全國127座城市污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)特征

　　1基本背景

　　截至2016年9月底，全國累計建成污水處理廠(chǎng)3976座，污水處理能力達1.7億m3/d。然而污水處理系統的能耗較大、運行費用偏高,現階段污水處理的建設及后續提標改造工程往往都忽略進(jìn)水水質(zhì)構成及其變化，導致后期工藝運行調整難、運行能耗高，影響出水穩定達標。因此，對城市污水處理廠(chǎng)進(jìn)水特征進(jìn)行系統分析，有利于選擇合理的工藝、優(yōu)化設計，具有非常重要的現實(shí)意義。

　　2樣本選擇

　　選取全國19個(gè)省市自治區127座污水處理廠(chǎng)為研究對象，其中山東19座，廣東15座，湖南8座，湖北1座，河南4座，遼寧9座，陜西3座，北京2座，海南2座，河北6座，甘肅1座，四川9座，黑龍江2座，云南13座，浙江4座，江蘇23座，福建1座，廣西2座，貴州3座。

　　3結果與討論

　　3.1進(jìn)出水水質(zhì)基本指標分析

　　本研究共涉及127座污水處理廠(chǎng)，平均進(jìn)水COD219.97mg/L,BOD581.64mg/L，SS148.54mg/L,TN為30.36mg/L，NH3-N為22.83mg/L，TP3.7mg/L，出水濃度均低于一級A標準，其中SS去除率最高，TN去除率最低，僅為59.92%。BOD5/COD平均值為0.36，BOD5/TN平均值為2.66，詳見(jiàn)表1。

　　3.2進(jìn)水水質(zhì)指標特征分析

　　分析圖1可以發(fā)現進(jìn)水COD波動(dòng)范圍在21.40~896.64mg/L，50%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水COD<195mg/L，80%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水COD<282mg/L。進(jìn)水BOD5波動(dòng)范圍在6.1~273.98mg/L，50%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水BOD5<72.1mg/L，80%的污水處理廠(chǎng)BOD5<105mg/L。進(jìn)水SS范圍在13.8~748.9mg/L，50%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水SS<123.5mg/L,80%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水SS<210.82mg/L，進(jìn)水TN在5.3~119.45mg/L,其中50%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水TN<29.7mg/L，80%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水TN<36.36mg/L。樣本污水處理廠(chǎng)進(jìn)水NH3-N范圍為2.6~168mg/L，其中50%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水NH3-N<20.5mg/L，80%的污水廠(chǎng)進(jìn)水NH3-N小于27.63mg/L。而進(jìn)水TP范圍0.32~36.52mg/L，50%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水TP<2.7mg/L，80%污水處理廠(chǎng)進(jìn)水TP<3.3mg/L。

　　以上數據表明，污水處理廠(chǎng)進(jìn)水COD、BOD5濃度普遍偏低，雨污分流不徹底造成污水處理效能下降，單位COD削減能耗大大提高。

　　3.3進(jìn)水營(yíng)養物質(zhì)的比例關(guān)系(見(jiàn)圖2)

　　分析圖2a可以發(fā)現樣本污水處理廠(chǎng)BOD5/COD波動(dòng)范圍在0.04~0.63，平均值為0.36，其中僅2%的污水處理廠(chǎng)BOD5/COD<0.1，42%的污水處理廠(chǎng)BOD5/COD>0.4，結果表明樣本污水處理廠(chǎng)幾乎都適合生物處理，其中一半的污水處理廠(chǎng)易于生物降解。

　　分析圖2b可得僅有22%的污水處理廠(chǎng)SS/BOD5<1.2，有60%的城鎮污水SS/BOD5甚至超過(guò)了1.5，比正常值(1.1~1.2)偏高。SS/BOD5增加，反硝化速率降低，導致在缺氧段碳源利用不充分，碳源在好氧段的消耗比例增加，碳源未被高效利用，反硝化能力不足，總氮去除效果變差。進(jìn)水SS/BOD5偏高是實(shí)現總氮提標的巨大障礙。

　　污水處理生物除磷系統一般需要一定的基質(zhì)來(lái)獲得能量，一般BOD5/TP>20可滿(mǎn)足要求。由圖2可知，BOD5/TP的平均值和中間值分別為27.23和25.27，66%的污水處理廠(chǎng)BOD5/TP>20，均可以滿(mǎn)足生物除磷的需求。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　碳源是影響生物反硝化速率和過(guò)程的重要因素，分析圖2d，大部分污水處理廠(chǎng)BOD5/TN<2.59，80%的污水處理廠(chǎng)BOD5/TN<3.6，僅有10%的污水處理廠(chǎng)>4，數據表明大部分污水處理廠(chǎng)大多數情況下反硝化碳源不足，需要額外添加碳源，從而增加了污水處理廠(chǎng)運營(yíng)成本。

　　3.4進(jìn)水水質(zhì)指標相關(guān)性分析

　　本研究針對污水處理廠(chǎng)2016年全年平均進(jìn)水水質(zhì)指標COD、BOD5、SS、TN、NH3-N和TP，采用最小二乘法對數據進(jìn)行回歸分析，建立相應回歸方程，得到各污染指標之間的相關(guān)關(guān)系。各指標間的回歸方程及相關(guān)系數(R2)如表2所示。

　　BOD5與COD之間的線(xiàn)性擬合較好，R2為0.7573，與SS、TN、NH3-N和TP之間線(xiàn)性擬合程度偏低，僅為0.23、0.018、0.25和0.37，與TN幾乎不存在線(xiàn)性關(guān)系。COD與TP的線(xiàn)性關(guān)系較好，R2為0.56，與SS、NH3-N的線(xiàn)性擬合相關(guān)性(R2)為0.3294和0.2588，與TN的線(xiàn)性相關(guān)性系數僅為0.0035，線(xiàn)性關(guān)系不明顯。TN與NH3-N、TP的線(xiàn)性擬合度為0.3659和0.5293，優(yōu)于與COD、BOD5的線(xiàn)性關(guān)系。

　　4小結

　　(1)各進(jìn)水水質(zhì)指標間存在一定的線(xiàn)性關(guān)系，其中COD與BOD5相關(guān)性顯著(zhù)，相關(guān)系數R2為0.7573。COD與TP的線(xiàn)性關(guān)系較好，R2為0.56;TN與NH3-N、TP的線(xiàn)性擬合度為0.3659和0.5293。

　　(2)BOD5/COD，BOD5/TN，BOD5/TP，SS/BOD5比值分析表明98%的樣本污水處理廠(chǎng)都適用于生化處理，有機物滿(mǎn)足生物除磷需求，但是，進(jìn)水水質(zhì)污染負荷較低，大多數情況下反硝化碳源不足。(來(lái)源：北極星水處理網(wǎng) 作者：郭泓利等)