西北地区某工业园区污水处理厂进水水质分析及问题探讨_殷星.pdf

年 月 第 卷第 期收稿日期：作者简介：殷星（），女，高级工程师，主要从事生态环境监测、综合评价、水污染防治等工作。西北地区某工业园区污水处理厂进水水质分析及问题探讨西北地区某工业园区污水处理厂进水水质分析及问题探讨殷 星，马晓龙，杨海娇，（中卫市生态环境局，宁夏 中卫 ；善水博通（宁夏）环境科技有限公司，宁夏 银川 ；宁夏农村污水分散式治理与资源化利用（银川）技术创新中心，宁夏 银川 ；善水博通水环境研究院 水污染防治模拟实验室，宁夏 银川 ）摘要：分析了西北地区某工业园区污水处理厂实际运行数据，得出了进水水质特征以及进水营养物质的比例多少。结果表明：进水 值小于 的占比为 ，说明该工业污水处理厂进水的生化性较差；占比达 ，表明进水碳源不足，需额外补充碳源；进水 占比达到 ，可满足生物除磷的要求；进水 占比为 ，表明该污水处理厂的进水易造成生化系统污泥的活性降低。结合该污水处理厂进水水质特征，对当前进水存在的问题进行了探讨，以期为工业污水处理厂的提供参考。关键词：工业污水处理厂；进水水质；水质特征中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；（），；（），；，）：，；，；，：；引言污水处理厂是城市建设与发展过程中水污染防治与水生态保护工作的关键工程，对社会经济的高速、稳定、可持续发展起着保障和促进的作用。据住建部 年城市建设统计年鉴 数据，截至 年，我国共有城市污水处理厂 座，处理能力为 万，污水年排放量 万。关于工业污水处理厂的研究有很多，工业园区污水处理厂主要接纳和处理园区企业排放的工业废水，主要确保工业废水达标的基础上，降低运营成本和控制DOI:10.16663/ki.lskj.2022.24.002殷星，等：西北地区某工业园区污水处理厂进水水质分析及问题探讨环境与安全运营风险。目前工业污水处理厂的进水水质研究很多，为了选择合适的污 水处理工艺，提高污水处理工程的运行效果，对污水特征进行系统分析具有非常重要的意义。工业园区往往产业活动规模大、强度剧烈、物质能量密集、安全环境风险居高不下，成为环境与经济冲突的焦点。本文针对西北地区某工业园区污水处理厂进水水质特征系统分析，同时对园区污水处理厂运行存在的问题和对策进行分析与探讨，旨在为工业污水处理厂的运营提供参考。项目概况西北某工业污水处理厂位于省级工业园区内，园区由造纸工业园、精细化工区、新材料区、能源冶炼综合区等部分组成。工业污水处理厂于 年月份建成投入运行，原设计是以接纳生活污水为主，及部分经过处理达标的工业污水，污水处理核心工艺为卡鲁塞尔氧化沟。根据工业园区已经进驻企业的情况，各企业排放的污水有机污染物种类复杂，有毒有害的物质较多，并含有大量的难降解有机物如苯系物、杂环有机物等，原有工艺不能满足达标排放的要求，经改造以倍增复合式高浓度有机污水强化生物脱氮（）为核心的污水处理工艺，设计规模为万，处理后的污水排入厂区外人工湿地。园区 企 业 污 水 处 理 主 要 以、中 和 处 理、芬顿、厌氧 接触氧化 、等工艺为主，企业产生废水中含有苯胺类、硝基苯类和苯系物等生物难降解的有毒有害特征污染物，该 类 物 质 进 入 生 化 系 统 易 导 致 活 性 污 泥中毒。污水处理厂现状 污水处理厂进出水指标园区部分企业工业废水的排放执行 污水综合排放标准（）二级标准，部分企业执行与园区污水处理厂签订的排放协议标准；出水水质执行 城镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准（）一级 标准，主要进出水水质指标见表。表污水处理厂进出水水质指标序号项目单位进水水质出水水质 值无量纲 悬浮物（）氨氮（以氮计）（）总氮（以氮计）总磷（以磷计）色度稀释倍数 污水处理厂工艺污水处理厂工艺流程见图。废水通过进水泵房依次自流经过粗格栅、细格栅、旋流沉砂池，去除部分，降低后续处理污染物负荷。旋沙沉砂池出水进入调节池，对水量及水质进行调节，减少水质波动，降低对后续生化处理工艺的冲击。调节池出水通过提升泵进入一级 高效反应沉淀器 异相催化氧化反应器，进一步去除，降低 负荷，将难降解的有机物分解成易降解有机物，降低后续生化系统的有机物污染负荷。出水自流进入二沉池进行泥水分离。二沉池出水进入二级 高效反应沉淀器 异相催化氧化反应器，经过 高效沉淀反应器及 异相催化氧化反应器，将不能降解的有机物进一步降解。出水进入生物炭滤池，降解水中的有机物质，提高微生物的降解速率。生物炭滤池出水进入纤维转盘滤池，高效去除水中总悬浮物。图污水处理厂工艺流程 年 月绿 色 科 技（）第 期 行业分布广，水质成分复杂园区企业类型行业分布广，涉及造纸工业、精细化工、新材料、能源冶炼等领域，水质成分复杂，特征污染物种类较多，有难降解有机物如苯系物、杂环有机物等（表）。尤其是上游企业排水经常大幅度超标，对污水处理厂正常运行造成巨大冲击，使得活性污泥菌胶团胞外酶溶解，导致菌胶团解絮，活性污泥出现休眠甚至死亡，造成污水厂生物系统瘫痪。表园区企业类型及特征污染物序号企业名称主要产品企业类型特征污染物企业 多菌灵农药化工对氨基苯酚、苯、苯胺类、甲醇、乙酸乙脂、邻苯二胺、多菌灵企业稀硝酸化工噻唑、噻酮、水合肼、硫代卡巴肼企业钢铁钢铁企业焦炭煤化工苯类化合物企业三氯化磷化工企业蛋氨酸化工甲硫醇、氰化物、氨基酸、甲醇、有机硫化物企业烧碱化工氯化苯、对硝基氯化苯、邻苯二胺、乙酰苯甲醚、苯胺类企业还原类化合物化工邻硝基氯化苯、苯甲醚、酚钠、乙酰苯胺企业化工原料化工氯苯、八甲基环四硅氧烷、硝基苯、（甲氨基）乙基）苯酚、甲氧基硝基苯 企业合成氨化工甲基喹喔啉、（，二甲基乙基）甲基苯酚、（，二甲基丙基）苯酚、，双（，二甲基乙基）苯酚等 企业 添加剂化工甲醇、甲苯、苯甲醚、乙基乙醇、硝基苯、氯硝基苯、，二氯苯胺、（，二甲基丙基）苯酚、，双（，二甲基乙基）苯酚等 企业塑料添加剂化工氢氧化钠、氯化钠、磷 企业 生物饲料生化 、氨氮 企业 药品医药化工叔丁醇、偶氮、二甲酸 污水处理厂进水水质分析污水中的污染物常作为工业园区污水生物处理营养源，然后借助微生物代谢作用达到降解污染物，实现污水净化效果。以该工业污水处理厂 年全年实际进厂原水水质 数据 为基 础，分 析 、的变化规律，以 年月份每日的实际进水水质分析进水营养物质的比例关系，作图分析采用 软件。进水水质特征分析如图所示，污水处理厂进水指标随季节变化呈现一定的规律性，其中、月份各污染物浓度均明显低于其他月份，原因是夏季雨水较多，进水流量增大，各指标浓度因为雨水的稀释而降低，这与文献报道结果一致，。图进水水质随时间的变化 进水 特征分析以 （）衡量污水的可生化性，通常比值越大，越适合生物处理工艺，当 时，污水不适合生物处理；当 时，表明污水中存在难降解污染物；当 时，污水的可生化性较好。如图所示，该工业污水处理厂进水在 范围内波动，平均值为 。的占比达到 ，在 之间的占比为 。结果表明，该工业污水处理厂的进水大都较适合生物处理，但总体进水的可生化性较差，生物处理能力相对较弱。图进水 的概率分布 进水 特征分析 是鉴别生物脱氮工艺的重要指标，通常 时，说明园区污水碳源符合反硝化菌应用，若碳源不足，需在处理的过程中适当补充碳源。如图所示，该工业污水处理厂的 殷星，等：西北地区某工业园区污水处理厂进水水质分析及问题探讨环境与安全在 范围内波动，平均值为 。占比高达 ，表明该污水处理厂在运行的过程中进水碳源不足，需额外补充碳源，以保证总氮达标排放。但这不利于污水处理厂运营成本控制，同时随着额外碳源的投加，碳排放量增大。图进水 的概率分布 进水 特征分析 是鉴别生物除磷的重要指标，这是因为生物除磷需要在厌氧释磷过程中补充碳源，才能保证在好氧段过量吸磷。因此，进水中应保证 的含量，确保聚磷酸菌正常的生理代谢。通常要保证生物除磷的效果，需控制污水中 。如图所示，该工业污水处理厂的 在 范围内波动，平均值为 。占比达到 ，表明该污水处理厂的进水碳源在大多数情况下可满足生物除磷的需要。图进水 的概率分布 进水 特征分析 是反应污水中悬浮固体对污泥活性和污泥产率影响的指标，当进水 增高时，生化系统中活性污泥的活性则会降低，影响对污染物的去除效果。一般情况下，污水处理厂进水 ，污水处理厂反硝化能力就会降低，这是因为过高的 导致反硝化阶段的碳源利用率低，碳源随着污水流入好氧池内被大量消耗，造成生物系统脱氮效果变差。如图所示，该工业污水处理厂的 在 范围内波动，平均值为 。进水 的占比达 ，表明该污水处理厂的进水易造成生化系统污泥的活性降低，从而影响污水处理厂的脱氮效果。图进水 的概率分布 工 业 污 水 处 理 厂 进 水 存 在 的 问 题 及对策工业园区企业种类繁多，涵盖了煤化工、化工、钢铁、医药中间体等多个行业，所排污水中有机物种类十分复杂，生物处理难度大；同时，园区内各企业在排放前已进行了生化处理，甚至进行了多级生化处理，大部分的易降解污染物已被企业的污水处理单元所去除，但难降解污染物的占比较高，如 使得其排水的可生化性进一步下降；另一方面，作为生物处理的营养源，若 较低，会导致污水可生化性较差，废水对生物抑制性强。由于该园区企业生产原料及所排污水中均含有苯、甲苯、苯酚、硝基苯等，这些物质对 微 生 物 均 有 抑 制 性，影 响 整 体 工 艺 的 处 理效果。针对上述问题，应对工业园区企业实行分类源头控制，结合废水水质，有针对性地设置运行必要的处理单元。根据涉水企业废水水质可生化性程度进行分类，若废水可生化性较好，则采用简单生化处理或无需处理便可向管网排放；若废水可生化性较低、有机物降解难，应根据其特征污染物的特性，针对性地设置预处理单元，以降低其有毒难降解有机物浓度后，方可排入工业污水处理厂进行后续处理。在宁夏“六权改革”的政策背景下，分类源头控制园区涉水企业，避免了涉水企业的过度处理，可在保证污水处理工艺稳定运行和尾水达标的基础上，达到经济处理、精准可控的效果，为调整优化排污权、用能权、碳排放权等资源要素供给结构和配置方式提供一条切实可行的探索道路与区域模式。年 月绿 色 科 技（）第 期 结论（）西北地区某工业污水处理厂总体进水的可生化性较差，生化处理能力相对较弱，易造成生物系统污泥的活性及反硝化速率的降低。进水中的有机物基本满足生物除磷的要求，但大部分进水反硝化碳源不足，仍需额外投加碳源。（）针对工业污水处理厂进水现状和工艺运行时存在的问题，建议对工业园区企业实行分类源头控制，结合企业废水水质，针对性地设置运行必要的预处理单元，避免多级过度处理，以实现经济性与处理效果的双赢。本文通过对工业污水处理厂进水水质的特征分析，对存在的问题进行探讨并提出了相应的解决方案，希望为工业污水处理厂运营提供一定参考。参考文献：刘甜田，闫姗 工业园区污水处理厂运营重难点分析和解决方案研究 广东化工，（）：张万里，陈晓光，程文，等无锡市某工业污水处理厂准类提标改造工程设计中国给水排水，（）：柳蒙蒙，陈彦霖，马晓龙，等西北地区某污水处理厂 工艺提质增效工程设计中国给水排水，（）：何尚卫，张雷，张超，等工业污水处理厂生化出水氨氮周年变化及原因分析化工进展，（）：郭亚琼，李鹏峰，孙永利，等某工业园区污水处理厂工艺诊断和优化运行研究中国给水排水，（）：蒋富海自养脱氮滤池在工业园区污水处理厂的工程应用给水排水，（）：刘胜利 工业园区污水厂的处理工艺优化净水技术，（）：刘杰，刘涛，苏红玉，等我国工业污水集中处理厂运行及水质特征分析给水排水，（）：，向伦宏，张天牧，张乐柠，等工业聚集型城镇排水系统监测和污水处理厂进水预警研究给水排水，（）：张敏重点工业企业废水尾水纳管对污水处理厂进水影响分析环境生态学，（）：曾旭，王荣昌，马翠香，等工业生活混合污水处理厂的进水变化特征净水技术，（）：，贾小平，石磊，杨友麒工业园区生态化发展的挑战与过程系统工程的机遇 化工学报，（）：黄耀华 工业园区污水处理厂工艺比较研究 环境与发展，（）：，张健君，吕英俊，刘章富，等某污水处理厂运行进水水量和水质的初步分析水工业市场，（）：孙艳，张逢，胡洪