:综述：季冻区高速公路服务区组合污水处理系统装置及其设计方法，该污水处理技术目前已列入交通运输部推广目录，纳入8项交通运输部科技示范和绿色公路试点工程，编制4项标准指南，在全国12个省份开展了设计或工程应用，总规模9750m3/d，在吉林、黑龙江、新疆等严寒地区得验证，在贵州、广东等非季冻区也进行了应用，而且跨出交通行业在生活污水处理领域也取得了成功应用。
专利名称： 季冻区高速公路服务区组合污水处理系统装置及其设计方法
申请人： 交通运输部科学研究院、北京大学
发明人： 刘学欣、籍国东、高硕晗、付金生、孔亚平、简丽
专利申请号： 201510836506.0
授权时间： 2017-11-14
发明内容
提供一种能够适应季节性冰冻地区低温条件，适应高速公路沿线附属设施污水水质特征的污水处理新技术，并给出一种可行的装置设计方法，明确了生物浮动池一体化装置和序批式高位生态湿地各自的组成和结构，对载体种类、间歇曝气方法、两级沉淀要求、湿地填料组成及配比、湿地序批式运行方式进行了详细描述，尤其是针对低温保障说明了加热设备及方法、耐寒菌属选择及驯化、湿地保温外壁等创新性的技术措施手段，能够有效克服现有技术处理效率低、运行成本高、管理养护复杂、冬季处理无法达标等缺点，对COD、氨氮、总磷、SS、石油类、动植物油等污染物去除稳定高效，具有较强的抗冲击能力，处理后出水可用于绿化、冲厕、景观用水等用途，运行成本低廉，管理养护简单，可以保证冬季处理稳定达标。
具体实施方式
带有保温增温措施的生物浮动池一体化装置和序批式高位湿地组合可以发挥各自的优势，达到低成本、生态化、高效率、少维护的目的。
生物浮动池一体化装置分为4格，由1个生物选择池、2个生物浮动池和1个沉淀池顺次连接构成。生物选择池和生物浮动池填装不同孔径的聚氨酯复合悬浮载体，投加含经过定向培育的红细菌属、陶厄氏菌属和微小杆菌属等耐寒微生物的复合菌剂，内部浮动增氧，提高载体内微生物与氧气接触机会，提高曝气效率，实现间歇曝气，营造缺氧、厌氧、兼氧、好氧交替的环境，在一个反应单元内实现同步硝化反硝化脱氮，并大量富集聚磷菌，从而大量脱出氨氮和有机物。
在生物浮动池一体化装置前设预热池，预热池内安装蛇形换热管，通过温控阀调节加热温度。当季冻区冬季生物浮动池一体化装置内污水温度<10℃时，系统自动开启预热池热交换器增温，达到耐寒微生物最适生长温度，充分保证冬季处理效果。生物浮动池一体化装置在结构设置、填料选择、微生物投加、间歇曝气、自动加热等方面均与接触氧化和生物滴滤池具有本质区别，能够有效克服接触氧化和生物滴滤池脱氮处理效率低、运行成本高、管理养护复杂、冬季处理无法达标等缺点。
生物浮动池一体化装置处理出水自流入序批式高位生态湿地，序批式高位生态湿地的复合生态填料总厚度为120cm，汇水系统低于一般季冻区冻土层深度，适应湿地冬季运行。由于采取的高位湿地床体设计，增加了反硝化脱氮效果，增加了去除总磷的吸附点位，从而强化了系统深度脱氮除磷效果，有利于服务区污水循环利用。
湿地由吸附反应层、生物反应层、化学反应层和植物反应层组成，本发明原创提出了各层的厚度、填料种类及配比。床体内填充的砾石、陶粒、活性炭等均具有很好的吸附性能，填充的沸石吸附氮效果更好，填充的钢渣具有化学除磷效果。由于生物浮动池出水有机物浓度较低，填充的锯末将作为微生物降解的碳源，进一步保障反硝化脱氮效果。
序批式高位生态湿地采取间歇式运行方式，运行操作由进水、反应、排水、复氧四道工序组成。序批式高位生态湿地采取两级设置，每级序批式运行方式，能够在湿地床体内营造厌氧、兼氧交替的环境，丰富了菌落结构，强化了硝化过程，同时能够有效缓解床体的有机堵塞问题。为适应季冻区冬季低温特征，汇水系统低于一般季冻区冻土层深度，湿地床体外侧设有保温外壁，更好地适应湿地冬季运行。
成果转化情况
该技术目前已列入交通运输部推广目录，纳入8项交通运输部科技示范和绿色公路试点工程，编制4项标准指南，在全国12个省份开展了设计或工程应用，总规模9750m3/d，在吉林、黑龙江、新疆等严寒地区得验证，在贵州、广东等非季冻区也进行了应用，而且跨出交通行业在生活污水处理领域也取得了成功应用。
示范工程1： 吉林省营松高速靖宇服务区示范工程
吉林省营松高速靖宇服务区采用本发明建设了污水处理示范工程，系统调试周期35天，水温在采暖期稳定在20-23℃，停止供暖后为15-16℃，保温增温效果显著。自2014年3月运行以来，工程实际出水平均COD浓度为30.5mg/L，平均COD去除率为92.2%;出水NH3--N浓度为3.0mg/L，平均NH3--N去除率为92.2%;出水TP浓度为0.6mg/L，平均TP去除率为89.9%，出水无色无味、清澈透明。经历了4个冬季严寒天气的考验，各项指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准，成为严寒地区首个冬季稳定达标的实体工程 。
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