MBR在高速公路服务区污水处理中的应用现状

李 庆 魏丕壹 付 晓

（河南交投服务区管理有限公司直属分公司，河南 郑州450000）

0 前言

高速公路服务区远离城市，造成的生活垃圾难以融入城市垃圾处理系统。所以，需要对服务区的污水设计专门的单独的处理系统。高速公路服务区的污水日产量较低，可以依据特征设计科学的污水处理工艺流程，MBR技术具备流程少，自动化程度突出等优势，对于小型污水区的处理具备独特的优点。

1 高速公路服务区的污水特征

这些年来，随着我国社会经济的持续发展，我国高速公路工程项目越来越多，高速公路从以往几条公路发展成为现今纵横交错的全国公路网。极大程度上带动了地区经济的发展。高速公路中每间隔60～80 km设计了一个服务区，其中包含餐饮、厕所、加油站、休息区等，借此帮助驾驶人员或者乘客补充体力与休息，确保民众的出行安全性。因为高速公路服务区通常远离城市。没有相应的污水处理系统，污水如果不经过处理排放或者处理不合格，会对周遭自然环境造成严重影响。所以，高速公路服务区污水处理问题被社会各界所关注。高速公路服务区污水大多以生活污水、餐饮污水与汽车加油站污水等构成，而生活污水与洗车污水占据比例较高。服务区污水氨氮含量较大，泥沙量较高，化学需氧量较高。磷重金属、油污等污染物质含量较多。因为高速公路服务区往来人流量不稳定，受到季节影响降水的随机性，所以服务区水资源波动较大，具备水质复杂，波动大的特征[1]。

2 高速公路服务区MBR污水处理计划设计

MBR系统具备占地面积小，产泥量低与清洁便捷等优势，同时对于小型污水处理系统而言，书日安需要额外的系统，可是小型污水处理系统突出的污水处理效果，能够减少沉淀池、吸入过滤池等流程，总的来说有效节约了运转消耗，并且，MBR系统出水稳定性强，一般情况下比传统工艺更加有效，这种优势使得MBR技术在高速公路服务区的运用具备美好的未来。

2.1 净化工艺设计

以往的生活污水处理计划流程多，同时活性污泥容易出现膨胀，水质管控较为艰难，此外，流程多，运作消耗较高。MBR生物反应器占地面积小，能够减少处理流程，对于高速公路服务区而言，运用MBR技术好处很多。在工艺上，因为大的悬浮颗粒对接下来的水流的管道运输等会造成不小的影响，所以，需要通过格栅池来剔除较大的悬浮物。此外，高速公路服务区的生活污水毛发、油污较多，所以，应当格栅池后设计能够收集与剔除毛发油污的悬浮细孔挡板，借此剔除小的悬浮的不溶性物质。接下来，污水即将来到生物反应器池，因为负压浸入式MBR生物反应器池能够将曝氧与过滤等流程压缩在一起，所以，生物反应池能够起到一步到位剔除主要杂物的效果。在生物反应器池后，污水中的不可溶杂质基本上剔除，但可能会有可溶性的有度化合物，因此，可以在生物反应池后设计一个氯气消毒池，这样，污水的水质能够达到中水等级，能够直接排放进河流等水体中。服务区的污水处理系统由于远离城市，维修较为困难，所以，稳定性与自动化程度越强大越好。通过PLC工控机，能够落实工艺环节的自动化管控。高速公路服务区的污水通常经过下水道系统步入初级沉淀蓄水池，这一种池的高程较低，为了便于接下来流程的落实，运用提升泵使得污水高程升高。所以，整个流程应当包含蓄水池、格栅池、调节池、莫生物反应器池、消毒池与出水池。有关的配套设备包好污水提升泵房、真空泵房、加压泵房、风机房与加氯消毒管控房等[2]。

2.2 MBR的计划选择

依据高速公路服务区的污水水质特征，可以通过浸入式膜生物反应器。膜生物反应器池底设计曝气管，在曝气的过程中进行负压抽水。膜的材质以PVDF为核心。PVDF具备抗压与抗酸碱腐蚀、抗高温的特征。依据已有的反应器技术，反应器组件通常使用帘式组件构造，组件以单根的中空纤维丝线构成，外径大致在1 mm。膜外壳通过ABS材质，通过环氧树脂密封，借此确保抗压性与封闭性的效果。MBR膜反应器的规模与数量可以依据反应池的污水处理区的每一天污水总数量来进行规划。通常单个反应器组件的规模大致为宽0.5 m、长1.2 m、高1.5 m。由于PVDF中空纤维材质的抗压效果，负压差应当维持在大约0.03 MPa。在反应器池之外，设计曝气体系，在运作过程中，同时启动曝气体系。曝气方法可以通过连续或者间歇式。实际情况以水质条件为前提。反应器池内还应当先接入活性污泥，以采用曝气的方法在好氧情况下净化污水。曝气池的气体流动量可以依据池子的规模大小规划，其生产的剪切力不应当过大，以免冲段中空纤维丝，但是也不能过于小，以免池中的水流流动性过于缓慢，无法实现清洁膜组件外表的目的，并且无法有效地落实好氧反应[3]。

2.3 自动管控计划

系统的自动管控可以通过分布式PLC管控体系。PLC管控器具备编程简易化，稳定性突出的优势，在监管设施的帮助下，能够通过上位机对相应设施进行自动化管控。依据上述设计的工艺环节，可以在人工处理效果不足的流程中设计分散的自动化管控节点。包含调节池的污水提升泵房、MBR反应器池的负压抽吸与反冲洗管控、曝气体系管控、氯气消毒自动管控等流程。污水提升泵房的自动化管控只要是在格栅池水位计与调节池的水位计信号传递下，来管控变频水泵的运转。当调节池水位计来到设计的最高水位数值后，水泵自动停止运作，当格栅池水位降低到最低水位以下后，水泵也会自动停止运作。当格栅池水位超出最高警戒线水位而调节池水位仍未来到最高水位时，变频水泵提高压力运作。MBR的反应器池的自动化管控主要是在当反应池的水位来到设定值a时，也就是完全超出反应器时，负压抽吸设施进行运作，此外，曝气设施进行曝气。当水位减少至b时，也就是马上少于反应器的上表面时，抽吸设施停止运作。假如服务区水总量改变较大，可以设计多组膜反应器组建，当毛发收集池水位过于高而消毒池水位过于低时，可以同时激发多台膜反应器组建，借此加速污水处理效果。膜反应器的负压抽吸通常需要保证恒压，其压力大约在0.03 MPa，可以采用真空本的压力计表明压力实际情况，当上升至0.04 MPa左右时，表明反应器的中空纤维出现了堵塞，需要落实清洁工作，这一阶段应当暂停抽吸工作，激发备用的反应器池，同时激发反清洁模式。反清洁模式激发前，应当放空反应器池的污水，将其返回至调节池当中。防空完成后，启动正压冲水设施，从组建的出水管道反冲洗组建。假如膜组件堵塞频次数较为频繁，还应当在冲洗水中融入氯气，通过加药冲洗的方法，全面清洁组件。氯气消毒池的自动化管控主要是依据水池中的余氯的含量来自动融入氯气。通常应当依据消毒池的进水量q来计算氯气的融入量l，氯气通过连接水枪的负压真空室。溶入水枪之中，之后随着水枪的水流射入消毒池当中，水枪的流通速度通常都是稳定的，所以，只要严格把控液氯瓶的阀门就能够管控氯气的输入量。依据我国法律法规，依据每升水中氯气含量不得超出4 mg的要求。依据公式：Q=KxL，获得消毒池进水量q与氯气l的比对值，依据水池中的余氯含量来管控氯气的总数量。通常国家对自来水中的余氯的含量是每升水当中不得不少于0.3 mg/L，当水池中的余氯含量少于这一数值时，能够增强调高阀门进气量。反之，当高出这一数值的上限10%左右时，减少氯气输入量。从而将水池中出水的余氯含量管控在一定范围内。确保水池中的余氯含量符合我国法律法规[4]。

3 结语

MBR污水处理技术具备设施维修消耗较低，占地面积较小，污水处理效率突出，系统抗冲击力明显等优势，对于高速公路服务区的污水处理来说，采用MBR污水处理技术能够节约成本。随着制作模的技术越发成熟与模成本的减少，MBR技术在污水处理过程中将得到广泛的运用，从而有效推动我国高速公路服务区的污水处理效果提高。