复合式生态土壤污水处理技术和膜生物反应器技术在鹤大高速公路服务区污水处理中的试验研究.pdf 4页

'2014年第4期北方交通一67一文章编号：1673—6052(2014)04—0067—04中图分类号：U417文献标识码：B复合式生态土壤污水处理技术和膜生物反应器技术在鹤大高速公路服务区污水处理中的试验研究杨涛(辽宁省交通规划设计院沈阳市110166)摘要：通过复合式生态土壤污水处理技术和膜生物反应器技术在鹤大高速公路服务区污水处理中的试验研究，在北方寒冷地区高速公路服务区探索一种既经济又能满足排放要求的污水处理方式。关键词：高速公路服务区；复合式生态土壤污水处理技术；膜生物反应器1复合式生态土壤污水处理技术良土壤层、除味渗滤层、主反应层、布水层、防渗层。1．1基本原理(1)防渗层：位于最底层的防渗层主要作用是复合式生态土壤污水处理技术目前在日本、德防止污水直接下渗，在本层经过配水池处理的污水国等发达国家已经得到了广泛的应用，通过化粪池、直接进入，在本层形成了水势最高的地方，使砾石层调节池等前处理的污水通过配水系统将生活污水引经常处于水饱和状态，促使水分的毛细上升。人生态土壤渗滤系统，向该系统均匀布水，由于毛细(2)布水层：由直径为20—40mm的砾石和粒管作用上升在土壤系统各生物滤层经过。在上述过径为0．25一1．OOmm的粗砂组成，主用是承托整个程中，水与污染物分离，水被渗滤并通过集水系统收单元均匀布水，为生物膜为载体悬浮生长的微生物集，污染物由于土壤生物滤层的分解、利用和物理吸提供生长的空间，内设布水管。附等作用被去除。系统对水质净化的原理主要有以(3)主反应层：由经过工程驯化培养的生物菌下几个方面：种和生物填料组成，其作用主要是阻挡污水中的悬(1)毛细管、虹吸及物理化学吸附过程：通过土浮物进人主反应层，由次反应层和布水层一起构成壤的毛细管现象及表面张力原理，将水与污染物种土壤处理单元的初步兼氧和厌氧反应层，是污水净的胶体部分、溶解部分分离开来，土壤颗粒间的空隙化的主要作用层。能截留、滤除污水中的悬浮物及胶体物质，起渗滤作(4)土壤层：由腐质土构成，具有较好的土壤通用；土壤颗粒吸附溶解性污染物于土壤中。透性，作为植物生长的基质，厚度在10—20cm范围(2)微生物代谢和有机物的分解过程：土壤中内，是草坪植物的生长层，其上种植当地适生植物，含有的微生物能对污水中的悬浮固体、胶性体、溶解实现污水绿地利用。性污染物进行生物降解，并利用污水中有机物为营(5)植物层：选用具有一定观赏、经济植物根系养物，进行新陈代谢。较为发达的不同植物组合而成，这些植物由于根系(3)植物的净化过程：由于土地渗润处理单元发达，深人土壤，通过根系吸收植物生长必要的氮、表面的草坪、花卉或树丛等植物生长的需要，对污水磷元素，而达到进一步净化污水的目的。同时植物中的氮、磷进行吸收富集。的根系深入土壤不仅增加了土壤的水力渗透作用，1．2复合式生态土壤渗滤处理单元还可以泌氧，有助于创造一个良好的植物根区微环土壤渗滤处理单元从上至下依次为植物层、改境，促进微生物对污染物的降解，有利于污水净化。 一68一北方交通2014年第4期(6)出水渠：通过复合式土壤渗滤处理系统处理过滤的水汇人出水渠，通过出水渠水流入集水池。2膜生物反应器膜生物反应器(MembraneBioreactor，简称MBR)是高效膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。根据膜组件与生物反应器的组合910111212345678方式，膜生物反应器可分为一体式膜生物反应器、分月份／月置式膜生物反应器和复合式膜生物反应器，本试验图1复合式生态土壤处理系统和采用一体式膜生物反应器。膜生物反应器系统对COD的处理情况膜生物反应器工艺对污染物的去除是由生物反去除率为91．94％。虽然复合式生态土壤处理系统应器和膜组件共同完成的，对COD、NH一N等具有对COD的平均去除率要低于膜生物反应器系统，但很强的去除能力。有机和营养污染物的去除主要在出水也满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》中生物反应器内通过反应器内微生物的生物同化和生一级A的标准，出水可用于城市绿化、冲厕和清扫物降解作用去除∞。蛆在％舛反兜应器昌皋活性污泥系统内，在污道路等方面。水开始与活性污泥接触后的较短时间，污水中的有3．2复合式生态土壤污水处理系统和膜生物反应机底物即被大量去除，这是由吸附作用所导致的。器系统对氨氮的处理特性分析活性污泥有很大的表面积，在表面上富积了大量的微生物，在其外部覆盖着多糖类的粘质层，当其与污水接触时，污水中呈悬浮和胶体状态的有机底质即被活性污泥所凝聚和吸附而得到去除。在膜生物反应器工艺中，由于污泥浓度较高，系统内微生物处于内源呼吸期，活性较强，加之曝气量较大，反应器内水力扩散程度好。所以，活性污泥的初期吸附作用是很强的。被吸附在活性污泥微生物细胞表面上的有机底图2复合式生态土壤处理系统和物，在酶的作用下，透过细胞壁而进入微生物细胞膜生物反应器系统对氨氮的处理情况内。进入细胞内的有机底物，在各种胞内酶的催化从图2可以看出，膜生物反应器系统对氨氮的作用下，微生物对其进行分解和合成代谢。对一部去除效果要略好于同期复合式生态土壤处理系统对分有机底物进行氧化分解，最终形成二氧化碳和水，氨氮的去除效果，膜生物反应器系统对氨氮的平均并从中获取合成新细胞物质所需的能量。对另一部去除率为95．24％，而复合式生态土壤处理系统对分有机物进行合成代谢，形成新的细胞物质，所需能氨氮的平均去除率为82．35％。量取自分解代谢。全年6～11月膜生物反应器系统和复合式生态3复合式生态土壤污水处理技术和膜生物反应器土壤处理系统对氨氮的去除效果接近，其余月份复试验效果分析合式生态土壤处理系统对氨氮的去除效果都要远小3．1复合式生态土壤污水处理系统和膜生物反应于膜生物反应器系统，这是由于复合式生态土壤处器系统对COD的处理特性分析理系统对氨氮去除效果受温度影响比较明显，而膜从图1可以看出，膜生物反应器系统对COD的生物反应器系统相对比较稳定，抗冲击能力强。去除效果要略好于同期土壤处理系统对COD的去3．3复合式生态土壤污水处理系统和膜生物反应除效果，膜生物反应器系统对COD的平均去除率为器系统对总氮(TN)处理特性分析97．04％，复合式生态土壤处理系统对COD的平均从图3可以看出，膜生物反应器系统对TN的 2014年第4期杨涛：复合式生态土壤污水处理技术和膜生物反应器技术在鹤大高速公路服务区污水处理中的试验研究一69一生物反应器系统相对运行稳定。因此，建议在低温期采用膜生物反应器系统对污水进行处理。球4小结褂(1)复合式生态土壤污水处理系统建设周期短、投资低、无动力消耗、管理简便，能充分适应高速公路生活污水排放特点，实现了生活污水的高效处理和保护生态环境的作用。(2)运行结果表明，该项目试验研究和开发的图3复合式生态土壤处理系统和复合式生态土壤污水处理渗滤系统能够较好地解决膜生物反应器系统对总氮处理情况高速公路目前附属区生活污水处理问题，可以有效去除效果要略好于同期复合式生态土壤处理系统对地去除COD、氨氮、TN、TP等。TN的去除效果，膜生物反应器系统对TN的平均去(3)系统的研发相对一般土壤自然处理系统，除率为82．16％，而复合式生态土壤处理系统对氨具有不受实施地土壤物理化学性质的限制，同时具氮的平均去除率为75．81％。有环境工程技术与土壤生态系统处理的优点，该技从11月到来年4月，膜生物反应器系统对TN术对于具有高速公路等类似的生活污水处理是可行的去除效果要明显优于复合式生态土壤处理系统对的。TN的去除效果，这是由于复合式生态土壤处理系统(4)通过复合式生态土壤系统处理单元处理后对TN去除效果受温度影响比较明显，而膜生物反的生活污水，COD、氨氮、TN、TP等指标明显下降。应器系统相对运行稳定。因此，建议在低温期采用COD去除效率为91．94％，氨氮去除效率为82．35％，膜生物反应器系统对污水进行处理。TN去除率为75．8％，TP去除效率为87．1％。3．4复合式生态土壤污水处理系统和膜生物反应(5)通过膜生物反应器系统处理单元处理后的器系统对总磷(TP)的处理特性分析生活污水，COD、氨氮、TN、TP等指标明显下降。95COD去除效率为95．24％，氨氮去除效率为9097．03％，TP去除效率为90．3％，TN去除率为堡85褂82．2％。污水处理后水质达到《城镇污水处理厂污慧80水排放标准》GB18918—2002的一级标准，污水排75放指标都优于城市杂用水绿化用水的标准，该水经709lOlll2l2345678过回收以后全部回用于系统的绿化单元。月份／月(6)由于气温对生态土壤系统的脱氮除磷效能图4复合式生态土壤处理系统和影响很大。冬季低温期氨氮、TN和TP去除率降到膜生物反应器系统对总磷的处理情况最低点，春夏季节又大幅度上升。而膜生物反应器系统抗冲击负荷强，运行稳定，受外界影响小，因此从图4可以看出，膜生物反应器系统对TP的去建议在低温期建议采用膜生物反应器系统对污水进除效果要略好于同期土壤处理系统对TP的去除效果，膜生物反应器系统对TP的平均去除率为行处理。90．32％，复合式生态土壤处理系统对氨氮的平均去(7)根据鹤大高速公路服务区的特点，建议污除率为87．11％。水处理方式采用复合式生态土壤处理系统与膜生物从11月份到来年6月份，膜生物反应器系统对反应器联用技术，常温期建议采用复合式生态土壤TP的去除效果要明显优于复合式生态土壤处理系处理系统，在低温期建议采用膜生物反应器系统，当统对TP的去除效果，这是由于复合式生态土壤处对处理水有特殊要求时建议采用复合式生态土壤处理系统对TP去除效果受温度影响比较明显，而膜理系统与膜生物反应器联用，确保出水效果。 一7O一北方交通2014年第4期参考文献[2]杨涛．高速公路服务区污水处理工艺的选择与污水处理设备的管理[J]．北方交通，2010(4)．[1]寇继海．关于土壤渗滤技术在净化高速公路附属区污水的应用探讨[J]．北方交通，2008(3)．AnExperimentalStudyontheApplicationofCompositeEcologicalSoilSewageDisposalTechnologyandMembraneBioreactorTechnologyintheSewageTreatmentofHedaExpresswayServiceAreaⅣGTaoAbstractThroughtheexperimentalstudyontheapplicationofcompositeecologicalsoilsewagedisposaltechnologyandmembranebioreactortechnologyinsewagetreatmentofHedaExpresswayServiceArea，anewtypeofsewagetreatmenttechnologywhichiseconomicalandpractical，aswellasmeetstherequirementshasbeendevelopedforexpresswayserviceareasincoldregions．KeywordsExpresswayservicearea；Compositeecologicalsoilsewagedisposaltechnology；Membranebioreactortechnology(上接第66页)中外公路，2005(2)：24—27．[4]DB21／T1402—2006，SBS改性沥青混合料设计与施工技术规参考文献范[S]．[1]张争奇，赵战利，张卫平．矿料级配对沥青混合料低温性能的[5]赵永利，黄晓明．矿料级配基本性能的试验研究[J]．公路交影响[J]．长安大学学报，2005(3)：56—59．通科技，2004(6)：45—48．[2]于新，吴建浩．贝雷法应用探讨[J]．公路，2003(8)：31—35．[3]沙庆林．提高沥青路面使用性能和耐久性的最关键因素[J]．TheImpactAnalysisofMineralAggregateMatchingofBituminousMixtureunderBerretParameterControlonVoidRatiozHAoFtt—xiaoAbstractDuringbituminousmixtureconstruction，theconceptofvolumeindexisclearandthetestoperationissimpleandconvenient，SObituminousmixtureiswidelyusedinpracticalengineeringqualitycontro1．Thebituminousmixtureisdesignedfirstlytomeetvoidratiovolumeindex，thenotherperformanceexaminationcanbecarriedout．ThevoidratiovolumeindexhasacloserelationshipwithmineralaggregategradationwhichisdesignedbyBerretMethod．Thechangeruleofvoidratioundertheinfluenceofmineralaggregategradationisanalyzedbytest．KeywordsBituminousmixture；Mineralaggregategradation；Berretparameter；Voidratio'