圈
|
12.00
|
4.80
|
30%
|
|
D
|
G42沪蓉高速
|
中
|
2006年
|
三峡库区
|
6.48
|
2.80
|
25%
|
|
E
|
G42沪蓉高速
|
中
|
2006年
|
三峡库区
|
2.88
|
1.28
|
30%
|
|
F
|
G75兰海高速
|
小
|
2002年
|
一小时经济圈
|
0.76
|
0.16
|
30%
|
1.3分析方法
通过测定服务区污水中pH、SS、COD、TN、NH-N、TP、可溶磷、石油类、和动植物油等9项指标，分析服务区污水的空间及时间变化特征。
2结果与讨论
2.1重庆地区服务区污水的空间变化特征
调查的6个服务区，污水排放量平均为4.38~131.50m/d，平均为56.25m/d（约2.34m/h），全部远离城镇污水管网，污水排放量小而分散。6对服务区的污水中SS、COD、TN、NH-N、TP、可溶磷、石油类和动植物油的产生及排放算术平均浓度表明（表2、表3），服务区污水的浓度受到车流量以及地理位置的影响。其中，SS、NH-N、TP、石油类和动植物油5项指标比全国高速公路服务区污水水质平均水平略高，但整体上与典型的低浓度型生活污水水质相似。
表2重庆高速公路服务区污水水质（mg/L，pH除外）
|
服务区
|
pH
|
SS
|
COD
|
TN
|
NH -N
|
TP
|
可溶磷
|
石油类
|
动植物油
|
|
A
|
7.42
|
187.00
|
369.88
|
93.15
|
46.32
|
8.13
|
4.67
|
5.84
|
11.54
|
|
B
|
7.38
|
98.00
|
198.35
|
48.53
|
18.98
|
7.49
|
3.52
|
6.98
|
8.72
|
|
C
|
7.25
|
105.00
|
254.00
|
87.21
|
48.34
|
15.60
|
6.84
|
8.76
|
12.63
|
|
D
|
7.76
|
190.00
|
422.90
|
156.89
|
70.66
|
8.81
|
4.24
|
3.83
|
11.48
|
|
E
|
6.47
|
185.00
|
433.20
|
13.80
|
4.83
|
1.79
|
0.30
|
4.33
|
13.00
|
|
F
|
7.29
|
40.00
|
26.60
|
3.14
|
1.35
|
0.97
|
0.19
|
0.80
|
0.08
|
|
平均
|
7.26
|
134.17
|
284.16
|
67.12
|
31.74
|
7.13
|
3.29
|
5.09
|
9.58
|
表3服务区外排污水水质（mg/L，pH除外）
|
服务区
|
pH
|
SS
|
COD
|
TN
|
NH -N
|
TP
|
可溶磷
|
石油类
|
动植物油
|
|
A
|
7.32
|
62.00
|
58.76
|
30.26
|
18.79
|
3.52
|
1.88
|
0.86
|
0.98
|
|
B
|
7.18
|
74.00
|
63.50
|
28.86
|
12.88
|
4.98
|
2.34
|
2.76
|
1.25
|
|
C
|
7.09
|
78.00
|
125.00
|
56.83
|
20.58
|
7.32
|
3.97
|
3.38
|
1.86
|
|
D
|
7.81
|
50.00
|
152.00
|
109.97
|
41.30
|
6.25
|
3.08
|
0.81
|
0.54
|
|
E
|
7.01
|
70.00
|
330.60
|
9.82
|
1.60
|
0.50
|
0.13
|
0.99
|
2.95
|
|
F
|
7.06
|
35.00
|
26.40
|
2.52
|
1.21
|
0.23
|
0.14
|
0.79
|
0.02
|
|
平均
|
7.24
|
61.50
|
126.04
|
39.71
|
16.06
|
3.80
|
1.92
|
1.60
|
1.27
|
6对服务区污水平均处理率为51.76%，意味着一半左右的服务区污水未经处理直接排入环境（表4）。其中永川服务区污水处理率最高，为71.39%，而产、排污浓度均低的团山堡服务区污水处理率最低，为27.43%。
表4服务区污水处理率（%）
|
服务区
|
SS
|
COD
|
TN
|
NH -N
|
TP
|
可溶磷
|
石油类
|
动植物油
|
平均
|
|
A
|
66.84
|
84.11
|
67.51
|
59.43
|
56.70
|
59.74
|
85.27
|
91.51
|
71.39
|
|
B
|
24.49
|
67.99
|
40.53
|
32.14
|
33.51
|
33.52
|
60.46
|
85.67
|
47.29
|
|
C
|
25.71
|
50.79
|
34.84
|
57.43
|
53.08
|
41.96
|
61.42
|
85.27
|
51.31
|
|
D
|
73.68
|
64.06
|
29.90
|
41.55
|
29.12
|
27.34
|
78.80
|
95.29
|
54.97
|
|
E
|
62.16
|
23.68
|
28.87
|
66.86
|
72.28
|
56.90
|
77.14
|
77.31
|
58.15
|
|
F
|
12.50
|
0.75
|
19.96
|
10.17
|
76.31
|
23.53
|
1.25
|
75.00
|
27.43
|
|
平均
|
44.23
|
48.56
|
36.93
|
44.60
|
53.50
|
40.50
|
60.72
|
85.01
|
51.76
|
2.2重庆地区服务区污水的时间变化特征
日水质变化情况如表5，可以看出两个服务区各项指标均主要呈现中午浓度最高，夜间次之，上午最近的趋势。整体水质变化不大，除动植物油外，各项指标最大值与最小值间差距在11%~33%之间。季节的水质变化主要呈现春季污水水质浓度最高，夏、秋依次降低，而冬季又开始回升的趋势（表6）。季节的水质变化明显比日变化大，各项指标最大值与最小值间差距为36%~210%。
表5服务区污水水质日变化
|
服务区
|
时段
|
pH
|
SS
|
COD
|
TN
|
NH -N
|
TP
|
可溶磷
|
石油类
|
动植物油
|
|
D
|
早晨
|
7.62
|
52.75
|
136.61
|
108.65
|
36.72
|
5.75
|
2.90
|
0.90
|
0.28
|
|
中午
|
7.98
|
47.50
|
173.68
|
119.60
|
47.58
|
6.96
|
3.22
|
0.78
|
0.52
|
|
夜间
|
7.83
|
49.75
|
145.65
|
101.66
|
39.59
|
6.04
|
3.12
|
0.76
|
0.81
|
|
F
|
早晨
|
7.04
|
30.00
|
24.48
|
2.36
|
1.10
|
0.19
|
0.13
|
0.68
|
0
|
|
中午
|
7.08
|
40.00
|
27.24
|
2.71
|
1.28
|
0.25
|
0.15
|
0.83
|
0.02
|
|
夜间
|
7.06
|
35.00
|
27.49
|
2.43
|
1.25
|
0.24
|
0.13
|
0.85
|
0.02
|
表6服务区污水水质季节变化
|
服务区
|
季节
|
pH
|
SS
|
COD
|
TN
|
NH -N
|
TP
|
可溶磷
|
石油类
|
动植物油
|
|
D
|
春季
|
7.68
|
65.67
|
189.35
|
151.24
|
54.30
|
7.68
|
3.27
|
1.25
|
0.91
|
|
夏季
|
7.82
|
53.67
|
173.29
|
95.25
|
36.50
|
6.06
|
3.19
|
0.87
|
0.60
|
|
秋季
|
7.76
|
33.00
|
111.17
|
83.81
|
31.33
|
5.84
|
2.79
|
0.40
|
0.45
|
|
冬季
|
7.97
|
47.67
|
134.11
|
109.58
|
43.06
|
5.42
|
3.05
|
0.73
|
0.18
|
|
F
|
春季
|
6.98
|
47.00
|
31.31
|
3.18
|
1.42
|
0.37
|
0.20
|
1.03
|
0.02
|
|
夏季
|
7.20
|
39.00
|
27.21
|
2.46
|
1.25
|
0.25
|
0.15
|
0.66
|
0.01
|
|
秋季
|
6.97
|
25.67
|
23.98
|
2.04
|
1.04
|
0.14
|
0.09
|
0.72
|
0.01
|
|
冬季
|
7.09
|
28.33
|
23.11
|
2.31
|
1.12
|
0.14
|
0.10
|
0.74
|
0.02
|
2.3重庆服务区污水处理工艺的比选
从已有的参考文献来看，高速公路服务区污水的处理工艺可分为：好氧处理、厌氧处理、好氧-厌氧联合处理和生态处理。其中好氧处理包括传统的活性污泥法、SBR法、MBR法、MBBR法以及生物接触氧化等；厌氧处理包括埋地式一体化反应器、净化沼气池等；好氧-厌氧联合处理包括A/O工艺、A/O工艺、厌氧水解-ICEAS（周期循环延时曝气系统）、A/O-人工湿地组合等；生态处理包括生态土壤处理、地下渗滤、人工渗滤、人工湿地、稳定塘等。各种处理工艺的特点比较见表7。
表7表明，根据重庆地区高速公路服务区污水排放特征，不难推荐重庆地区高速公路服务区污水处理的核心工艺为生态土壤渗滤处理系统，因为该系统与其它污水处理系统相比较，系统运行稳定，抗冲击负荷能力强；在高效去除COD的同时能去除氮、磷，对水源保护意义重大；建设容易，维护简便，基建投资少，运转费用低；整个系统在地表下，不会散发臭气，地面草坪还可以美化环境；将污水处理与绿化建设相结合，实现了污水的资源化利用。同时为了保证生态土壤渗滤处理核心工艺的运行，还需对生活餐饮污水、停车径流污水和加油含油污水分别进行适度的预处理，然后通过调节均和池，进入生态土壤渗滤处理系统，出水可以实现中水回用（如绿化、冲厕、洗车等），也可补充地表水或农田灌溉（图1）。
表7服务区污水处理工艺特征
|
|
好氧处理
|
厌氧处理
|
好氧-厌氧处理
|
生态处理
|
|
技术成熟度
|
工艺成熟，应用广泛
|
工艺成熟，运行简单
|
工艺成熟，
|
工艺成熟，应用广泛
|
|
稳定性
|
较好
|
处理效果难以长期保证
|
较好
|
较好
|
|
处理效果
|
COD、N、P去除效果较好，抗水量冲击能力差
|
COD、N去除效果较好，P去除效果较差
|
COD、N、P去除效果均较好
|
COD、N、P去除效果均较好
|
|
建设成本
|
较高
|
较高
|
较高
|
较低
|
|
运行成本
|
较高
|
较低
|
较低
|
较低
|
|
可操作性
|
对自控要求较高，难以维修
|
易管理，需定期维护
|
自动化程度高，需专业人员维护
|
运行管理简单
|
|
参考文献
|
[3-7]
|
[6-9,19]
|
[10-14,19]
|
[15-19]
|
 
3结论
（1）重庆地区服务区污水排放量小而分散，冲击负荷大，水质与典型的低浓度型生活污水相似，污水处理率底。日变化中，中午水量大、浓度最高，夜间次之，早晨最低；季节变化中，冬春季节水量低而浓度高，而夏秋季节水量大而浓度低。
（2）重庆地区服务区污水处理推荐工艺为“分类预处理—生态土壤渗滤处理系统”。
参考文献
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