甘肃康县某地污水处理水质指标分析

钱玲玲 刘冬晖 谢延友

（甘肃工业职业技术学院，甘肃 天水 741025）

0 引言

污水处理就是采用各种技术手段，将污水中所含的污染物分离去除，或将其转化为无害物质，使水质得到净化。污水处理按处理方法可分为物理、化学、物理化学和生物处理法等； 按处理目标分为一级处理（采用物理方法去除污水中的非水溶性物质）、二级处理（采用生物方法去除污水中的溶解性和胶体性有机物）和深度处理（包括去除 SS、溶解性有机物，消毒、脱氮除磷、除盐等）[1-2]。

以甘肃康县某地工程为例，通过调研该区污水量、污水水质和环境容量，分析选择适宜的污水处理工艺方案。

1 污水处理工程概况

甘肃康县某地规划城镇定位为重要旅游节点，以特色农业，乡村旅游，养老养生为特色的山水型生态小城镇，根据相关标准规定该工程出水标准需要满足《城镇污水处理站污染物排放标准》中的一级 A排放标准，污水处理站出水水质指标如表1。

表1 污水处理站出水水质指标

根据当量法及类比法预测，通过与典型城镇污水水质比较，设计该区污水处理站进站污水水质指标如表2。

表2 污水处理站进站污水水质指标

依据该区污水处理站进站污水水质及符合排放标准的出水水质指标，设计污水处理程度如表3。

表3 污水处理程度表

2 污水处理工艺分析

系统的分析污水处理站的各指标之间的相互关系和影响，确定该区出水水质指标是否达到标准要求。

2.1 污水原水营养物比值分析

污水BOD5/CODcr值是测定污水可生化性的最简单、最常用的方法。相关研究资料表明BOD5/CODcr＞0.45可生化性较好，BOD5/CODcr＜0.3 较难生化，BOD5/CODcr＜0.25不易生化[2]。

BOD5/TN（C/N）比值是有效脱氮的重要判别指标。从理论上讲，C/N≥2.86就能进行脱氮，但相关研究表明，当C/N比值大于3.75才能进行有效脱氮[2]。

BOD5/TP（C/P）指标是生物除磷的主要判别指标。一般认为该值要大于20，且比值的高低和生物除磷效果成正比。

根据该区污水处理站确定设计进水水质指标，其污水原水营养物比值为：BOD5/CODcr=0.45，BOD5/TN=4.5，BOD5/TP=50.0，属可生化性较好类型的城镇污水。

2.2 水质指标分析

2.2.1 生化需氧量（BOD5）

在污水中运用BOD5合成新细胞，通过吸附和代谢的作用分离水和污泥，可达到去除 BOD5的目的，根据相关设计资料，当污泥负荷在0.3kgBOD5/kgMLSSd以下时，出水BOD5 可以保持在20mg/L以下，运用目前常采用的一些污水处理工艺可满足该区设计的一级排放标准，即出水BOD5的指标为10mg/l，进水设计指标为180mg/l，去除率为95.0。

2.2.2 化学需氧量（CODcr）

去除BOD5的原理可运用在CODcr的去除，该区产生的污水有较好的生化性，出水的CODcr值较容易控制。

2.2.3 悬浮物（SS）

污水厂出水中悬浮物（SS）主要成份是活性污泥絮体，其有较高的含磷有机成份，悬浮物（SS）含量的增高也会使出水的BOD5、CODcr和TP相应增加，SS含量是影响水质标准的重要指标。

2.2.4 总氮（TN）

生物法去除氨氮是目前城市污水处理中运用较为广泛的方法。污水中总氮（TN）以氨氮（NH3-N）、有机氮（OR-N）、亚硝酸氮（NO2-N）和硝酸氮（NO3-N）的形式存在。当水中存在溶解氮，在微生物的使用下，它们之间的转化过程如下：

有机氮转化为氨氮称为氨化，氨氮转化为亚硝酸氮和硝酸氮称为硝化。在这个转化过程中，总氮量基本保持不变。硝化菌属于自养菌其生长率明显小于异养菌的生长率，生物脱氮系统维持硝化的必要条件是硝化要求的泥龄小于系统的实际泥龄，该工程排水执行《城镇污水处理站污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，即在水温高于12℃出水氨氮小于5mg/l或在水温低于12℃出水氨氮小于8mg/l（水温低于12℃）。在不考滤出水有机氮影响情况下，实际上需要完全硝化，在进行完全硝化的同时，碳源也被氧化，BOD5的去除率将提高[2-4]。

污水在经过好氧生物处理后，大部分的NH3-N被氧化成NO3－N，污水的脱氮过程也称为反硝化过程，反硝化菌把甲醇、乙酸、甲烷等能量作为污水中的碳源，在溶解氧浓度极低或缺氧情况，把硝酸中的氮作为电子受体，氧化有机物，使其还原成N2。

反应方程式如下：

在反硝化过程氢氧根离子与水中的二氧化碳反应生成重碳酸根离子：

从上述硝化和反硝化过程的反应方程式可以看出：

在硝酸盐还原为氮气的反硝化过程中，反硝化菌利用硝酸盐（NO3－）作为电子受体，而以污水中的有机物作为碳源提供能量并使之氧化稳定。每转化1gNO3—N为N2时，需要消耗有机物（以BOD5计）2.86g。

硝化过程有H＋产生，要消耗水中碱度，当碱度不够时，污水的pH值将下降至维持硝化反应正常进行所需的pH值之下，从而使硝化反应不能正常进行。每氧化1gNH4+-N为NO3－－N时要消耗碱度7.14g。而反硝化反应则伴随有OH－产生，每转化1gNO3－-N为N2时要产生3.75g碱度，即可以回收3.75g碱度，使硝化过程消耗的部分碱度得到补充。氮是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，

该工程处理后的尾水部分需排入附近的排水明沟，最终排入黄河；为了达到污水排放标准，出水总氮须小于15mg/l。总氮（主要为硝酸盐）也是影响水质标准的重要指标。

2.2.5 磷（P）

生物除磷和化学除磷是污水除磷的两种方法，在城市污水处理中使用较多的是生物除磷，可减少加药量，降低处理成本，满足出水磷浓度排放标准。

化学除磷主要采用固液分离的方法，通过向污水中投加药剂，水中溶解性磷酸盐在药剂的作用下形成不溶性磷酸盐沉淀物，从而使磷从污水中除去。在对出水含磷要求小于1.0mg/L较高时，才考虑以化学法辅助除磷。

生物除磷的原理是在厌氧条件下，污水中的聚磷菌释放磷酸盐，产生能吸收快速降解有机物的能量，并转化为PHB（聚β羟丁酸）储存；在好氧条件下，污水中的聚磷菌降解体内储存的 PHB（聚β羟丁酸），产生能促进细胞合成的能量，形成高浓度的含磷污泥，最终随剩余污泥排出达到除磷的目的。生物除磷处理成本较低，而且不增加剩余污泥量，但为了避免剩余污泥中磷的再次释放，需要对污泥处理工艺进行选择[3-5]。

该工程处理后的尾水需排入附近河流中，通过优化生物除磷，使得生物处理出水TP小于0.5mg/L，达到污水排放要求，TP含量是影响水质标准的重要指标。

3 结论

综上所述，根据康县该区污水处理站进水水质和要求达到的出水指标，BOD5、CODcr不是污水处理工艺的重点控制指标，SS、总氮、TP是污水处理工艺的重要控制指标，选择生物除磷脱氮工艺可使污水处理达到排放的要求。