全国交通运输行业第二批节能减排典型示范项目推广材料.docx

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全国交通运输行业第二批节能减排典型示范项目推广材料

全国交通运输行业第二批节能减排典型示范项目推广材料——

庐山、鄱阳服务区污水生态处理工程

综合点评

近年来，江西省高速公路建设进展迅速，到2020年底，全省高速公路总里程达2316公里。

按照国家建设资源节约型、环境友好型社会总体要求，结合交通运输进展的特点，交通运输治理部门对节能减排问题愈发重视。

公路服务区污水是一种典型的分散型污水，常规污水的处理，一样考虑采纳活性污泥工艺或生物膜工艺等生物处理技术，但这些生物处理技术具有投资大、运行费用高、治理复杂、产生臭味、污泥易导致二次污染等缺点，在公路服务区污水处理的应用方面受到专门大限制。

江西赣粤高速公路股份经营治理江西省的高速公路达558公里，旗下各条高速公路均系国家及省内高速公路网络的重要组成部分。

结合昌九高速公路庐山服务区建设项目和九景高速鄱阳服务区建设项目，公司本着节约水资源，减少水污染的宗旨，分别采纳了生态潜流湿地技术和土壤渗滤技术对两个服务区的污水进行处理。

该两项技术具有投资省、运行费用低、易于爱护、生态美学成效好等优点。

处理后的水质能达到相关排放标准，能够循环使用，既节约了水资源，又能降低有机物、总氮和总磷等污染物的排放，节能减排成效明显，达到了节能减排的目的，促进了沿线生态环境逐步实现良性循环，环境效益和社会效益明显。

专家组组长：

万金保

二〇〇九年十月三十日

〝庐山、鄱阳服务区污水生态处理技术〞

技术材料

1概况

1.1庐山服务区概况

昌九高速公路是国家干线公路网规划福银〔福州至银川〕高速公路在江西境内的重要组成部分，是江西省首条高速公路，昌九高速公路双向4车道，设计行车速度100km/h，全长约133.4km。

一期1993年建成通车，二期1994年通车，三期1996年建成通车。

实施技改时，已运营10～13年。

全线共设服务区5处，雷公坳、新祺周、共青、通远〔庐山南〕、木家垄〔九江〕服务区，其中新祺周服务区现已废弃，共青、通远〔庐山南〕具备加油、餐饮、停车功能，但规模较小，雷公坳、木家垄〔九江〕仅具备服务区加油、停车功能，且面积均较小。

尽管这些服务设施的建设为确保本路段车辆的安全运营发挥了重要作用，但由于各服务区存在用地规模小、停车场地少、服务功能简单等问题，现有的服务设施已无法适应昌九高速公路日益增加的交通量的需求，也无法满足人们优质出行的要求,不仅降低了道路的服务水平,也带来了交通安全隐患。

江西赣粤高速公路股份因时度势，依照高速公路进展的需求，提出了启动建设庐山中心服务区的要求。

庐山中心服务区位于昌九高速公路K90公桩〔福银线K666〕，地处九江市九江县马回岭镇境内。

地理位置东经115°48′43″，北纬29°25′43″。

庐山中心服务区以高速公路为界，分为南北二区域，为便于二区间联系，拟利用现有的高速公路机通，作为连接服务区二区域的联络通道。

庐山服务区总建筑面积8450m2，总用地面积400亩，总投资7934.31万元，全部由江西赣粤高速公路股份承担。

庐山中心服务区用地分设在高速公路两侧，每侧场区均考虑公共厕所、休息厅、餐厅、商店、旅社、加油站、修理车间、水泵房、变配电房等功能，另外需要考虑在其中一侧设置内部治理用房、职工生活用房等。

服务区内停车位数量需满足：

小型车位25个、大型货车90个，大型客车40个，特大型拖挂车15个。

停车场大、中、小型停车位，应由远而近布置在服务区综合楼前。

厨房餐厅：

每侧按1400m2考虑，共2800m2。

厕所：

每侧按630m2考虑，共1260m2，厕所蹲位数需满足：

女蹲位53个，男蹲位16个，男小便器53处〔或考虑采纳小便槽〕，残疾人厕所2处。

商店及免费休息大厅：

每侧按300m2考虑，共600m2。

加油站〔仅站房面积，不包括遮雨棚〕：

每侧350m2，共700m2。

设备名称

型号

单位

数量

备注

汽油储罐

40m3

个

3

埋地式

柴油储罐

60m3

个

3

埋地式

双枪加油机

台

6

修理车间：

每侧150m2，共300m2。

客房：

每侧600m2，共1200m2。

职工宿舍：

单侧设置1100m2，按100～160人考虑。

治理办公室、水电附属设施及其他300m2。

服务设施建筑考虑无障碍设计，立面按坡屋面形式设置，建筑形体结合地势布置，单体或组合不做限制。

该服务区一侧一次所需消防用水量为250m3。

因此每侧各设置一个地下消防水池，每个体积250m3。

1.2鄱阳服务区概况

九景高速公路属杭瑞高速公路中的一段，路线主线全长133.64公里〔里程桩号为：

杭瑞主线K120+854～K249+154，原九景主线K129+384～K134+720〕，互通匝道共19.74公里。

本公路按一级公路〔平原微丘〕技术标准建设。

全线分为两段分期修建，第一段即九湖段〔杭瑞主线K234+310～K249+154〕长14.844km，1997年4月6日开工，于1999年2月15日通车；第二段即湖景段〔里程桩号为：

杭瑞主线K120+854～K234+310，原九景主线K129+384～K134+720〕长118.796km，1997年12月22日全面开工，2000年11月18日全线建成通车。

南昌-九江-景德镇是全国十四条重点旅行线路之一，因此，九景高速公路也是一条旅行公路。

全线设桥梁隧道治理所各1个、收费所5个、收费站8处；沿线共设服务区2处。

石钟山服务区仅具备加油及简易的停车、餐饮功能，罗家滩服务区差不多停止使用。

目前全线133公里仅1个服务区，远远超过国家相关规范的要求〔一样宜50公里设置一个〕，无法为道路使用者提供完善的服务。

九景高速现有的服务设施已无法适应九景高速公路日益增加的交通量的需求，也无法满足人们优质出行的要求,不仅降低了道路的服务水平,也带来了交通安全隐患。

江西赣粤高速公路股份因时度势，依照高速公路进展的需求，提出了启动建设鄱阳中心服务区的要求。

鄱阳湖中心服务区位于九景高速公路K153公桩，地处上饶市鄱阳县田畈街乡境内。

地理位置东经115°54′59″，北纬29°21′36″。

项目具体位置见图三。

鄱阳湖中心服务区总建筑面积6500m2，总用地面积298亩。

总投资5969.26万元，全部由江西赣粤高速公路股份承担。

拟建项目鄱阳湖服务区用地分设在高速公路两侧，每侧场区均考虑公共厕所、休息厅、餐厅、商店、旅社、加油站、修理车间、水泵房、变配电房等功能，另外需要考虑在其中一侧设置内部治理用房、职工生活用房等。

服务区内停车位数量需满足：

小型车位20个、大型货车70个，大型客车30个，特大型拖挂车10个。

停车场大、中、小型停车位，应由远而近布置在服务区综合楼前。

厨房餐厅：

每侧按1070m2考虑，共2140m2。

厕所：

每侧按480m2考虑，共960m2，厕所蹲位数需满足：

女蹲位40个，男蹲位40个，男小便器25处〔或考虑采纳小便槽〕，残疾人厕所1处。

商店及免费休息大厅：

每侧按300m2考虑，共600m2。

加油站〔仅站房面积，不包括遮雨棚〕：

每侧250m2，共500m2。

设备名称

型号

单位

数量

备注

汽油储罐

40m3

个

3

埋地式

柴油储罐

60m3

个

3

埋地式

双枪加油机

台

6

修理车间：

每侧150m2，共300m2。

客房：

每侧450m2，共900m2。

职工宿舍：

单侧设置800m2，按60～100人考虑。

治理办公室、水电附属设施及其他300m2。

服务设施建筑考虑无障碍设计，立面按坡屋面形式设置，建筑形体结合地势布置，单体或组合不做限制。

该服务区一侧一次所需消防用水量为250m3。

因此每侧各设置一个地下消防水池，每个体积250m3。

2020年6月至2020年11月，赣粤公司联合交通部科学研究院编制完成了«庐山、鄱阳服务区污水生态处理工程设计»，并通过了国内知名专家评审。

评审意见认为，该项工程采纳了污水生态处理工艺，参照吸纳了国内外体会，在无设计规范基础上，采纳新技术，新工艺，具有先进性。

设计结合当地情形提交施工图设计，总体方案可行，思路清晰，污水产生量、浓度等源强分析正确，可达到污染治理和废水回用的目的。

2020年1月两个服务区的污水处理工程正式开工，2020年3月污水处理工程开始正式运行，2020年6月底，经九江市环境监测站监测，结果见表1～4。

表1庐山服务区东区污水水质分析结果

点位/项目

pH

CODCr

BOD5

氨氮

悬浮物

总磷

总氮

色度

〔倍〕

进水

7.17

220

136

49.05

30

3.46

77.89

2

出水

7.18

58

16.9

0.759

9

0.07

9.22

2

去除率

—

74%

88%

98%

70%

98%

88%

—

表2庐山服务区西区污水水质分析结果

点位/项目

pH

CODCr

BOD5

氨氮

悬浮物

总磷

总氮

色度

〔倍〕

进水

7.19

50

16.6

6.487

22

0.7

9.81

2

出水

6.98

16

2.5

0.257

5

0.05

1.32

无

去除率

—

2.9%

68%

85%

96%

77%

93%

—

表3鄱阳服务区南区污水水质分析结果

点位/项目

pH

CODCr

BOD5

氨氮

悬浮物

总磷

总氮

色度

〔倍〕

进水

7.56

194

128

18.89

27

1.19

19.69

无

出水

7.38

8

2

6.459

8

0.07

9.22

2

去除率

—

96%

98%

66%

70%

94%

53%

—

表4鄱阳服务区北区污水水质分析结果

点位/项目

pH

CODCr

BOD5

氨氮

悬浮物

总磷

总氮

色度

〔倍〕

进水

8.20

668

455

122.2

32

9.21

152.83

2

出水

7.36

37

9

3.200

5

0.03

9.08

无

去除率

—

94%

98%

97%

84%

100%

94%

—

2项目原理

以传统活性污泥法、生物膜法及其各种改进工艺为代表的生物法是目前世界各地处理生活污水、都市污水以及工业废水的主流技术，但污水的生物处理工艺普遍面临着耗能高、治理爱护复杂、产生大量的剩余污泥等挑战。

污水生态处理技术是利用自然净化原理人工建筑具有净水功能的自然处理系统，发挥生态系统中物理、化学和生物的三重协同作用来实现水质的净化，其工艺要紧包括潜流式人工湿地和土壤垂直渗滤净化技术。

2.1潜流式人工湿地技术

人工湿地是一种通过模拟天然湿地的结构和功能，人为建筑和操纵治理的湿地系统，是近些年显现的一种新型的污水处理技术，其去除污染物的范畴较为广泛，包括有机物、氮〔N〕、磷〔P〕、悬浮物〔SS〕、微量元素、病原体等，其净化机理十分复杂，综合了过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物分解和植物吸取等生态系统中存在的物理、化学和生物的三重协同作用。

从工程设计的角度动身，按照系统布水方式或水在系统中流淌方式的不同，能够将湿地分为自由表面流人工湿地（SFW）、潜流式人工湿地（SSFW）和垂直流人工湿地（VFW）三种差不多型式。

自由表面流人工湿地要紧特点是废水在基质表面形成漫流，有机物的去除要紧依靠基质表面、植物在水下根茎、杆上的生物膜的作用，这种湿地流态与天然湿地较为接近，有利于废水的自然复氧，但处理成效不理想，不能充分利用基质及植物根系的作用，容易生长蚊蝇，产生臭味；潜流式人工湿地要紧特点是废水在基质内流淌，能够充分利用基质表面及植物根系上生物膜及其他作用处理污水，卫生条件好，是目前应用较为广泛的湿地流态。

垂直流人工湿地的水流形状综合了SFW和SSFW的特点，但建筑要求较高，在湿地床表层设置布水和集水管道系统，布水和集水的平均性受施工质量阻碍专门大，也容易生长蚊蝇。

图1潜流式人工湿地结构示意图

2.2土壤垂直渗滤净化技术

土壤渗滤处理系统是应用土壤学、植物学、微生物学等差不多原理建立的人工土壤生态系统，利用土壤颗粒的过滤作用、表面吸附作用、离子交换、植物根系和土壤中微生物对污染物的吸取分解等机理，改善天然土壤生态系统中的有机环境条件和生物活性，强化土壤生态系统的功能，提高处理能力和成效。

天然土和人工配制土的渗料对水中有机物、氮、磷等污染物有明显的去除净化作用，并表现出具有耐冲击负荷能力和良好的再生功能，说明土壤中微生物群通过适应与驯化，对水中要紧污染物有分解和转化能力。

人工土的渗透系数可达到10-5m/s～10-3m/s数量级，还具有良好的通透性，改善了土壤的物化条件和微生物栖息条件，有更强的净化能力。

土壤渗滤系统分为垂直渗流和水平渗流两种。

（a）土壤垂直渗滤净化系统

（b）土壤水平渗滤净化系统

图2土壤渗滤系统结构示意图

3项目生产工艺

3.1潜流湿地工程

潜流湿地工程的施工工序如图3所示。

图3潜流湿地工程施工工序图

3.2土地渗滤工程

土壤渗滤工程的施工工序如图4所示。

图4土壤渗滤工程施工工序图

4项目保证措施

〔1〕做好前期调查，保证设计质量：

污水生态处理工程既是高速公路服务区给排水系统的一部分，又是景观绿化工程的一部分，因此，在项目前期规划设计时期，业主单位应合理和谐服务区主体设计单位与污水处理专项设计单位以及景观设计单位等参与各方之间的任务分工和工作接口，在服务区规划绿地中合理预留污水生态处理系统的建设用地，同时该选址必须与服务区室外排水管线相和谐，尽量幸免污水的二次提升，充分利用服务区的自然高程进行污水配水或处理水回流，尽可能节约工程后期的运行成本。

〔2〕优选填料组分，保证材料质量：

人工湿地所用的填料一样是由多个组分按一定比例复合配置而成，关于填料的组分应优选孔隙率高、强度大、易于微生物附着同时易于取材的材料，既确保填料的质量，又合理操纵工程的投资水平。

关于土壤渗滤系统来说，在充分利用当地天然土壤的同时，应对土壤孔隙率及渗水性能进行测试及评判，必要时应采取天然土壤和人工土壤的级配，以确保床体具有良好的渗水能力。

〔3〕规范施工工艺，保证施工质量：

施工过程中应着重操纵好以下几个环节：

①基槽夯实

人工湿地和土壤渗滤系统的建筑过程中，基槽的的夯实专门重要，这对防渗层的爱护起专门大的作用。

所用的素土应该通过过筛，夯实的次数应该在两次以上，夯实后保持表面平坦。

②防水材料的铺设

防水材料关于整个人工湿地或土壤渗滤污水处理系统起着至关重要的作用，关系到整个湿地或土壤渗滤系统能否正常运行，因此防水材料的焊接过程应该慎重。

在安装管道的时候要注意管材与防水材料的焊接。

③配水以及集水管道的安装

在配水管和集水管的安装过程中，一定要注意确保管道的水平，否那么布水就会不平均，使床体部分区域显现短路现象。

5项目成效

5.1社会效益

我国经济快速增长，各项建设取得庞大成就，但也付出了庞大的资源和环境代价，经济进展与资源环境的矛盾日趋尖锐。

党的十七大报告指出，必须坚持节约资源和爱护环境的差不多国策，开发和推广节约、替代、循环利用和治理污染的先进适用技术，进展清洁能源和可再生能源，爱护土地和水资源，建设科学合理的能源资源利用体系，提高能源资源利用效率，必须把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化进展战略的突出位置，落实到每个单位、每个家庭。

2007年国务院做出了加强节能减排的工作部署，要求确保国家〝十一五〞节能减排目标的实现。

近年来，我国高速公路建设进展迅速，到2020年底，全国公路总里程达368万公里，高速公路从无到有，通车里程已达6.03万公里。

随着我国公路建设迅猛进展，高速公路配套的服务区也越建越多，这些服务区在正常运营过程中产生的污水逐步成为我国水环境治理中亟待解决的一个问题。

高速公路事业是经济社会进展的重要支撑，也应为节能减排做奉献。

研究开发合适的污水处理工艺，用于高速公路服务区的污水处理工程建设，既能够幸免污水直截了当排放对周边环境造成污染，也能够将污水就地处理回用，节约服务区对新奇淡水资源的消耗，具有治污与节流的双重效益，关于绿色交通行业创建将产生积极的推动作用。

5.2经济效益

潜流式人工湿地和土壤渗滤的基建投资和运行成本与其他污水的生物处理工艺相比，结果如表5所示。

表5不同污水处理工艺技术经济指标的比较

污水处理工艺

生物法

生态法

基建投资

1500～3000元/〔m3/d〕

1500～2000元/〔m3/d〕

运行成本

0.8～1.2元/m3

0.2～0.5元/m3

5.3环境效益

〔1〕节能

潜流式人工湿地和土壤渗滤这两类生态处理工艺不需要鼓风机或潜水曝气机等大功率的机电设备，其所配套的机电设备要紧是原水或处理水〔再生水、中水〕提升泵，其能耗指标如表6所示。

表6不同污水处理工艺能耗指标的比较

污水处理工艺

生物法

生态法

运行能耗

0.5～0.8kW·h/m3

0.1～0.2kW·h/m3

〔2〕减排

表7分别列出了采纳生物法和生态法的污水处理工艺的成效。

表7不同污水处理工艺污染物排放浓度比较

污染物

生物法

生态法

COD

40～60mg/L

10～60mg/L

氨氮

4～10mg/L

≤5mg/L

总氮

6～20mg/L

≤10mg/L

总磷

1～2mg/L

≤0.1mg/L

〔3〕无二次污染

生态法在处理污水的过程中没有投加任何化学药剂，无化学污泥产生，同时也可不能产生剩余活性污泥。

另外，生态处理系统没有噪声及臭味污染周边环境，因此，无二次污染产生。

6建议

6.1潜流式人工湿地技术

〔1〕加强污水中所含矿物油及致病菌的处理；改进调剂沉淀池结构，进一步提高污水中悬浮物的去除效率，减缓堵塞和增长潜流式人工湿地使用时刻。

并依照江西地区的气候特点，对湿地植物物种进行选择，提高脱氮除磷持久成效；

〔2〕完善潜流式人工湿地计量〔例如：

流量〕仪器及设备；加强日常治理，确保设备正常运行；积存平常运行记录，专门是冬季运行数据，详细记载常规水质因子〔COD、BOD、SS、pH、TN、TP、矿物油等〕的分析数据；提高中水回用率，节约水资源。

6.2土壤垂直渗滤净化技术

〔1〕核准污水处理量，确保集水管网正常运行，保证土壤垂直渗滤净化系统污水处理规模；调查污水来源，分析进口污水水质〔COD、BOD、SS、NH3-N、pH、TN、TP等〕和含矿物油量偏高的缘故，进一步提高处理成效；

〔2〕加强污水中所含矿物油及致病菌的处理；完善土壤垂直渗滤净化系统的计量〔例如：

流量〕仪器和自动操纵设备；规范平常运行记录，详细记载常规水质因子〔COD、BOD、SS、PH、TN、TP、矿物油等〕的分析数据；提高中水回用率，节约水资源。

总之，在完善上述处理工艺和设备的条件下，优化投资规模，降低运行成本，减少占地面积，且进行多种处理方案的比较，择域进行推广。

江西省交通运输厅节能减排专家组

2009年10月30日