某县城污水处理厂BOD5、COD动态变化分析

刘 皦

（山西省农业科学院农业资源与经济研究所 山西太原 030031 祁县环境保护局 山西祁县 030900）

引言

随着经济社会的快速发展，城市经济结构的不断调整，城镇化进程的不断加快，工业用水和城市居民生活用水量急剧增加，导致污水处理负荷的不断增加[1]。与此同时，国家对污水排放标准的日益严格，提高城市污水处理厂污水净化效果是亟待解决的重大关键问题。因此，研究城市污水处理厂污水净化效果动态变化，分析其原因，对提高城市污水处理效率和改善污水处理厂的出水水质具有重要意义[2-3]。

污水处理涉及物理、化学和生物等多个过程，其本质是通过微生物生化反应、氧化降解污水中的有机碳和氮污染物，使经过处理的污水出水水质指标满足污水排放指标标准。[4]

本文通过对山西省某县城市污水处理厂BOD5、COD指标2009至2015年的实测数据，进行系统分析其污水净化效果动态变化趋势，分析其原因，以便为县级中小型污水处理厂的运行调控和维护管理提供科学的理论依据和指导，并为新建中小型污水处理厂设计进水污染物负荷的确定、工艺选择、提标升级改造等提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 资料来源

以某县污水处理厂2009—2015年度全年实际进出水BOD5、COD 监测数据。

1.2 监测指标和方法

监测指标为5日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）指标的测定均在实验室完成。BOD5的测定采用稀释与接种法（GB7488－87），COD的测定采用重铬酸盐法（GB11914－89）。

1.3 数据统计与处理

本研究中主要采用Microsoft Excel 2003统计软件对相关数据进行统计处理，本文图中所示数据用平均值与标准偏差表示。

2 结果与分析

2.1 进出水BOD5含量与去除率年变化与月变化规律分析

由图1可见，2009年-2015年进水BOD5含量年变化整体呈下降趋势，变化范围为139.87mg/L～160.03mg/L，而出水BOD5含量年变化整体呈下降趋势，变化范围在15.19mg/L～18.29mg/L之间，且出水BOD5浓度达到现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。2009年-2015年BOD5去除率整体呈升高的趋势，且去除率均在88%以上。进水BOD5含量年变化趋势主要是由于随着人口的逐年增多，居民用水量在逐渐增加，与此同时，工业企业数量的逐年增加，工业废水量也在逐渐增加，这样不同程度都会增加污水处理厂的进水量，对进水起到了稀释作用；出水BOD5含量的变化趋势主要是一方面出水BOD5含量会随着进水BOD5含量降低而降低，另一方面污水处理厂不断地进行运行调试的结果。

图1 2009年-2015年进出水BOD5含量、去除率年变化图

由图2可见，进水BOD5含量月变化整体呈下降趋势，进水水质相对比较稳定，其中1-6月进水BOD5含量较高，说明进入污水处理厂的工业废水较年底时偏少，同时河道中的有机物被逐渐冲刷进入污水处理厂，所以BOD5含量逐渐升高。7-9月，11-12月进水BOD5含量较低，说明夏季降雨量与居民用水量的增多，不同程度会稀释进水有机物的含量，与此同时，有较多的工业废水排入污水处理厂，进水量较大，降低了进水BOD5含量。冬季温度偏低，也是进水BOD5含量偏低的原因之一。出水BOD5含量月变化整体趋势与进水BOD5含量一致，呈下降趋势。说明在一定范围内增加进水BOD5含量，废水中可生物降解的有机物浓度升高，进水中含有较多的营养物质，微生物营养充裕，生长繁殖的更快，降解废水能力也强。BOD5去除率在起伏中有降低的趋势，其中1-5月BOD5去除率在逐渐降低，7-10月BOD5去除率在逐渐升高，说明有机负荷不断提高，增大了进水中可生物降解的有机物的量，使得微生物有足够的营养条件下进行生长繁殖，同时将污水中的有机物氧化分解，提高了BOD5的去除率。

图2 2009年-2015年进出水BOD5平均含量、去除率月变化图

2.2 进出水COD含量与去除率年变化和月变化规律分析

由图3可见，2009年-2015年进水COD含量年变化整体呈升高趋势，变化范围为317.65mg/L～396.55mg/L，而出水COD含量年变化整体呈下降趋势，变化范围在45.78mg/L～53.48mg/L之间，且出水COD浓度达到现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。2009年-2015年COD去除率整体呈升高的趋势，且去除率均在85%以上。2009年-2015年进水COD含量年变化趋势主要是污水截流系统的建成，减少了地表水的稀释作用，提高了污水的浓度；其次，城镇居民生活水平的提高，使污水的浓度和水量也在增加。从A/O工艺来说，缺氧段的反稍化反应可以消耗掉污水中的一部分有机物，但大部分有机物是通过好氧降解去除的，而好氧段水力停留时间短，曝气池容积小，曝气量不够，导致有机物去除效果不好。在较低进水浓度下，随着进水COD浓度增加，COD去除率逐渐增加。但在较高进水浓度下，随着进水COD含量增加，COD去除率逐渐降低。A/O工艺抗冲击负荷能力较弱。

图32009 年-2015年进出水COD含量、去除率年变化图

由图4可见，进水COD含量月变化整体呈下降趋势，说明进水有机物变化不大，进水水质比较稳定，其中9月进水COD含量较低，说明夏季降雨量的增多，不同程度会稀释进水有机物的含量，由于冬季温度偏低，也是进水COD含量偏低的原因之一。出水COD含量（除9月份）没有明显波动，与进水COD含量变化趋势一致，说明污水经污水处理厂处理后，能够稳定达标排放。COD去除率在1-3月，4-9月逐渐升高，10月-12月逐渐降低。主要原因可能是1-3月，4-9月，气温、水温随着季节变化逐渐升高，微生物的活性逐渐升高。10月-12月，气温、水温随着季节变化逐渐降低，微生物的活性逐渐降低。

图4 2009年-2015年进出水COD含量、去除率月变化图

结语

通过对污水处理厂 2009—2015 年度 BOD5、COD、SS、NH3-N、TN、TP年变化和月变化规律进行分析。得出以下结论：

（1）进水 BOD5、COD 浓度分别为 139.87mg/L～160.03mg/L、317.65mg/L～396.55mg/L。出水BOD5、COD浓度分别为15.19mg/L～18.29mg/L、45.78mg/L～53.48mg/L。其指标的出水浓度均达到现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。

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

（3）气候、温度随着季节的变化而不断的变化，BOD5、COD各项指标都受到不同程度的影响。

（4）进水BOD5含量、出水BOD5含量、出水COD含量年变化整体均呈现下降趋势；进水COD含量年变化整体均呈现升高趋势。

（5）进水BOD5含量、出水BOD5含量、进水COD含量、出水COD含量月变化整体均呈现下降趋势；

（6）各项指标变化规律不仅受年季气温、水温等温度变化的影响，而且受进水水质、污水冲击负荷、水力停留时间（HRT）、硝化液回流比、污泥浓度（MLSS）、污泥龄、有机物浓度等综合因素的共同影响。与此同时，各项指标之间以及其指标参数具有相关性，进而不同程度会影响污水的净化效果。