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摘要：近年来，随着我国经济水平的快速发展，城镇生活污水及工业废水产生量快速上升，有效促进了污水处理行业发展迅速，城镇污水处理设施也基本实现全面普及，绝大多数城市现有污水处理厂的处理能力虽然可以满足当地经济快速发展需求，但也存在着进水浓度普遍偏低问题。经分析，我国约45%污水处理厂的进水COD浓度低于200mg/L。
关键词：重点工业企业；废水尾水纳管；污水处理厂进水
引言
水环境治理一直是环境保护的重中之重。随着人口数量的增多和污水排放量的增大，以及农村污水的截污纳管，现有城镇污水处理厂已超负荷运行。为满足污水处理负荷，全国新建了多个污水处理厂。然而，进水有机物较低一直制约着生化系统的脱氮除磷效果。
1研究背景
我国城市污水处理厂进水水量组成不仅有原生污水和工业废水，还有地下水、河水以及雨水等外来水。采用水量平衡三角法对台州某城镇污水处理厂进水水量组成进行了分析，发现该地区在雨季雨水混入量最高可达35%，大量稀释了污水中相关污染物浓度，导致进水水质浓度偏低。采用水量平衡三角法对城镇污水处理厂进水中地下水、河水及雨水混入比例进行了研究，研究结果表明某污水处理厂进水中实际原生污水量仅为60.0%左右，其余40.0%为地下水及河水渗入量或雨水混入量。因此，提高城市污水处理厂进水水质浓度的首要前提是解析进水水量的组成情况，这一前提步骤直接关系到污水处理厂进水低COD或BOD5问题原因的发现，对后续提出水质提升措施和解决排水系统存在的问题至关重要。
2研究方法
针对某工业生活混合污水处理厂开展相关研究，该污水处理厂设计日处理能力为20万m3，设计出水标准为地表准Ⅳ类。以该污水处理厂提供的2019—2020年每日实测进水水质数据及收集的工业废水尾水排放数据为基础开展相关研究。采用在线监测、现场测量、实验室检测、环境监测等方法，收集污水处理厂服务片区重点工业企业废水排放量与污染物排放浓度。
3重点工业企业废水尾水纳管对污水处理厂进水影响分析
3.1污水处理厂进水水量水质
该污水处理厂进水水量2019年波动较大，在15万～27万m3/d之间波动，处理总量为8202.97万m3/a，2020年进水水量在21万m3/d左右波动，处理总量为6647.41万m3/a。2019年，污水处理厂进水水量、COD、BOD5、NH3-N浓度变化则呈现出较为明显的季节变化规律，4—10月份期间处于雨季，雨水进入污水管，处理水量增大，造成污染物浓度较低，COD浓度约在150～260mg/L，BOD5浓度在50～80mg/L，NH3-N浓度在14～25mg/L；而1—3月、11—12月处于旱季，处理污水量减少，污染物浓度较高，COD浓度在210～320mg/L，BOD5浓度在60～100mg/L，NH3-N浓度在20～30mg/L。研究也指出深圳是典型的南方城市，雨季时会有大量的雨水进入合流制管网输送至污水处理厂，污水处理厂的进水水质也会因雨水的大量混入导致污染物浓度降低。2020年数据的离散程度比2019年小，因此相比2019年，2020年污水处理厂的进水水量、污染物浓度波动较小，2020年水量为20万～22万m3/d，COD浓度为150～260mg/L，BOD5浓度为50～80mg/L，NH3-N浓度为17～25mg/L。
3.2工业废水尾水水量水质
该污水处理厂服务片区内共有58家重点工业企业产生的工业废水尾水进入污水处理厂。
工业废水涉及电镀、食品、印刷、印染等多种类型，且分布较分散。这些废水经厂区内处理设施处理达标后排入邻近的市政管网进入污水处理厂。对58家企业2019年和2020年的工业废水尾水水量及污染物浓度进行统计分析，其中水量数据采用年排放总量，污染物浓度数据采用年平均浓度。重点工业企业废水排放量均很小，90%以上企业工业废水排放量低于10万m3/a，工业废水尾水年排放总量2019年为229.98万m3/a，2020年为169.22万m3/a。COD排放浓度不同企业间区别较大，但均小于60mg/L，90%以上企业BOD5排放浓度小于10mg/L，95%以上企业NH3-N排放浓度低于5mg/L，均低于企业排放许可证排放限值。
3.3脱氮因素
众所周知，影响脱氮效果的主要因素有溶解氧、pH、污泥泥龄、碳源和温度等等。但是，由于新建污水处理厂进水有机负荷偏低且运行初期进水流量较小，并不能完全参照大部分污水处理运行工艺的控制参数进行工艺调控。本次以澳头污水处理厂为例，该厂设计规模为1万m3/d，污水处理工艺采用多模式AAO鼓风曝气二级生化处理＋高效沉淀除磷及纤维转盘过滤深度处理工艺。通水运行初期，该厂进水BOD5浓度约为25mg/L，进水总氮约为30mg/L，进水总磷约为3.5mg/L，日均处理量约为1500～3000m3。进水水质碳氮比失衡较为严重，因此补充外部碳源是必须的，但是补充外部碳源并不能完全实现达标排放。
3.4B/C特征分析
在城市污水中B/C体现了可生物降解的有机物占总有机物量的比值，可在一定程度上预测污水的可生物降解性，常用来评价污水的可生化性。当B/C比为0.4～0.6时，说明废水可生化性较好，适于生物处理；当B/C比为0.2～0.4时，废水中存在难生物降解性污染物，废水的可生化性一般；当B/C小于0.1时，说明废水可生化性差，不适于生物处理。污水处理厂2019—2020年进水B/C在0.3左右，B/C比较稳定，可生化性一般，含有较多难生化降解污染物。重点工业企业排放废水的B/C在0.3左右，90%以上企业B/C小于0.5，水质波动较大，根据胡洪营等的结论可知，工业废水可生化性较差，降解难度更大。工业废水尾水排放量很少且浓度很低，推断工业废水对污水处理厂进水浓度影响不大。污水处理厂进水B/C与工业废水尾水B/C接近，因此推断污水处理厂进水中含有大量其他难生物降解的废水，这需在下一步工作中进行研究。
结语
为提高污水处理厂进水B/C，提出以下建议：经评估已达到排入自然水体标准或达到相应水功能区划水质标准的工业废水，经相关部门审核批准后将其剥离直接排入至指定的自然水体，提高污水处理厂进水BOD5浓度，进而提高B/C。开展生活污水对污水处理厂进水BOD5浓度的影响研究，研究进入污水处理厂的外水量（如河水、雨水、地下水等）对污水处理厂的影响，根据分析结果针对性地提出提高进水B/C的措施。
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