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【上海水處理設備網www.esdzu.com】鄉村污水處置廠對實現水環境質量改善和污染總量減排擔負著重要作用，污水處置廠進水的水量水質變化關系到污水處置廠的穩定運行以及出水的穩定達標排放。由于污水水量和水質受到多種因素影響，鄉村污水處置廠進水的負荷變化較大，會對污水處置廠的正常運行和管理發生有利影響。因此，研究污水處置廠的進水變化規律及其特性，特別是針對工業廢水和生活污水混合且工業廢水占比較高的污水處置廠，有助于提高污水處置廠的運行效率和水平，對改善污水處置廠的出水水質以及降低運行費用也具有重要價值。

本文針對某工業廢水和生活污水混合的污水處置廠進水的水量水質指標開展相關研究，分析進水水量和水質的變化特征，考察COD與水量、氨氮、總磷、BOD之間的相關關系以及進水集中度的變化規律，提出了提高污水廠穩定運行的相關措施，以期為污水廠的穩定運行以及出水的穩定達標排放提供參考。

Part1研究方法

針對我國南方平原河網區域某城市的工業生活混合污水處置廠開展相關研究，該污水處置廠日處置設計能力為60萬t其中工業廢水占比約50%工業廢水的組成以印染廢水、造紙廢水、光伏電子廢水為主，主體工藝采用AO處置工藝。以該污水處置廠提供的2015年—2018年進水水質每日的實測數據為基礎開展相關研究，作圖分析采用Origin9軟件。

大量的監測指標歷史數據可反映污水處置廠處置工藝單元的運行規律，因此，擬通過分析由監測指標歷史數據構成的時間序列散布特征，評估污水處置廠長期運行的穩定性，進而建立反映污水處置廠穩定性的評價指標體系和分析方法。蘇魏等開展的鄉村污水處置廠運行穩定性評估方法標明，進水的集中度能夠很好地代表進水的穩定性，因此，污水處置廠進水穩定性由集中度來表征，采用規范差系數來直接量度，如式(1

Part2結果與討論

2.1進水水量和水質的月變化規律分析

該污水處置廠在2015年—2018年進水水量和水質COD氨氮、總磷的變化規律如圖1所示。進水水量在不同月份的動搖性變化較大，特別是每年的2月，水量降低顯著，每年的年末水量增加顯著。分析其原因，主要是該污水處置廠進水中工業廢水約占一半，工業企業生產的季節性變化導致進水水量的動搖性較大。進水COD動搖變化也較大，其原因還是與工業廢水占比較高有關，當工業廢水排放中有大量高COD廢水進水時，污水廠的進水COD也會較高。進水氨氮相對較穩定，基本在1525mg/L其原因可能是工業廢水中的氨氮排放量較穩定。 上海純水設備

孫艷等的研究標明，北京市某污水處置廠各污染指標隨季節變化呈現出較一致的規律性，7月—9月各水質指標濃度均明顯低于其他月份，其主要原因是夏季雨水導致進水流量增大。與之相比，該污水處置廠在雨季的進水水量與其他月份相比，也有升高的趨勢，而水質指標并不高，這也說明存在外來水量及降雨混入的影響。另外，進水的總磷近年來逐漸降低，主要是因為近年來的工業結構調整，排放磷的相關企業數量逐漸減少。

2.2進水水量和水質的頻率分析

該污水處置廠在2015年—2018年進水水量和水質COD氨氮、總磷的頻率分布規律如圖2所示。進水水量服從偏正態分布，水量的變化在1.81082.1108m3/月。進水COD變化區間各不相同，主要是因工業廢水排放的動搖性較大。進水氨氮的變化服從正態分布，總磷的變化區間較平均，這可能是由于近年來影響磷排放的企業數量逐漸減少，磷的排放量穩定降低。 上海純水設備

孫艷等的研究結果標明，北京市某污水處置廠的進水水質BOD濃度正態分布擬合曲線與規范正態分布曲線相比不是完全對稱曲線，且頻率分布的高峰向左偏移，長尾向右延伸，BOD濃度分布呈正偏態分布。與之相比，該污水處置廠的水量頻率分布規律也呈正偏態分布，而氨氮指標的分布規律接近于正態分布，COD和總磷的分布規律與正態分布關系不大。

2.3進水的BOD/COD特征分析

鄉村污水中BOD/COD體現了可生物降解的有機物占總有機物量的比值，可在一定水平上預測污水的可生物降解性，常用來評價污水的可生化性。當BOD/COD<0.1時,不適于生物處理；當0.2<BODCOD<0.6時，適于生物處置。<PCOD<0.4時，標明廢水中存在難生物降解性污染物；當0.4該污水處置廠在2015年—2018年進水BOD/COD變化規律如圖3所示。進水的BOD/COD普遍位于0.30.34由此說明，進水中含有大量難生化降解的污染物。孫艷等的研究結果標明，北京市某污水處置廠BOD/COD相關性顯著，R2可達0.81其原因主要是污水的來源是生活污水，工業廢水量較少，可生化性較好。而該污水處置廠的進水可生化性較差，這就要求污水處置廠的處置工藝進行必要的調整，以保證最終的出水能夠穩定達標排放。

2.4進水COD與相關指標的相關性分析

2015年—2018年，該污水處置廠進水COD與水量、BOD氨氮、總磷的相關性規律如圖4所示。進水COD與進水水量以及總磷的相關性不顯著，分析原因可能是進水中工業廢水占比較高；總磷與COD排放的相關性不顯著，由于排放含磷較高廢水的工業企業不定期排放；進水COD與BOD以及氨氮的相關性較顯著且穩定，這與進水中工業廢水占比較高的分析相一致。進水總磷波動較大，說明在污水廠的運行中需注意磷的去除情況，如有必要可增加強化除磷措施。

孫艷等的研究結果標明，COD與BOD相關性較好，這與本研究的分析結果相一致。

2.5進水的穩定性分析

2015年—2018年，該污水處置廠進水水量、CODBOD氨氮、總磷的穩定性(集中度)如表1所示。該集中度將一年周期內每日的相關數據進行集中度值的計算。2015年—2018年，進水的水量逐漸穩定，而進水CODBOD氨氮、總磷的動搖性較大。分析原因是工業企業排放的廢水在污水廠進水中的占比較大；進水中工業廢水比例較高且隨生產周期和季節性等因素動搖大，嚴重時影響污水處置廠的穩定運行；此外，雨天時雨水接入污水管網造成污水廠進水沖擊，也會影響污水廠的穩定運行。

由于該市城區污水系統采用長距離污水管網輸送系統+末端聯合污水處置廠的運行模式，長距離管網系統中不同空間點位與不同污水輸送提升單元之間，存在生活污水或工業廢水流經時間差。因此，針對管網系統進行調查改造來減少外來水量接入，利用長距離管網系統的蓄容空間來緩解進水水質水量動搖對污水處置廠運行的沖擊，對提高污水處置廠的進水穩定性具有重要作用。

進水穩定性分析結果標明，影響進水穩定性的主要原因是工業污染源的排放。因此，可通過以下措施提高進水穩定性：污水泵站、管網與處置設施安排的物聯網傳感設備獲取動態數據，建立污染源、污水管網和污水廠監控系統，開發基于數學模型和深度學習的專家預測系統與自動反饋控制系統，通過動態監控預警和生活污水/工業廢水排放協同調控，以及雨季管網、泵站系統優化調控，有效緩解進水水量和水質波動的沖擊，進而提高污水處置廠的進水穩定性。

2.6進水穩定性優化的相關戰略

針對影響該工業生活混合污水處置廠進水穩定的工業廢水占比高、水量水質動搖大的突出問題，調查影響進水沖擊負荷的特征性工業廢水的類別，進而根據特征污染物的排放濃度以及對污水廠穩定運行發生影響的關鍵性指標進行分析。

污水外排水量和污染負荷監測數據的基礎上，結合模型模擬不同降雨條件、不同季節、不同節假情況，對外來水量給管網帶來的沖擊影響進行評估，定量分析外來水量比例，建立污染源—污水管網—污水處置廠耦合的網廠聯合調控數學模型，依托工業污染源—污水管網—污水處置廠綜合調控與監管平臺，實現生活污水/工業廢水排放協同調度。 上海純水設備

雨季開展管網、泵站系統優化調控，顯著緩解了進水水量和水質波動的沖擊復合，進而提高污水處置廠的進水穩定性。例如，工業污染源—污水管網—污水處置廠綜合調控與監管平臺，污水管網應急處置工況條件下，可采取管網調控的方法，減緩負荷沖擊到達污水廠進水的時間，以減少進水負荷變化對污水廠的沖擊；雨季條件下，可通過提前預警減少管網負荷率，降雨條件下減少對污水廠進水水量的沖擊；工業廢水特殊超標排放的情況下，通過平臺的線預警功能，啟動管網調控模型模擬方案，降低工業廢水對進水水質的影響，進而提高進水的穩定性。由表1可知，該工業生活混合污水處置廠2018年進水水量和水質與前幾年的情況相比，進水的水量和水質的穩定性均得到大幅提高。

另外，該污水處置廠內部，針對工業廢水占比高、水量水質動搖大等難題，以穩定達標排放為目標，還充分利用了AA O處置工藝，開展低碳氮比、低碳源品質城鎮混合污水強化脫氮除磷、基于粉末載體吸附功能的多級活性污泥-生物膜耦合污水處理、原位生物強化深度脫氮等關鍵技術，確保了污水廠出水全面實現出水穩定，達到城鎮污水處置廠污染物排放規范》GB189182002一級A排放規范。例如，從出水的水質指標來看，2017年和2018年出水COD集中度分別為0.16和0.09出水氨氮在1mg/L以下的天數占當年天數的比例分別為80%和90%由此標明，進水穩定度的提高對污水處置廠的穩定達標起到較好的效果。

Part3小結

1該工業生活混合污水處置廠的進水水量和水質的變化特征具有明顯的周期性，特別是每年2月，水量大幅降低；工業廢水占比較高，進水的可生化性較差，BOD/COD普遍位于0.300.34標明廢水中含有大量難生化降解的有機污染物；進水水量、COD和氨氮的穩定性從2015年—2018年呈逐年提高的趨勢。

2基于建立的工業污染源—污水管網—污水處置廠綜合調控與監管平臺，以及生活污水/工業廢水排放的協同調度以及雨季管網、泵站系統的優化調控，能夠有效緩解進水的水量和水質波動的沖擊負荷，進而提高污水處置廠的進水穩定性，可為污水廠的穩定運行以及出水的穩定達標排放提供參考。

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