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

1、省交通运输行业首批节能减排示项目材料庐山、鄱阳服务区污水生态处理工程综合点评近年来，省高速公路建设发展迅速，到2008 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，结合交通运输发展的特点， 交通运输管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， 一般考虑采用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、管理复杂、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很大限制。赣粤高速公路股份经营管理省的高速公路达 558 公里，旗下各条高速公路均系

2、国家及省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，分别采用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、易于维护、生态美学效果好等优点。处理后的水质能达到相关排放标准， 可以循环使用，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， 节能减排效果明显， 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

3、九高速公路是国家干线公路网规划福银（至）高速公路在境的重要组成部分，是省首条高速公路， 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1013 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（）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（）仅具备服务区加油、停车功能，且面积均较小。虽然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

4、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。赣粤高速公路股份因时度势， 根据高速公路发展的需求， 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），地处市县马回岭镇境。地理位置东经 1154843，北纬 292543。 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28450m，总用地面积400 亩，总投资 7934.31 万元

5、，全部由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、旅馆、加油站、维修车间、水泵房、变配电房等功能，另外需要考虑在其中一侧设置部管理用房、职工生活用房等。服务区停车位数量需满足：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。22厨房餐厅：每侧按 1400m 考虑，共 2800m。厕所：每侧按2考虑，共253 个，630m1260m，厕所蹲位数需满足：女蹲位男蹲位 16 个，男小便器53 处（或考虑采用小便槽） ，残疾人厕所2 处。商店及免费休息大厅

6、：每侧按22300m考虑，共 600m。加油站（仅站房面积，不包括遮雨棚）22：每侧 350m，共 700m。设备名称型号单位数量备注汽油储罐3个3埋地式40m柴油储罐3个3埋地式60m双枪加油台6机22维修车间：每侧 150m，共 300m。22客房：每侧 600m，共 1200m。职工宿舍：单侧设置1100m2，按 100 160 人考虑。2管理办公室、水电附属设施及其他300m。服务设施建筑考虑无障碍设计，立面按坡屋面形式设置， 建筑形体结合地形布置，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3250m。因此每侧各设置一个地下消防水池，每个体积3250m。1.2 鄱阳服务区概况

7、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+384K134+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 14.844 km，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+854K234+310，原九景主线 K129+384 K134+720）长 118.796km，1997 年 12

8、月 22 日全面开工， 2000 年 11 月 18 日全线建成通车。 - 是全国十四条重点旅游线路之一，因此，九景高速公路也是一条旅游公路。全线设桥梁隧道管理所各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，罗家滩服务区已经停止使用。目前全线 133 公里仅 1 个服务区，远远超过国家相关规的要求 （一般宜 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。赣粤高速公路股

9、份因时度势，根据高速公路发展的需求，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，地处市鄱阳县田畈街乡境。地理位置东经1155459，北纬 292136。项目具体位置见图三。2鄱阳湖中心服务区总建筑面积 6500m，总用地面积 298 亩。总投资 5969.26 万元，全部由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、旅馆、加油站、维修车间、水泵房、变配电房等功能，另外需要考虑在其中一侧设置部管理用房、职工生活用房等。服务区停车位数量需满足：小型车位 20 个、大型货车 70 个，大型客车

10、 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。22厨房餐厅：每侧按 1070m考虑，共 2140m。22个，厕所：每侧按 480m考虑，共 960m，厕所蹲位数需满足：女蹲位 40男蹲位 40 个，男小便器 25 处（或考虑采用小便槽） ，残疾人厕所 1 处。商店及免费休息大厅：每侧按22300m考虑，共 600m。22加油站（仅站房面积，不包括遮雨棚） ：每侧 250m，共 500m。设备名称型号单位数量备注汽油储罐3个3埋地式40m柴油储罐3个3埋地式60m双枪加油机台622维修车间：每侧 150m，共 300m。22客房：每侧 450m，共

11、900m。2职工宿舍：单侧设置800m，按 60100 人考虑。2管理办公室、水电附属设施及其他300m。服务设施建筑考虑无障碍设计，立面按坡屋面形式设置，建筑形体结合地形布置，单体或组合不做限制。3该服务区一侧一次所需消防用水量为250m。因此每侧各设置一个地下消防3水池，每个体积250m。2008 年 6 月至 2008 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，并通过了国知名专家评审。评审意见认为，该项工程采用了污水生态处理工艺，参照吸纳了国外经验， 在无设计规基础上，采用新技术，新工艺，具有先进性。设计结合当地情况提交施工图设计，总体方案

12、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。2009 年 1 月两个服务区的污水处理工程正式开工，2009 年 3 月污水处理工程开始正式运行， 2009 年 6 月底，经市环境监测站监测，结果见表14。表 1庐山服务区东区污水水质分析结果点位/项pHCODBOD氨氮悬浮物总磷总氮色度目Cr5（倍）进水7.1722013649.05303.4677.892出水7.185816.90.75990.079.222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 /pHCODBOD氨氮悬浮物总磷总氮色度项目Cr5（倍）进水7.19

13、5016.66.487220.79.812出水6.98162.50.25750.051.32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pHCODBOD氨氮悬浮物总磷总氮色度目Cr5（倍）进水7.5619412818.89271.1919.69无出水7.38826.45980.079.222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 /pHCODBOD氨氮悬浮物总磷总氮色度项目Cr5（倍）进水8.20668455122.2329.21152.832出水7.363793.20050.039.08无去除率94%9

14、8%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、 城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、 管理维护复杂、 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造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，其工艺主要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， 人为建造和控制管理的湿地系统，是近些年出现的一种新型的污水处理技术， 其去除污染物的围较为广泛，包括

15、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收等生态系统中存在的物理、化学和生物的三重协同作用。从工程设计的角度出发，按照系统布水方式或水在系统中流动方式的不同，可以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)三种基本型式。自由表面流人工湿地主要特点是废水在基质表面形成漫流，有机物的去除主要依靠基质表面、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， 但处理效果不理想，不能充分利用基质及植物根系的作用

16、，容易生长蚊蝇，产生臭味；潜流式人工湿地主要特点是废水在基质流动，可以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态综合了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，布水和集水的均匀性受施工质量影响很大，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、微生物学等基本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收分解等机理， 改善天然土壤生态系统中的

17、有机环境条件和生物活性，强化土壤生态系统的功能，提高处理能力和效果。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， 对水中主要污染物有分解和转化能力。 人工土的渗透系数可达到 10-5 m/s 10-3 m/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

18、示。床体工程场地平整基槽处理防渗处理填料回填土壤回填附属设备及管道安装工程施工测量阀门箱安装配水管安装集水管安装集水箱安装配套构筑物及其设备安装工程调节池施工格栅井施工清水池施工提升泵安装绿化工程调试运行植物种植植物准备图 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。床体工程场地平整基槽处理防渗处理土壤回填附属设施及管道安装工程施工测量阀门井施工配水管安装集水管安装集水井施工配套构筑物及其设备安装工程调节池施工格栅井施工清水池施工提升泵安装绿化工程调试运行植物种植植物准备图 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：

19、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阶段，业主单位应合理协调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协调，尽量避免污水的二次提升， 充分利用服务区的自然高程进行污水配水或处理水回流，尽可能节省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般是由多个组分按一定比例复合配置而成， 对于填料的组分应优选孔隙率高、 强度大、易于微生物附着并且易于取材的材料

20、，既确保填料的质量，又合理控制工程的投资水平。对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价， 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）规施工工艺，保证施工质量： 施工过程中应着重控制好以下几个环节：基槽夯实人工湿地和土壤渗滤系统的建造过程中， 基槽的的夯实很重要， 这对防渗层的保护起很大的作用。所用的素土应该经过过筛，夯实的次数应该在两次以上，夯实后保持表面平整。防水材料的铺设防水材料对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， 所以防水材料的焊接过程

21、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。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， 否则布水就会不均匀，使床体部分区域出现短路现象。5 项目成效5.1 社会效益我国经济快速增长， 各项建设取得巨大成就， 但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发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保护环境的基本国策， 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， 发展清洁能源和可再生能源， 保护土地和水资源， 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

22、、 现代化发展战略的突出位置， 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，我国高速公路建设发展迅速， 到 2008 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发展，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渐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发展的重要支撑， 也应为节能减排做贡献。 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， 既可以避免污水直接排放对周边环境造

23、成污染，也可以将污水就地处理回用， 节省服务区对新鲜淡水资源的消耗， 具有治污与节流的双重效益，对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15003000 元315002000 元3/ （ m/d ）/ （m/d ）运行成本0.8 1.2元/m30.2 0.5元 /m35.3 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主要是原水或处理水 （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 0.8kWh/m30.1 0. 2kWh/m3（ 2）减排表 7 分别列出了采用生物法和生