高速公路收費站污水中含有泥沙、油脂、皂液、食物屑、病菌、雜物等物質，體現在水質指標上，即生化需氧量（BOD5）、化學需氧量（CODcr）、懸浮物（SS）含量高，氮、磷含量高，富營養化。若不經處理，直接排入水體（江、河、湖、海和地下水）和土壤，將使水體和土壤中有機物濃度過高，而使水體及土壤富營養化。
高速公路收費站污水處理設備裝置系統去除有機污染物及氨氮主要依賴于設備中的AO生物處理工藝。其中工作原理是：在*，由于污水有機物濃度很高，微生物處于缺氧狀態，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中的有機氨轉化分解為NH3-N，同時利用有機碳作為電子供體，將NOˉ2-N、NOˉ3-N轉化為N2，而且還利用部分有機碳源和NH3-N合成新的細胞物質。所以*池不僅具有一定的有機物去功能，減輕后續好氧池的有機負荷，以利于硝化作用的進行，而且依靠原水中存在的較高濃度有機物，完成反硝化作用，終消除氮的富營養化污染。在O級，由于有機物濃度已大幅度降低，但仍有一定量的有機物及較高的NH3-N存在。為了使有機物得到進一步氧化分解，同時在碳化作用處于完成情況下硝化作用能順利進行，在O級設置有機負荷較低的好氧生物接觸氧化池。在O級池是主要存在好氧微生物及處氧型細菌(硝化菌)。其中好氧微生物將有機物分解成CO2和H2O；自養型細菌(硝化菌)利用有機物分解產生的無機碳或空氣中的CO2作為營養源，將污水中的NHˉ3-N轉化成Nˉ2-ON、Nˉ3-ON、O級池的出水部分回流到*池，為*池提供電子受體，通過反硝化作用*終消除氮污染。
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