xx高速西线公路xx服务区污水综合治理工程技术方案

xx高速西线公路xx服务区污水综合
治理工程
技
术
方
案
目录
1 工程概况 (1)
2 设计依据、原则及范围 (2)
2.1设计依据 (2)
2.2设计原则 (2)
2.3设计范围 (2)
3 设计参数确定 (3)
3.1污水来源及去向 (3)
3.2污水水量、水质指标及排放规律 (3)
3.3工艺设计 (4)
3.3.1 工艺概述 (4)
3.3.2 污水处理工艺选择 (9)
3.3.3 整体工艺流程及说明 (10)
3.4构筑物及附属设备 (11)
3.4.1格栅池 (11)
3.4.2 调节池 (11)
3.4.3 CASS池 (12)
3.4.4 污泥干化池 (12)
3.4.5 EI池 (12)
3.4.6 设备房 (12)
3.5主要建构物及设备清单 (13)
3.5.1服务区建构筑物及设备清单 (13)
3.5.2主要设备及材料清单表 (13)
4 污水处理系统经济及环境效益分析 (14)
4.1服务区污水处理系统能耗估算 (14)
4.2二次污染防治及环境效益分析 (14)
5 污水处理站供电设计 (15)
5.1供电设计依据 (15)
5.2供电设计范围 (15)
5.3供电设计电源 (15)
5.4供电系统 (15)
1 工程概况
随着xx高速西线全线开通，服务区等高速公路附属设施均投入使用，其中加油站、汽车修理厂、餐厅、住房部、超市、公用厕所等均会产生相应的污水，成为周边环境的污染源，如果不对其所产生的生活污水及含油废水进行有效治理而直接排入附近水体、农田等，将会对周围环境造成不利影响。

故此，必须对其所产生的污水进行有效治理，以达到保护环境的目的，有利于经济持续发展。

为解决上述污染问题，本公司本着实事求是、真诚合作的原则，结合同类污染物的治理经验，借鉴其它高速公路污染物控制处理办法，经过专业技术人员的认真探讨后编制本设计方案。

本技术方案仅限于xx高速西线xx服务区的污水综合治理及相关工程内容。

2 设计依据、原则及范围
2.1 设计依据
1)《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）
2)《中华人民共和国水污染防治法》
3)《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
4)《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
5)《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）
6)《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
7)给水排水工程和污水处理工程建设有关技术规范
8)建设方提供的相关技术资料
2.2 设计原则
1)平面布置：充分考虑场地现状，力求布局紧促简洁、整齐美观，尽量做到污水自流，节省
投资；
2)设备先进：本项目的实施，应选用国内先进、有代表性，比较切合实际需求的处理工艺和
设备；
3)操作简便：污水处理装置应操作和运行简便，运行成本低，占地面积小；
4)参数选择：确保处理系统具有较强适应性和灵活性；
5)达标排放：通过本项目的实施，确保污染物排放达到国家排放标准；
6)建筑风格：新建处理装置和设备时，尽量保持和服务区设计景观、风格一致，不破坏服务
区美观效果。

2.3 设计范围
1)本工程设计范围包括污水处理站工艺设计、总平面布置、建构筑物施工及结构设计、电气
自动控制设计、设备设计制造、安装调试、制定污水处理站合理、规范的环境管理、监测制度和操作规程；提供维护、管理人员的培训计划和措施；
2)污水收集管网不在本设计范围之内；
3)污水处理站以给排水总平面布置图所标示的进入污水处理站的集水井为污水接入点，以污
水处理站排放集水井为污水接出点。

3 设计参数确定
3.1 污水来源及去向
服务区污水来源：生活污水主要来源办公楼、餐饮部、综合楼、厕所等生活公用设施排出的生活污水，主要污染因子有COD、BOD、NH3-N、SS、粪大肠菌群等；含油废水主要来源于加油区、修车场和车辆冲洗区域，主要污染因子有SS、COD、石油类。

处理水去向：污水处理后回用于冲厕和绿化浇灌，多余部分排入农灌沟渠或附近水体等。

3.2 污水水量、水质指标及排放规律
1）水量确定
通过比较同类废水相关经验，污水设计规模见表3-1：
表3-1 污水处理设计水量
根据同类型污水比较，进水水质指标设计见表3-2：
表3-2水质情况分析表
根据验收标准，污水经处理后出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，即：
表3-3处理后水质特性参数表
4) 污水排放规律
各功能区域正常运营后污水水质、水量波动不大，呈周期性规律变化，但日变化系数较大。

3.3 工艺设计
3.3.1 工艺概述
对于生活污水，好氧生物处理是目前最普遍而有效的处理工艺。

其典型处理工艺为活性污泥法（序批式活性污泥法SBR、CASS、A-B法）；生物膜法（接触氧化工艺、曝气生物滤池工艺等），具体各工艺的介绍如下：
(1) SBR工艺
序批式活性污泥法（简称SBR），是活性污泥处理方法中的一种。

其工艺基本过程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个部分组成，从进水到闲置结束构成一个操作周期。

这种操作周期是在一个设有曝气装置的反应器内周而复始地进行，以达到不断净化污水的目的。

1)基本原理
①进水工序进水工序是反应池接纳污水的过程。

在进水过程所确定的时间内或者说在达到最高水位之前，反应池的排水一直是关闭状态。

由于进水工序仅仅是流入污水，不排放处理水，反应池同时起到调节池的作用，所以受负荷变动的影响小，在SBR运行过程中，即使有水量和水质的波动，对处理水质量也没有多大的变化。

在此过程同时完成泥水混合和氨氮的反硝化；
②反应工序当废水注入达到预定容积后，进行曝气和搅拌的同时废水开始反应，通过好氧反应进行氧化、硝化后再通过厌氧反应脱氮除磷；
③沉淀工序停止曝气和搅拌后，活性污泥进行重力沉淀和上清液分离，采用静止沉淀，以取得更高的沉淀效率；
④排水工序排出活性污泥后的上清液，作为处理后的出水，一直排放到最低水位。

反应池底部沉降的活性污泥大部分作为下个处理周期的回流污泥使用，过剩污泥引出排放；
⑤待机工序沉淀之后到下个周期开始的期间称为待机工序。

2)主要技术特征
具有运行上的间歇性、时序性、非稳定态、溶解氧的周期变化性。

3) SBR工艺的优势
①工艺简单，脱氮除磷效果好；
②曝气时间短、效率高，曝气的强度分段与分时；
③工艺流程简单，布置紧凑、运行灵活、适应性强；
④整个工艺系统操作完全自动化，可减轻劳动强度；
⑤具有一定耐冲击负荷能力；
⑥在一个周期内好氧与厌氧过程可以交叉进行，即便在不设厌氧工序的情况下，从沉淀工序开始经进水阶段到曝气阶段开始，由于溶解氧浓度低，反应池处于厌氧状态，可脱氮除磷。

4) SBR法工艺的缺点
①工艺过程对自动控制要求较高，所以自控仪表、元件质量的好坏直接影响到工艺的正常运行，并对操作和维护人员技术水平要求严格；
②正常运行总有部分反应池和设备处于待机状态，使反应池和设备闲置率较高；
③污泥产量大，易产生污泥膨胀的问题，难以应对气温较低运行的冲击负荷；
④滗水器的水头损失较大。

(2) CASS工艺
CASS工艺是在SBR的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，间歇排水。

设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%。

生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累--再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。

CASS工艺池内的主反应区增加一道过水横隔墙；把CASS工艺池主反应区分割为依次连接的两个反应区，分别称为植物强化反应区和出水区；在植物强化反应区内，搁置多个浮盘及植物种植盆；种植盆内栽有根系比较发达的水生植物，这种水生植物的根系可以提高溶氧速率，降低能耗，强化CASS工艺池内脱氮除磷效果，抗冲击负荷比传统的CASS工艺高；在CASS工艺池出水区内设置无动力滗水器，可以实现CASS工艺池的全自动排水，能耗很低。

过水横隔墙是一种塑料网状隔墙，可以有效拦截植物根系进入出水区，防止植物根系影响无动力滗水器的工作效果。

该方案操作简单，容易实现，能耗较低，可以做到基本无动力运行，脱氮除磷效果好。

(3) A-B法工艺
A-B法又称生物吸附氧化法，是活性污泥法的一种，主要是通过吸附和氧化段不同的水力停留时间和不同的BOD负荷来降解有机物。

A-B法，即A和B“两阶段曝气”处理工艺，每个阶段都有相互隔离的和独立的曝气过程和泥水分离过程，对于活性污泥的回流，也是相互隔离的，A段沉淀池所产生的活性污泥回流到A段曝气池，B段沉淀池所分离出来的活性污泥回流到B段曝气池内。

此方法节省占地和投资，耐冲击负荷，除磷效果也较理想。

1)工作机理：
①开放式系统原理。

A-B工艺中不设初沉池，从而使污水中的微生物在A
段得到充分利用，并连续不断的更新，使A段形成一个开放性的、不断由原污水中生物补充的生物动态系统。

②微生物的生物相及其特性。

A段内微生物活性强、世代期短、具有很强的吸附能力。

当A段以兼氧的方式运行时，由于供氧较低，高活性微生物为了满足自身代谢能量的要求，被迫对在好氧条件下不易分解的有机物进行初步分解，起到大分子断链的作用，使其转化为较小分子的易降解有机物，从而在后续的B段好氧曝气中易于被去除。

B段主要是真核微生物，能够保证出水水质。

2) A-B工艺的主要特征是：
① A级污泥负荷很高，B级污泥负荷较低；
② A级和B级的微生物群体特性明显不同，并通过互不相关的两套回流系统严格分开；
③不设一沉池，使A级成为一个开放性的生物动力学系统；
④ A级可以根据污水组分的不同实行好氧或缺氧运行。

3) A-B法工艺的优点：
具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。

①对有机物去除效率高；
②系统运行稳定。

主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能；
③有较好的脱氮除磷效果；
④节能。

运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。

经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%-25%；
⑤A-B法与传统的活性污泥法相比，在处理效率、运行稳定性、工程投资和运行费用等方面均有明显的优点。

4) A-B工艺的缺点：
①A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体；
②当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去除有机物的分配比去除BOD，
因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的C/N比偏低，不能有效的脱氮。

③污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。

(4)生物接触氧化工艺
接触氧化法是生物膜法的一种，是运用活性污泥吸附—生物膜降解原理开发的新一代组合式好氧污水处理工艺。

在接触氧化池内设置填料，部分微生物以生物膜形式附着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长在水中，所以它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。

接触氧化工艺中微生物需要的氧通常通过机械曝气供给，生物膜长到一定程度后，接近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用造成生物膜的脱落，并促进新膜的生长。

1)工艺优点
①容积负荷高，处理时间短，节约占地面积；
②生物活性高。

生物接触氧化池的曝气管设在填料下，不仅供氧充分，而且对生物膜起到了搅动作用，使生物膜活性提高；
③有较高的微生物浓度，有利于提高容积负荷；
④污泥产量低，不需污泥回流，给管理带来方便；
⑤具有很强的抗冲击负荷能力；
⑥动力消耗低。

除污水中含有大量活性物质以外，采用生物接触氧化法处理污水，一般能节省动力30%。

⑦不存在污泥膨胀现象。

2)工艺缺点
①生物接触氧化工艺的曝气方式，大多是在池底安装穿孔管或曝气盘，存在氧利用率不高，动力消耗大的问题；
②接触氧化工艺需要排出污泥，所以需要设二沉池；
③检修、维护不方便，必须排空池体才能检修。

(4) 曝气生物滤池工艺
曝气生物滤池简称BAF，是一种先进的生物处理工艺，具有较强的技术推广性。

他可以同时完成生物处理和固液分离，并且可以通过调整滤池结构而成为具有脱氮除磷功能的组合工艺。

这种生物反应器的运行方式、微生物的代谢增殖过程及处理功能，在一定条件下可改变或可控制，可实现多目标要求。

它集各类好氧生物反应器之所长，使各自的特性互相交叉
重叠于一体，其综合性能优于单一或其它复合型好氧生物反应器。

1)曝气生物滤池的原理
曝气生物滤池是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物滤塔、生物接触氧化法等生物膜法的基础上发展而来的，被称为第三代生物滤池。

是一种新型微生物附着型污水处理技术，它的基本原理是在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，污水由下而上流过滤料层，在滤料层下部鼓风曝气，使空气与污水同向接触，使污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到降解，填料同时起到物理过滤作用。

2)曝气生物滤池的优点：
①由于滤池COD Cr的负荷可达3-5.5kg/m3滤料·d，这使得生物滤池的容积负荷增大到6-10kgBOD/m3·d，池容和占地面积大大降低，且滤池将生物反应与过滤结合为一体，取消了沉淀池，因此滤池占地是普通活性污泥法或接触氧化法的反应池加沉淀池占地的1/4-1/5，节省下大量的用地；
②滤池有极高的生物量和很大的比表面积，单位体积内氧的浓度高，即便穿孔管的曝气气泡大于微孔曝气气泡，但因滤料的阻拦和分割作用，大气泡被分割成小气泡，将氧的利用率提高到30％，曝气的能耗也比常规工艺节省20-30％，可节省微孔曝气设备的总投资；
③由于滤池与空气接触的表面为清水区，污水停留在密闭的空间里，因此污水散发出的臭味可控制到最小的程度；
④利用处理后出水作为反冲洗水，无须专设反冲洗水池；
⑤由于滤池是固定生物膜法，因此冲击能力强，受破坏后容易恢复功能，而且不会产生污泥膨胀问题。

3)曝气生物滤池缺点
曝气生物滤池内管线布置比较繁琐，对滤料下布水、布气管线安装质量要求较高，而且如果不采用全自动控制系统，手动切换要求操作人员有很强的责任心。

（5）EI工艺
鉴于以往类似工程项目的经验，EI渗滤系统在高速公路附属设施和农村生活污水的处理工程中运用较多，已达到应用的成熟阶段。

渗滤系统是利用天然土壤中微生物的净化原理处理污水的一种全新的生物处理方法，通过渗滤介质及介质上生长的微生物对水中有机物质的吸附、截留与分解作用，实现对污水的净化过程，属污水土地处理系统工艺中的一种。

传统渗滤工艺采用天然砂土作为渗滤介质，
占地面积大，水力负荷低，场地土层不均一而使得水力负荷无法进一步提高。

而EI渗滤系统为人工填充的具有一定级配的有机和无机填料，并掺入一定量的具有吸附能力的特殊填料，以保证既有较高的水力负荷，又能满足出水的处理要求，是利用快渗池内的人工介质和特殊填料进行的过滤、吸附以及微生物的降解等多种作用的相互结合，使废水中的有机物进行分解去除，从而达到水质净化目的的一种生态学处理方法，它适用于河流污水资源化和生活污水处理。

由于EI系统独特的结构、进水方式及供氧方式，结合特殊滤料，将物理过滤、化学脱氮除鳞、生物降解多种工艺融为一体。

导致渗滤介质表面的微生物菌相十分丰富，通过进水周期的变化，渗滤介质表面具有好氧、兼氧、厌氧的作用，从而进一步提高污水的处理效果。

污水中大部分的污染物是由EI系统降解和去除的，这就极大地降低了预处理中的曝气设备的运行时间和频率，故大大降低了污水处理设施的投资和运转费用，而且工艺简单、操作运行管理简便、高效节能、效果稳定。

1）EI系统技术特点
a）渗滤介质比较容易加工和取得，一般选择既具有一定的渗透性能，又具有一定阳离子交换容量的粉砂、细砂、中砂或砾石等天然砂砾石；（包括一定比例的特殊滤料，属专利技术）；
b）EI系统之后不需要设二次沉淀池；
c）由于采用人工建造，机动灵活，不受场地条件限制，不会因渗漏而造成对地下水环境的影响；
d）系统的主体结构可以置于地上，也可以埋于地下。

因此，受气候条件影响较少，一年四季都能保证稳定、正常的运行；
e）渗滤介质的可选性，使得系统可以根据不同进水浓度和出水水质要求调整设计参数，机动灵活；
3.3.2 污水处理工艺选择
本工程项目中，原工艺设计采用的是地埋式污水处理设备，地埋式污水处理设备以A/O 工艺为主，将设备主体埋在地下，减少节约占地面积，经济全部设置于地下，运行经济，抗冲击浓度能力强，处理效率高，管理维修方便。

地埋式污水处理设备制造和工艺方面的缺陷：（1）碳钢材质的罐体材质易腐蚀，使用寿命极短，最多有3-5年。

（2）内部悬挂的固定式填料易堵塞。

（3）不利于维修，设备出现故障后，不方便检修与更换。

这通常是业主最烦恼的。

（4）罗茨风机噪声大，需要建设风机房。

（5）二沉池需要设置回流泵，增加能耗。

（6）出水含有脱落的生物膜，浊度和悬浮物超标。

（7）对环境适应性，冬天需防冻、夏天需防洪。

种种缺陷导致了这些被泥土埋起来的污水设备无法观察、无法检修、无法做工艺调整，最终成为一种寿命只有三至五年的一次性产品。

所以本方案设计中污水处理工艺：对于好氧生物处理工艺，CASS工艺是较理想的处理工艺，将其作为新系统的主要处理单元。

由于废水中含有餐厨废水、洗车废水，其中含油含砂，需要设隔油、沉淀等物理待处理。

我公司根据该类废水的特点，总结以往所做此类废水工程的经验，决定采用“隔油沉砂+调节+ CASS+EI处理工艺”为主的ECRI工艺来处理该废水。

部分建构筑物采用地埋式处理，减少污水处理过程中产生的气味，避免对周围环境造成二次污染。

CASS工艺在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。

CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。

而且整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。

3.3.3 整体工艺流程及说明
空气
图3.2 污水处理系统工艺流程图
生活污水通过污水管网支收集后，进入化粪池，污水在化粪池中首先通过沉淀和厌氧发酵的作用，去除生活污水中悬浮性有机物。

并将生活污水中的一些大颗粒物和长纤维物拦截在化粪池中，防止堵塞后续的污水主管。

化粪池的出水进入格栅槽后，污水中较大的固状物和长纤维物通过格栅的阻隔作用得到去除。

格栅人工定期清理。

格栅池的出水自流进入调节池。

餐厨废水及洗车废水通过隔油沉砂的处理去除浮油及沙石泥土，进入调节池。

调节池对水质水量进行调节，通过泵周期性的向CASS 池中输送。

通过连续的好氧生物处理去除大部分污染物。

污泥泵定期将剩余污泥打至污泥浓缩池，浓缩后的污泥定期清理外运。

污水通过CASS 池处理后，大部分污染物得到去除，污水流入生态处理单元EI 池。

EI 系统独特的结构、进水方式及供氧方式，结合特殊滤料，将物理过滤、化学脱氮除磷、生物降解多种工艺融为一体。

导致渗滤介质表面的微生物菌相十分丰富，通过进水周期的变化，渗滤介质表面具有好氧、兼氧、厌氧的作用，从而进一步提高污水的处理效果。

污水经过E-CRI 池处理后再经过消毒处理即可达标排放。

3.4 构筑物及附属设备
3.4.1格栅池
主要功能：用于去除进水中大颗粒或长纤维状固体悬浮物；
技术参数：粗格栅栅条间隙10mm ，栅条宽10mm ，栅宽0.98m ；细格栅栅条间隙5mm ，栅条宽5mm ，栅宽0.98m ；格栅高度根据格栅池需阻隔高度进行定制，保证漂浮物不可浸过；格栅两边用槽钢进行卡边，防止出现大于10mm 的缝隙。

结构：砖混结构 有效容积：3.0m³； 数量：1座；
附属设备：不锈钢粗细格栅各1个，复合材质井盖（1000mm*500mm ）共6块。

3.4.2 调节池
主要功能：调节水质水量，作为EC 池的配水池；
达标排放
污泥脱水外运
技术参数：停留时间HRT= 8h，有效容积50m3；
结构：砖混结构；
数量：1座；
附属设备：无堵塞式潜水潜污泵，QW100-80-10-4，流量80m3/h，杨程10m,一备一用；
3.4.3 CASS池
主要功能：核心处理单元，降解各主要污染物；
技术参数：每天设置4个周期，周期T=6h，进水1h，污泥回流0.5h（进水时污泥回流），曝气3.0h，沉淀时间1h，滗水时间1h，周期数4；
有效容积：87.5m3；长L=12m，宽B=3m，高H=3m；
结构：半地上钢砼结构；
数量：1座；
附属设备：鼓风机，BHR50，风量1.67m3/min，3.0kw
无动力滗水器，型号为WFT-50，处理水量50 m3/h，滗水高度1.2m
ZX 自吸泵，功率2.2kw
3.4.4 污泥干化池
主要功能：两组，储存污泥，同时对污泥进行干化和脱水处理；
池体结构：地上砖混结构；
尺寸：3.0m×2.0m；
有效水深：1.0m；
数量：1座；
3.4.5 EI池
主要功能：生态处理单元，保证出水水质；
技术参数：水力负荷2.2m3/m2d；
有效面积：64m²；
结构：半地上砖混结构；
数量：1座；
附属设备：级配填料，水生植物
3.4.6 设备房
主要功能：储存设备和电控设备；
池体结构：地上砖混结构；。