某縣城污水處理廠BOD5、COD動(dòng)態(tài)變化分析

劉 皦

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟(jì)研究所 山西太原 030031 祁縣環(huán)境保護(hù)局 山西祁縣 030900）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)用水和城市居民生活用水量急劇增加，導(dǎo)致污水處理負(fù)荷的不斷增加[1]。與此同時(shí)，國(guó)家對(duì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，提高城市污水處理廠污水凈化效果是亟待解決的重大關(guān)鍵問(wèn)題。因此，研究城市污水處理廠污水凈化效果動(dòng)態(tài)變化，分析其原因，對(duì)提高城市污水處理效率和改善污水處理廠的出水水質(zhì)具有重要意義[2-3]。

污水處理涉及物理、化學(xué)和生物等多個(gè)過(guò)程，其本質(zhì)是通過(guò)微生物生化反應(yīng)、氧化降解污水中的有機(jī)碳和氮污染物，使經(jīng)過(guò)處理的污水出水水質(zhì)指標(biāo)滿足污水排放指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。[4]

本文通過(guò)對(duì)山西省某縣城市污水處理廠BOD5、COD指標(biāo)2009至2015年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行系統(tǒng)分析其污水凈化效果動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，分析其原因，以便為縣級(jí)中小型污水處理廠的運(yùn)行調(diào)控和維護(hù)管理提供科學(xué)的理論依據(jù)和指導(dǎo)，并為新建中小型污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水污染物負(fù)荷的確定、工藝選擇、提標(biāo)升級(jí)改造等提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料來(lái)源

以某縣污水處理廠2009—2015年度全年實(shí)際進(jìn)出水BOD5、COD 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.2 監(jiān)測(cè)指標(biāo)和方法

監(jiān)測(cè)指標(biāo)為5日生化需氧量（BOD5）、化學(xué)需氧量（COD）指標(biāo)的測(cè)定均在實(shí)驗(yàn)室完成。BOD5的測(cè)定采用稀釋與接種法（GB7488－87），COD的測(cè)定采用重鉻酸鹽法（GB11914－89）。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理

本研究中主要采用Microsoft Excel 2003統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，本文圖中所示數(shù)據(jù)用平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 進(jìn)出水BOD5含量與去除率年變化與月變化規(guī)律分析

由圖1可見(jiàn)，2009年-2015年進(jìn)水BOD5含量年變化整體呈下降趨勢(shì)，變化范圍為139.87mg/L～160.03mg/L，而出水BOD5含量年變化整體呈下降趨勢(shì)，變化范圍在15.19mg/L～18.29mg/L之間，且出水BOD5濃度達(dá)到現(xiàn)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。2009年-2015年BOD5去除率整體呈升高的趨勢(shì)，且去除率均在88%以上。進(jìn)水BOD5含量年變化趨勢(shì)主要是由于隨著人口的逐年增多，居民用水量在逐漸增加，與此同時(shí)，工業(yè)企業(yè)數(shù)量的逐年增加，工業(yè)廢水量也在逐漸增加，這樣不同程度都會(huì)增加污水處理廠的進(jìn)水量，對(duì)進(jìn)水起到了稀釋作用；出水BOD5含量的變化趨勢(shì)主要是一方面出水BOD5含量會(huì)隨著進(jìn)水BOD5含量降低而降低，另一方面污水處理廠不斷地進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試的結(jié)果。

圖1 2009年-2015年進(jìn)出水BOD5含量、去除率年變化圖

由圖2可見(jiàn)，進(jìn)水BOD5含量月變化整體呈下降趨勢(shì)，進(jìn)水水質(zhì)相對(duì)比較穩(wěn)定，其中1-6月進(jìn)水BOD5含量較高，說(shuō)明進(jìn)入污水處理廠的工業(yè)廢水較年底時(shí)偏少，同時(shí)河道中的有機(jī)物被逐漸沖刷進(jìn)入污水處理廠，所以BOD5含量逐漸升高。7-9月，11-12月進(jìn)水BOD5含量較低，說(shuō)明夏季降雨量與居民用水量的增多，不同程度會(huì)稀釋進(jìn)水有機(jī)物的含量，與此同時(shí)，有較多的工業(yè)廢水排入污水處理廠，進(jìn)水量較大，降低了進(jìn)水BOD5含量。冬季溫度偏低，也是進(jìn)水BOD5含量偏低的原因之一。出水BOD5含量月變化整體趨勢(shì)與進(jìn)水BOD5含量一致，呈下降趨勢(shì)。說(shuō)明在一定范圍內(nèi)增加進(jìn)水BOD5含量，廢水中可生物降解的有機(jī)物濃度升高，進(jìn)水中含有較多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，微生物營(yíng)養(yǎng)充裕，生長(zhǎng)繁殖的更快，降解廢水能力也強(qiáng)。BOD5去除率在起伏中有降低的趨勢(shì)，其中1-5月BOD5去除率在逐漸降低，7-10月BOD5去除率在逐漸升高，說(shuō)明有機(jī)負(fù)荷不斷提高，增大了進(jìn)水中可生物降解的有機(jī)物的量，使得微生物有足夠的營(yíng)養(yǎng)條件下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)將污水中的有機(jī)物氧化分解，提高了BOD5的去除率。

圖2 2009年-2015年進(jìn)出水BOD5平均含量、去除率月變化圖

2.2 進(jìn)出水COD含量與去除率年變化和月變化規(guī)律分析

由圖3可見(jiàn)，2009年-2015年進(jìn)水COD含量年變化整體呈升高趨勢(shì)，變化范圍為317.65mg/L～396.55mg/L，而出水COD含量年變化整體呈下降趨勢(shì)，變化范圍在45.78mg/L～53.48mg/L之間，且出水COD濃度達(dá)到現(xiàn)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。2009年-2015年COD去除率整體呈升高的趨勢(shì)，且去除率均在85%以上。2009年-2015年進(jìn)水COD含量年變化趨勢(shì)主要是污水截流系統(tǒng)的建成，減少了地表水的稀釋作用，提高了污水的濃度；其次，城鎮(zhèn)居民生活水平的提高，使污水的濃度和水量也在增加。從A/O工藝來(lái)說(shuō)，缺氧段的反稍化反應(yīng)可以消耗掉污水中的一部分有機(jī)物，但大部分有機(jī)物是通過(guò)好氧降解去除的，而好氧段水力停留時(shí)間短，曝氣池容積小，曝氣量不夠，導(dǎo)致有機(jī)物去除效果不好。在較低進(jìn)水濃度下，隨著進(jìn)水COD濃度增加，COD去除率逐漸增加。但在較高進(jìn)水濃度下，隨著進(jìn)水COD含量增加，COD去除率逐漸降低。A/O工藝抗沖擊負(fù)荷能力較弱。

圖32009 年-2015年進(jìn)出水COD含量、去除率年變化圖

由圖4可見(jiàn)，進(jìn)水COD含量月變化整體呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明進(jìn)水有機(jī)物變化不大，進(jìn)水水質(zhì)比較穩(wěn)定，其中9月進(jìn)水COD含量較低，說(shuō)明夏季降雨量的增多，不同程度會(huì)稀釋進(jìn)水有機(jī)物的含量，由于冬季溫度偏低，也是進(jìn)水COD含量偏低的原因之一。出水COD含量（除9月份）沒(méi)有明顯波動(dòng)，與進(jìn)水COD含量變化趨勢(shì)一致，說(shuō)明污水經(jīng)污水處理廠處理后，能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。COD去除率在1-3月，4-9月逐漸升高，10月-12月逐漸降低。主要原因可能是1-3月，4-9月，氣溫、水溫隨著季節(jié)變化逐漸升高，微生物的活性逐漸升高。10月-12月，氣溫、水溫隨著季節(jié)變化逐漸降低，微生物的活性逐漸降低。

圖4 2009年-2015年進(jìn)出水COD含量、去除率月變化圖

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)污水處理廠 2009—2015 年度 BOD5、COD、SS、NH3-N、TN、TP年變化和月變化規(guī)律進(jìn)行分析。得出以下結(jié)論：

（1）進(jìn)水 BOD5、COD 濃度分別為 139.87mg/L～160.03mg/L、317.65mg/L～396.55mg/L。出水BOD5、COD濃度分別為15.19mg/L～18.29mg/L、45.78mg/L～53.48mg/L。其指標(biāo)的出水濃度均達(dá)到現(xiàn)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

（2）2009-2015年度 BOD5、COD去除率分別均在 88%、85%以上。

（3）氣候、溫度隨著季節(jié)的變化而不斷的變化，BOD5、COD各項(xiàng)指標(biāo)都受到不同程度的影響。

（4）進(jìn)水BOD5含量、出水BOD5含量、出水COD含量年變化整體均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；進(jìn)水COD含量年變化整體均呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。

（5）進(jìn)水BOD5含量、出水BOD5含量、進(jìn)水COD含量、出水COD含量月變化整體均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；

（6）各項(xiàng)指標(biāo)變化規(guī)律不僅受年季氣溫、水溫等溫度變化的影響，而且受進(jìn)水水質(zhì)、污水沖擊負(fù)荷、水力停留時(shí)間（HRT）、硝化液回流比、污泥濃度（MLSS）、污泥齡、有機(jī)物濃度等綜合因素的共同影響。與此同時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)之間以及其指標(biāo)參數(shù)具有相關(guān)性，進(jìn)而不同程度會(huì)影響污水的凈化效果。