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摘 要：浙江省某工业园区污水处理厂处理规模1万m3/天，污水处理厂主要收集处理该工业园区内的生活、生产废水。污水厂采用水解酸化+改良型氧化沟工艺，设计出水水质需满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。但由于工业园区进水水质变化幅度大、水质超标严重等情况，导致出水水質超标。本文旨在研究导致这一现象的原因及应对方案。
关键词：工业园区污水；海产品加工废水；水质异常
中图分类号：TU992文献标识码： A
一、污水厂运行现状
1、工程概况
浙江省某工业园区污水处理厂位于浙江省东部沿海地区，是本市节能减排，全面改善水环境治理的重点工程项目。污水厂厂区占地面积40余亩，主要接纳和处理该工业园区内的工业废水和生活污水。
该污水处理厂于2011年正式投入运行。污水处理主体工艺为：水解酸化+改良性氧化沟，出水排入附近河流。污水设计规模1万m3/天，分为两组，单组处理规模0.5万m3/天，远期设计规模1.98万m3/天。
该污水厂收集处理整个工业园区的企业排出的生产污水、生产废水、生活污水。水厂南北方向管网收集制药厂等企业排放的污废水，东西方向管网收集海产品加工、膨化食品加工、豆制品加工等企业排放的污废水。该厂投入运行后，减少了工业区污水对本地区河流和附近海域的污染，对促进本地区水环境及生态环境和谐发展起到了重要作用。
该厂运行初期，出水水质稳定达标，但随着开发区内企业数量急增，出水水质出现异常。根据污水厂上游企业类型及实际取样分析，污水厂原水水质、水量波动较大，废水成分复杂，含有大量动物性油脂、机械加工油脂、抗生素、各种有机盐类。
2、设计进出水水质
该污水处理厂设计进水水质COD浓度500 mg/L，BOD5浓度200 mg/L，SS浓度350mg/L，NH3-N浓度50 mg/L，TP浓度4 mg/L，PH为6-9。
出水水质需满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。
二、进水水质统计分析
对该水厂2013年全年各月进水水质数据进行统计，如图2-1所示。
图2-12013年度该污水处理厂进水水质指标
从上图可看出2013年度进水COD浓度只有9-11月份超标，其他月份均满足进水指标。NH3-N、SS、TP进水超标严重。
三、出水水质统计分析
对该水厂2013年全年各月出水水质数据进行统计，如图3-1所示。
图3-12013年度该污水处理厂出水水质指标
各污染指标去除率如图3-2所示。
图3-2去除率
1、COD去除情况分析
1月-2月COD去除率58%左右。3月-12月COD去除率70-90%左右。3月-9月COD出水浓度20-50mg/L，基本达标。1月-2月、10月-12月COD出水浓度80-180mg/L，不达标。
COD去除情况分析如下：1月-2月、9月-12月进水COD值明显偏高，特别是10月-11月进水COD浓度大大超过设计水平。3月-8月进水COD浓度偏低，且这几月污水温度高，微生物活性好，处理有机物能力强，则出水水质好。
2、SS去除情况分析
1月-2月SS去除率偏低，60%左右。3月-12月去除率很高，达到85%-98%以上。3月-9月、12月SS出水浓度基本为10mg/L以下。1月-2月、10月-11月SS出水浓度25-45mg/L。
SS去除情况分析如下：1月-2月SS进水浓度不高，但去除率很低。3月份水厂对重力无阀滤池进行改造，去除率明显升高。10月-11月SS出水浓度再次升高，考虑为进水SS浓度大大超出了设计要求。
3、NH3-N去除情况分析
1月-4月NH3-N去除率低，有时甚至為负值，出水浓度也在30-45mg/L之间。5月份 NH3-N去除率平均值55.2%。6、7、8月份 NH3-N平均去除率可达90%以上，出水浓度甚至能达到1mg/L以下，优于出水排放标准。7月中下旬、9、10月NH3-N出水偏高，考虑为进水NH3-N严重超标，超出了氧化沟的负荷。且从10月份开始，直到12月份，氧化沟MLSS值开始急剧上升，有时候甚至高达上万。且SV30值也急剧上升，甚至会达到90%以上。NH3-N的去除率很低，有时候甚至为负值。
NH3-N、TN去除情况分析如下：进水浓度太高，严重超出设计指标。剩余污泥不能及时排出，氧化沟的污泥龄过长，污泥老化，新的活性污泥没有及时生成，严重影响了氧化沟的分解代谢有机物的能力。氧化沟中污泥浓度过高，10月、11月、12月污泥浓度一直在9000mgMLSS/L左右，池底曝气管发生堵塞，影响了曝气的效果，溶解氧浓度降低。推测原因为：来水中有机氮在厌氧缺氧段发生氨化反应，有机氮转化为NH3-N，好氧段由于溶解氧浓度不足，NH3-N不能进行充分的硝化反应，不能及时转化为硝态氮、亚硝态氮。含氮化合物最终以NH3-N的形态存在于污水中。缺氧段的反硝化反应也会由于污水中硝态氮的不足而不能完成，因此导致了出水NH3-N指标超标，最终的总氮的去除效果也不理想。
4、TP去除情况分析
全年的TP出水浓度较高，只有在4月-9月TP出水浓度在1.5mg/L以下，1月-3月，10月-12月TP出水浓度均超出设计出水指标。
TP去除情况分析如下：水厂除磷主要采用生物除磷的方法，配以化学除磷辅助。生物除磷的关键是靠脱除剩余污泥来达到效果，但是水厂的污泥脱水机一天大概处理干污泥量为5t左右，来不及处理足够的剩余污泥，则导致氧化沟中MLSS浓度较高，污泥老化，污泥絮凝性不好，除磷效果不好。
四、氧化沟工艺参数的影响分析与对策[1][2][3]
1、DO的影响分析与对策
水厂氧化沟中DO值好氧段为1.2mg/L，缺氧段0.2mg/L，厌氧段0.1mg/L。好氧段溶解氧低于《室外排水设计规范》GB50014-2006中规定的2.0mg/L。缺氧段和厌氧段均符合规范要求。
氧化沟中MLSS大，池底曝气管有堵塞现象，影响曝气效果，导致好氧段溶解氧低于2.0mg/L，活性污泥中好氧微生物处于劣势，直接影响微生物处理有机物的能力和硝化反应的进行。
建议加大氧化沟中剩余污泥排放量，增加曝气，提高氧化沟好氧段的溶解氧浓度。
2、混合液回流比的影响分析与对策
单组氧化沟设计处理量5000m3/天，设计混合液回流比为300%。混合液回流靠渠道闸门控制，一般情况设置全开状态，保证足够的硝化液回流至缺氧段，进行充分的反硝化反应去除总氮。
3、水力停留时间的影响分析与对策
设计总水力停留时间23.83h。由于考虑到工业区进水水质、水量较大的波动性，所以取较大的水力停留时间，保证氧化沟有足够的抗冲击负荷能力。实际停留时间与进水流量有关。
4、污泥龄的影响分析与对策
氧化沟设计污泥龄30d，由于污泥产量大于设计量，且水厂未设置污泥浓缩池，带式脱水机能力不足，实际泥龄达到45d左右，出现污泥老化现象。
建议加大氧化溝剩余污泥排放量，增设污泥浓缩池，增加脱水机的有效工作时间，或增加一台污泥浓缩脱水机。
5、回流污泥的影响分析与对策
污泥回流比设计为78%，满足设计规范要求。
6、水温的影响分析与对策
活性污泥微生物的最适宜温度范围是15-30°。
该水厂水温一直稳定在13-22°左右，6-9月温度较高，微生物的活性较高，新陈代谢加快，有利于有机污染物的分解，这段时间的出水水质较好。
7、PH的影响分析与对策
活性污泥微生物的最适宜PH值介于6-8之间。
水厂PH值比较稳定，维持在6-8之间，所以PH值对该水厂的处理效果影响不大。
8、有毒有害物质的影响分析与对策
由于工业区内收集处理的污水中大多含有的为动物性油脂、机械加工油脂、抗生素、各种有机盐类等物质。经检测无重金属离子、氰化物等无机物质；也无酚、醇、醛等有机化合物，所以基本排除了有毒有害物质对上马污水厂处理效果的影响。
总而言之，出水的水质好坏与进水水质的指标高低有很大的关系，氧化沟的工艺参数直接影响COD、氨氮、总氮、总磷的去除效果。同时和当地的风俗民情、法律法规相关联，6月-7月是当地的禁渔期，这段时间内工业园区的大型水产品加工企业排放的污废水会相应减少，所以6月-9月这段时间的出水水质总体情况较好。
五、解决方案
1、控制污水厂进水水质
相关部门应加大对工业园区内工业企业的监管，确保园区内企业先经过内部污水处理站处理废水达标后排入市政排水管网。由于该工业区进水水质、水量波动较大，在监测到进水水质严重超标时，必要时开启超越阀门，经超越管将废水直接排放，避免破坏水厂内部活性污泥微生物，而造成整个污水处理系统的瘫痪。
完善污水厂内部管理
中控人员、化验人员、工艺人员要及时沟通，发现问题后及时汇报及时处理。对于进水水质不稳定，运行时根据水质状况、氧化沟状况进行水量、风机风量、水中碱度调节，以确保氧化沟的处理效果，使出水达标。对于污水厂的所有设备，严格按照设备的规章操作，定期维修保养，保證设备处于良好的高效的工作状态。
3、必要时进行工艺技术改造，提高处理能力
实际的污水水质与原设计的水质指标相差较大，在上述方法不能解决污水处理要求的情况下，有必要对水厂的现有工艺进行改造，改造应遵循经济高效的原则，尽量不动原土建设施。原有设备、管材、管件等可二次利用的继续使用。必要时可进行小试实验，检验改造方案的可行性。
结论与建议：通过整理分析该工业园区污水处理厂2013年度全年的进出水水质指标，分析了COD、SS、NH3-N、TP的去除情况，分析了氧化沟内各参数的影响，建议水厂内部增设污泥浓缩池，既可以加大剩余污泥量的排放，又可以将污泥进行浓缩，提高脱水机的效率。增大氧化沟中好氧段的曝气量，以提高好氧段的溶解氧浓度，加大硝化反应。
参考文献：
北京市市政工程研究总院.给水排水设计手册.第五册【M】.北京：中国建筑工业出版社，1986，348-375
张自杰.环境工程手册.水污染防止卷【M】.北京：高等教育出版社，1996，P526-616
周雹著.活性污泥工艺简明原理及设计计算【M】.北京：中国建筑工业出版社，2005，P105-129
作者简介：王晶（1983.10-），女，本科，助理工程师，工艺工程师，研究方向：市政污水与工业废水处理工艺设计，北京金源百特水处理设备有限公司。
关键词：工业园区污水；海产品加工废水；水质异常
中图分类号：TU992文献标识码： A
一、污水厂运行现状
1、工程概况
浙江省某工业园区污水处理厂位于浙江省东部沿海地区，是本市节能减排，全面改善水环境治理的重点工程项目。污水厂厂区占地面积40余亩，主要接纳和处理该工业园区内的工业废水和生活污水。
该污水处理厂于2011年正式投入运行。污水处理主体工艺为：水解酸化+改良性氧化沟，出水排入附近河流。污水设计规模1万m3/天，分为两组，单组处理规模0.5万m3/天，远期设计规模1.98万m3/天。
该污水厂收集处理整个工业园区的企业排出的生产污水、生产废水、生活污水。水厂南北方向管网收集制药厂等企业排放的污废水，东西方向管网收集海产品加工、膨化食品加工、豆制品加工等企业排放的污废水。该厂投入运行后，减少了工业区污水对本地区河流和附近海域的污染，对促进本地区水环境及生态环境和谐发展起到了重要作用。
该厂运行初期，出水水质稳定达标，但随着开发区内企业数量急增，出水水质出现异常。根据污水厂上游企业类型及实际取样分析，污水厂原水水质、水量波动较大，废水成分复杂，含有大量动物性油脂、机械加工油脂、抗生素、各种有机盐类。
2、设计进出水水质
该污水处理厂设计进水水质COD浓度500 mg/L，BOD5浓度200 mg/L，SS浓度350mg/L，NH3-N浓度50 mg/L，TP浓度4 mg/L，PH为6-9。
出水水质需满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。
二、进水水质统计分析
对该水厂2013年全年各月进水水质数据进行统计，如图2-1所示。
图2-12013年度该污水处理厂进水水质指标
从上图可看出2013年度进水COD浓度只有9-11月份超标，其他月份均满足进水指标。NH3-N、SS、TP进水超标严重。
三、出水水质统计分析
对该水厂2013年全年各月出水水质数据进行统计，如图3-1所示。
图3-12013年度该污水处理厂出水水质指标
各污染指标去除率如图3-2所示。
图3-2去除率
1、COD去除情况分析
1月-2月COD去除率58%左右。3月-12月COD去除率70-90%左右。3月-9月COD出水浓度20-50mg/L，基本达标。1月-2月、10月-12月COD出水浓度80-180mg/L，不达标。
COD去除情况分析如下：1月-2月、9月-12月进水COD值明显偏高，特别是10月-11月进水COD浓度大大超过设计水平。3月-8月进水COD浓度偏低，且这几月污水温度高，微生物活性好，处理有机物能力强，则出水水质好。
2、SS去除情况分析
1月-2月SS去除率偏低，60%左右。3月-12月去除率很高，达到85%-98%以上。3月-9月、12月SS出水浓度基本为10mg/L以下。1月-2月、10月-11月SS出水浓度25-45mg/L。
SS去除情况分析如下：1月-2月SS进水浓度不高，但去除率很低。3月份水厂对重力无阀滤池进行改造，去除率明显升高。10月-11月SS出水浓度再次升高，考虑为进水SS浓度大大超出了设计要求。
3、NH3-N去除情况分析
1月-4月NH3-N去除率低，有时甚至為负值，出水浓度也在30-45mg/L之间。5月份 NH3-N去除率平均值55.2%。6、7、8月份 NH3-N平均去除率可达90%以上，出水浓度甚至能达到1mg/L以下，优于出水排放标准。7月中下旬、9、10月NH3-N出水偏高，考虑为进水NH3-N严重超标，超出了氧化沟的负荷。且从10月份开始，直到12月份，氧化沟MLSS值开始急剧上升，有时候甚至高达上万。且SV30值也急剧上升，甚至会达到90%以上。NH3-N的去除率很低，有时候甚至为负值。
NH3-N、TN去除情况分析如下：进水浓度太高，严重超出设计指标。剩余污泥不能及时排出，氧化沟的污泥龄过长，污泥老化，新的活性污泥没有及时生成，严重影响了氧化沟的分解代谢有机物的能力。氧化沟中污泥浓度过高，10月、11月、12月污泥浓度一直在9000mgMLSS/L左右，池底曝气管发生堵塞，影响了曝气的效果，溶解氧浓度降低。推测原因为：来水中有机氮在厌氧缺氧段发生氨化反应，有机氮转化为NH3-N，好氧段由于溶解氧浓度不足，NH3-N不能进行充分的硝化反应，不能及时转化为硝态氮、亚硝态氮。含氮化合物最终以NH3-N的形态存在于污水中。缺氧段的反硝化反应也会由于污水中硝态氮的不足而不能完成，因此导致了出水NH3-N指标超标，最终的总氮的去除效果也不理想。
4、TP去除情况分析
全年的TP出水浓度较高，只有在4月-9月TP出水浓度在1.5mg/L以下，1月-3月，10月-12月TP出水浓度均超出设计出水指标。
TP去除情况分析如下：水厂除磷主要采用生物除磷的方法，配以化学除磷辅助。生物除磷的关键是靠脱除剩余污泥来达到效果，但是水厂的污泥脱水机一天大概处理干污泥量为5t左右，来不及处理足够的剩余污泥，则导致氧化沟中MLSS浓度较高，污泥老化，污泥絮凝性不好，除磷效果不好。
四、氧化沟工艺参数的影响分析与对策[1][2][3]
1、DO的影响分析与对策
水厂氧化沟中DO值好氧段为1.2mg/L，缺氧段0.2mg/L，厌氧段0.1mg/L。好氧段溶解氧低于《室外排水设计规范》GB50014-2006中规定的2.0mg/L。缺氧段和厌氧段均符合规范要求。
氧化沟中MLSS大，池底曝气管有堵塞现象，影响曝气效果，导致好氧段溶解氧低于2.0mg/L，活性污泥中好氧微生物处于劣势，直接影响微生物处理有机物的能力和硝化反应的进行。
建议加大氧化沟中剩余污泥排放量，增加曝气，提高氧化沟好氧段的溶解氧浓度。
2、混合液回流比的影响分析与对策
单组氧化沟设计处理量5000m3/天，设计混合液回流比为300%。混合液回流靠渠道闸门控制，一般情况设置全开状态，保证足够的硝化液回流至缺氧段，进行充分的反硝化反应去除总氮。
3、水力停留时间的影响分析与对策
设计总水力停留时间23.83h。由于考虑到工业区进水水质、水量较大的波动性，所以取较大的水力停留时间，保证氧化沟有足够的抗冲击负荷能力。实际停留时间与进水流量有关。
4、污泥龄的影响分析与对策
氧化沟设计污泥龄30d，由于污泥产量大于设计量，且水厂未设置污泥浓缩池，带式脱水机能力不足，实际泥龄达到45d左右，出现污泥老化现象。
建议加大氧化溝剩余污泥排放量，增设污泥浓缩池，增加脱水机的有效工作时间，或增加一台污泥浓缩脱水机。
5、回流污泥的影响分析与对策
污泥回流比设计为78%，满足设计规范要求。
6、水温的影响分析与对策
活性污泥微生物的最适宜温度范围是15-30°。
该水厂水温一直稳定在13-22°左右，6-9月温度较高，微生物的活性较高，新陈代谢加快，有利于有机污染物的分解，这段时间的出水水质较好。
7、PH的影响分析与对策
活性污泥微生物的最适宜PH值介于6-8之间。
水厂PH值比较稳定，维持在6-8之间，所以PH值对该水厂的处理效果影响不大。
8、有毒有害物质的影响分析与对策
由于工业区内收集处理的污水中大多含有的为动物性油脂、机械加工油脂、抗生素、各种有机盐类等物质。经检测无重金属离子、氰化物等无机物质；也无酚、醇、醛等有机化合物，所以基本排除了有毒有害物质对上马污水厂处理效果的影响。
总而言之，出水的水质好坏与进水水质的指标高低有很大的关系，氧化沟的工艺参数直接影响COD、氨氮、总氮、总磷的去除效果。同时和当地的风俗民情、法律法规相关联，6月-7月是当地的禁渔期，这段时间内工业园区的大型水产品加工企业排放的污废水会相应减少，所以6月-9月这段时间的出水水质总体情况较好。
五、解决方案
1、控制污水厂进水水质
相关部门应加大对工业园区内工业企业的监管，确保园区内企业先经过内部污水处理站处理废水达标后排入市政排水管网。由于该工业区进水水质、水量波动较大，在监测到进水水质严重超标时，必要时开启超越阀门，经超越管将废水直接排放，避免破坏水厂内部活性污泥微生物，而造成整个污水处理系统的瘫痪。
完善污水厂内部管理
中控人员、化验人员、工艺人员要及时沟通，发现问题后及时汇报及时处理。对于进水水质不稳定，运行时根据水质状况、氧化沟状况进行水量、风机风量、水中碱度调节，以确保氧化沟的处理效果，使出水达标。对于污水厂的所有设备，严格按照设备的规章操作，定期维修保养，保證设备处于良好的高效的工作状态。
3、必要时进行工艺技术改造，提高处理能力
实际的污水水质与原设计的水质指标相差较大，在上述方法不能解决污水处理要求的情况下，有必要对水厂的现有工艺进行改造，改造应遵循经济高效的原则，尽量不动原土建设施。原有设备、管材、管件等可二次利用的继续使用。必要时可进行小试实验，检验改造方案的可行性。
结论与建议：通过整理分析该工业园区污水处理厂2013年度全年的进出水水质指标，分析了COD、SS、NH3-N、TP的去除情况，分析了氧化沟内各参数的影响，建议水厂内部增设污泥浓缩池，既可以加大剩余污泥量的排放，又可以将污泥进行浓缩，提高脱水机的效率。增大氧化沟中好氧段的曝气量，以提高好氧段的溶解氧浓度，加大硝化反应。
参考文献：
北京市市政工程研究总院.给水排水设计手册.第五册【M】.北京：中国建筑工业出版社，1986，348-375
张自杰.环境工程手册.水污染防止卷【M】.北京：高等教育出版社，1996，P526-616
周雹著.活性污泥工艺简明原理及设计计算【M】.北京：中国建筑工业出版社，2005，P105-129
作者简介：王晶（1983.10-），女，本科，助理工程师，工艺工程师，研究方向：市政污水与工业废水处理工艺设计，北京金源百特水处理设备有限公司。