低浓度工业园区污水处理厂存在的问题及其对策*

潘智民，庄晓杰

(航天凯天环保科技股份有限公司，湖南 长沙 410100)

工业园区污水处理厂是工业园区重要的基础设施，主要功能是处理工业园区企业和部分居民的纳管废水，包括生产废水和生活废水。工业园区根据产业结构，可以大体分为化工、医药、机械制造、电子和食品等工业园区。其中，化工、医药和食品等工业园区的企业生产污水产量大，且生产污水有机物浓度高，含有大量难降解有机物，可生化性差。而机械制造、电子等工业园区的生产污水产量非常少，园区污水处理厂主要是处理企业职工和部分居民的生活污水，污水处理厂的进水有机物浓度一般都比较低，甚至有些污水处理厂的进水浓度远低于污水处理厂的设计指标，导致污水处理厂没有发挥应有的处理能力。对于低浓度的污水处理厂的研究工作主要集中在生活污水处理厂，低浓度工业园区污水处理厂的研究较少。南昌5座污水处理厂普遍存在实际进水有机物浓度偏低，COD<200 mg/L，BOD<100 mg/L的现象[1]。邱鸿荣等[2]调查了广东省60多座污水处理厂，发现40多座污水厂存在进水有机物浓度过低的现象，其中23座污水处理厂进水COD<100 mg/L，10座污水厂进水COD<60 mg/L。周晓莉等[3]对江苏省20个农村生活污水处理设施进行监测，发现进水COD年平均值为154.6 mg/L，全年进水COD<100 mg/L 的样本占总数的61.9%。本文主要以南方某工业园区污水处理厂为例，对污水处理厂存在的问题进行深入分析，提出了相应的对策，对低浓度工业园区污水处理厂处理提供一定的技术支撑。

1 概 况

该工业园区产业以机械制造、新型建材等行业为主，园区总体规划面积为5 km2，规划总人口3.65万人。工业园区污水处理厂处理规模为5000 m3/d，污水以生活污水为主，生产污水非常少。各工业企业纳管进水标准执行《污水综合排放标准》(8978-1996)三级标准，尾水排放标准执行《城镇污水处理厂排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。该工业园区污水处理厂主体生化工艺采用A2O处理工艺，具体工艺流程如下：污水→粗/细格栅→提升泵站→旋流沉砂池→调节池→混凝沉淀池→A2O组合生化池→沉淀池→滤布滤池→消毒达标排放。

2 现状及存在的问题

以该工业园区污水处理厂2019年1月-2020年4月的运行数据，详细地分析该工业园区污水处理厂存在的问题。图1反应了2019年1月-2020年4月工业园区污水处理厂的进水水量。如图1所示，2019年1月-2020年4月，工业园区污水厂总共6天进水水量超过5000 m3/d，平均进水水量为1394 m3/d，总共247天进水水量小于1000 m3/d，总共376天进水水量小于2000 m3/d。除个别样本时间内，工业园区污水处理厂进水水量超过5000 m3/d，绝大部分样本时间内工业园区污水处理厂的进水水量远低于建设规模，总共77.3%的样本时间内进水水量低于2000 m3/d。

图1 2019年1月-2020年4月工业园区污水处理厂进水水量Fig.1 The influent flux of the industrial wastewater treatment plant during the period between January 2019 and April 2020

图2反应了2019年1月-2020年4月工业园区污水处理厂的进水COD。如图2所示，2019年1月-2020年4月，总共5天进水COD超过综合污水排放三级标准500 mg/L，平均进水COD为80.8 mg/L，总共有364天进水COD小于100 mg/L，总共有210天进水COD小于50 mg/L(达标排放标准)。除个别时间内，污水处理厂进水浓度超过纳管标准，绝大部分时间污水处理厂进水COD浓度远低于设计标准，甚至43.2%的样本时间内污水处理厂进水COD浓度直接可以达标排放。

图2 2019年1月-2020年4月工业园区污水处理厂进水CODFig.2 The influent COD of the industrial wastewater treatment plant during the period between January 2019 and April 2020

综上，该工业园区污水处理厂的主要问题是实际进水水量不足和实际进水有机物浓度低，进水水量和水质波动性都比较大，不利于污水处理厂的运营。

3 原因分析

3.1 进水量不足的原因

污水处理厂进水量不足的原因可以大体分为两大类，1污水处理厂设计规模偏大；2污水处理收集系统不完善。

污水处理厂设计规模偏大，主要是工业园区的发展速度达不到规划预期的发展规模，工业园区的人口和企业都远少于规划预期的规模，导致工业园区实际污水量远小于建设规模。根据原污水处理厂设计说明书，原设计说明书规划的人口规模为3.65万人，远高于工业园区的实际人口；原设计说明书采用的给水定额为170 L/(人·d)，《室外给水设计规范》(GB50013-2018)，综合生活用水定额应采用II型小城市综合生活用水定额，II型小城市综合用水定额为110～240 L/(人·d)。且工业园区人口多为企业职工，实行轮班工作制，工业企业的职工的用水定额一般采用30～50 L/(人·班)，实际的平均综合用水定额要小于110 L/(人·d)，小于原设计说明书采用的给水定额。污水处理厂的设计规模偏大，导致污水处理厂和中期处理负荷低。

污水收集系统不完善，主要是管网覆盖率低，不足以收纳整个工业园区的污水；管网系统存在损坏，导致旱季的时候污水进水量低，而雨季污水进水量高。由图1所示，除个别时间内污水处理厂的进水水量超过设计处理规模，绝大部分时间内进水水量远低于设计规模。当雨季降雨量非常大的时候，或园区产生内捞，排水不便的时候，部分雨水或地下水渗入污水管网系统，导致个别样本情况下进水量非常大，甚至略超过设计规模。

3.2 进水浓度低的原因

工业园区污水处理厂的污水包括生活污水和经过预处理的生产废水。低浓度生活污水的原因可以大体分为两类：(1)低浓度的水进入污水管道进入污水处理厂；(2)本应该通过污水管网进入污水处理设施进行处理的污水而没有进入[4]。第1类原因主要是雨污混接、管网破损和地下水位高等原因，导致雨水、河水和地下水等进入污水管网从而稀释了污水，造成污水有机物浓度偏低。第2类原因主要是纳污管网建设缓慢，造成污水收集率低，以及污水在输送过程中的降解。污水处理厂的设计规模偏大，污水的实际流量比较小，导致污水在化粪池、检查井、管网内部的停留时间非常长，污水流速小于不於流速，导致污水中部分有机物沉降，且污水容易发生厌氧反应，进一步造成污水有机物浓度降低[5]。

该工业园区污水处理厂主要以生活污水为主，也包括了一部分经过预处理的纳管生产污水。虽然污水处理厂设定了综合污水三级排放标准的纳管标准，但各企业的废水预处理设施不同，且各企业的行业间歇排放标准不同，甚至有些企业直接将生产废水处理达到《城镇污水处理厂排放标准》GB18918-2002一级A或一级B排放标准，也一定程度上导致了进水有机物浓度低的现象。当预处理工艺存在故障的时候，偶尔会导致污水处理厂进水浓度很高，甚至超过纳管标准，进水浓度波动性较大。

4 对策与建议

4.1 加强管网建设和维护

污水收集管网是保证污水处理厂正常稳定运行的关键。低浓度工业园区污水收集管网包括生活污水管网和生产废水管网。生活污水和经过预处理且可生化性强的生产废水通过重力流进入工业园区污水处理厂；而高难度难降解的生产废水一般通过压力管道进入工业园区污水处理厂。

查明生活污水管网的雨污混接、错接和管网损坏等问题，对部分存在问题的管网进行更新维护，尽量避免雨水、地下水、河水等渗入污水管网，生活污水排入周边水体。加强生产废水的压力管网的监测，确保预处理后的废水不超过纳管标准，减少污水处理厂水质的波动性。

4.2 减少低浓度生活废水

生活污水是低浓度工业园区污水处理厂的处理主体，要从根本上解决低浓度工业园区污水处理厂进水浓度低的原因，必须减少低浓度生活废水。

(1)完善排水体制，老旧小区，因地制宜，过渡可采用截流合流制，逐步实现分流制改造；对新建小区一律采用雨污分流制，阳台污水设置独立的排水系统，禁止污水直接排入阳台的雨水管道。

(2)化粪池对污水中的有机物有较强的降解作用，在管网不健全的时候，对水环境的保护发挥了重要作用。取消化粪池，将会有效地提高污水中的有机物浓度。对于污水管网系统完善的区域，对原有化粪池，应有计划改地改造渗水等不合格化粪池，逐渐对化粪池进行拆除[6]。

(3)加强居民和企业职工的节水习惯，减少淋浴水、厨房用水等用水量，鼓励企业和居民安装节水用具，减少不必要用水。

(4)污水处理厂的设计规模在考虑远期规划的同时，应重点关注近期污水处理厂的实际运行情况，保证近期污水处理厂的污水处理负荷，应尽量避免出现污水处理厂实际规模与设计规模相差极大的现象，减少污水在管网、检查井内的停留时间，减轻管网系统内的厌氧反应和管网淤积。