污水排放水质在线监测成果

对城市污水处理厂处理过程的监测有感官判断和化学分析两类方法。为有效地管理好活性污泥处理厂，这两种方法都必须采用。

（1）感官指标

在城市污水厂的运行过程中，操作管理人员通过对处理过程中的感官指标的观测直接感觉进水是否正常，各构筑物运转是否正常，处理效果是否稳定。一个有经验的操作管理员往往能根据观测做出粗略的判断，从而能较快地调整一些运转状态。感官指标主要有以下几方面。

1）颜色

城市污水处理厂，新鲜进水颜色通常为粪黄色，如果进水呈黑色且臭味特别严重，则污水比较陈腐，可能在管道内存积太久。曝气池中混合液的颜色应该呈现巧克力样的颜色。颜色也能够作为污泥的健康指标，一个健康的好氧活性污泥的颜色应是类似巧克力的棕色。深黑色的污泥典型表明它的曝气不足，污泥处于厌氧状态（即腐败状态），曝气池中一些不正常的颜色也可能表明某些有色物质（例如化学染料废水）进入处理厂。

2）气味

污水厂的进水除了正常的粪臭外，有时在集水井附近有臭鸡蛋味，这是管道内因污水腐化而产生的少量硫化氢气体所致。气味也能够指示污水厂运行是否正常。正常的污水厂不应该产生令人讨厌的气味，从曝气池采集到完好的混合液样品应有轻微的霉味。一旦污泥的气味转变成腐败性气味，污泥的颜色显得非常黑，污泥还会散发出类似臭鸡蛋的气味（硫化氢气味）。如果有其他刺鼻的令人难以忍受的气味时，则表示有工业废水进入。

3）泡沫

泡沫可分为两种，一种是化学泡沫，另一种是生物泡沫。化学泡沫是由污水中的洗涤剂在曝气的搅拌和吹脱下形成的。在活性污泥的培养初期，化学泡沫较多，有时在曝气池表面会堆成高达几米的白色泡沫山。在日常的运行当中，若在曝气池内，发现有白浪状的泡沫，应当减少剩余污泥的排放量。浓黑色的泡沫表明污泥衰老，应当增加剩余污泥排放量。生物泡沫呈褐色，也可在曝气池上堆积很高，并进入二沉池随水流走。这可能是由卡诺菌引起的生物泡沫，通常是由于进水中含有大量油及脂类物质所造成的，如宾馆污水等。

4）气泡

二沉池中出现气泡表明在池中的污泥停留时间太长，应该加大污泥回流率，如果沉淀池中的污泥层太厚，底层污泥会处于厌氧状态，产生硫化氢、甲烷、二氧化碳等气体。这些气体以气泡形式逸出水面，当气泡上升时，会使絮凝体与气泡一起上升，随沉淀池出水一起流出，从而引起出水水质下降。

5）水温

水温与曝气池的处理效率有着很大的关系。污水处理厂的水温随季节逐渐缓慢变化的，一天内几乎无变化。如果发现一天内变化较大，则要进行检查，是否有工业冷却水进入。当曝气池中的温度低于8℃时，BOD5的去除率常低于80%。

（2）化学监测指标

城市污水处理厂常规水质监测指标为，进出水的pH值、生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（CODCr）、固体（TS）、悬浮固体（SS）、溶解氧（DO）、氨氮（NH3—N）、亚硝酸盐氮（NO2）、硝酸盐氮（NO3）、总氮（TN）、总磷（TP）、挥发酚、碱度、挥发酸以及大肠菌群数等指标。

1）pH值

pH值表示污水的酸碱程度。城市生活污水的pH值通常为7.2～7.8，过高或过低的pH值均表明有工业废水的进入。进入污水厂的污水的pH值大小对管道、水泵、闸阀和污水处理构筑物均有一定影响。废水pH值过低会腐蚀管道、泵体，甚至对人体产生危害。例如，污水中硫化物在酸性条件下，会生成H2S。H2S大量积累会使操作人员头痛流涕甚至窒息而死。另一方面，污水pH值的高低，会影响活性污泥的活性，进而影响水处理效果。pH值通常采用pH酸度计进行测定。

2）生化需氧量（BOD5）

由于城市污水中所含成分十分复杂，很难一一分析确认，因此在城市污水处理中，常常用生化需氧量BOD5这一综合指标来反映污水中有机污染物的浓度。生化需氧量是在指定的温度和指定的时间段内，微生物在分解、氧化水中有机物的过程中所需要的氧的数量。

BOD5指标对污水处理厂运行管理的主要作用表现在：

①可以反映污水处理厂进水中有机物的浓度，BOD5的数值越高，有机物的浓度就越高，反之亦然。

②反映污水处理厂的处理效率，确定处理构筑物的运行参数。

③反映污水处理厂的技术经济参数，衡量污水可生化程度等。

由此可见，BOD5是污水处理厂最为重要的水质监测指标。BOD5的测定采用稀释倍数法。将原水进行适当稀释；取经过适当稀释的水样测定其中的溶解氧含量；将稀释水样注入培养瓶内加盖或加水封后置于恒温箱内（20℃），培养5 d后取出测定其中溶解氧含量。5 d前后溶解氧之差乘以稀释倍数即为该水样的BOD5。

3）化学需氧量（CODCr）(www.xing528.com)

BOD5是城市污水处理中常用的有机污染物浓度分析指标，但是BOD5测定存在测定时间长，一般需要5d；污水中难以生化降解的污染物含量高时误差大；工业废水中往往含有生物抑制物，影响测定结果；BOD5测定条件较严格等缺点，因此，人们同时还要采用化学需氧量（CODCr）这个指标作为补充或替代。化学需氧量是指用化学方法氧化污水中有机物所需要氧化剂的氧量。CODCr是以重铬酸钾作为氧化剂，测得的化学需氧量。化学需氧量在工业废水测定中被广泛采用，在城市污水分析时与BOD5同时应用。

城市污水的COD一般大于BOD5，两者的差值可反映废水中存在难以被微生物降解的有机物。在城市污水处理厂分析中，常用BOD5/COD的比值来分析污水的可生化性；可生化性好的污水BOD5/COD＞0.3；小于此值的污水应考虑生物技术以外的污水处理技术，或对生化处理工艺进行试验改革，如传统活性污泥法后发展出来的水解酸化活性污泥法是一项针对城市污水具有较好降解效果的技术。成分相对稳定的城市污水，COD与BOD之间有一定的相关关系，通过大量数据的分析对比，两个数值可以相互求出。在化验条件不具备时，可作为一种临时方法。

4）总固体（TS）

TS是指单位体积水样，在105～110℃烘干后，残余物质的质量。TS是污水中溶解性固体和非溶性固体的总和。通过对进出水TS的分析可以反映污水处理构筑物去除总固体的效果。

5）挥发性固体（VS）

VS是指将水样中的固体物质（TS部分）置于马弗炉中，于650℃灼烧1 h，固体中的有机物即被汽化挥发的部分，此即为挥发性固体（VS）。剩余的固体物质即为非挥发性固体物质FS，FS主要由砂、石、无机盐等构成。

6）悬浮固体（SS）

SS是指污水中能被滤器截留的固体物质。它既可以从总固体和溶解性固体之差得到，也可以通过滤纸过滤、烘干后称重得到。该指标是构筑物沉淀物效率的重要依据。测定进、出水悬浮固体可以反映污水经初沉池、二沉池处理后悬浮固体减少的情况。

7）溶解氧（DO）

在污水处理中常常测定曝气池和出水中的溶解氧含量。曝气池运行管理者可以根据溶解氧含量大小，调节空气供应量，了解曝气池内的耗氧情况，以及在各种水温条件下曝气池耗氧速率。曝气池中溶解氧含量通常维持在1 mg/L以上，溶解氧含量过低表明曝气池处于缺氧状态，溶解氧过高，不仅浪费能耗，而且还会加速污泥老化。污水处理厂出水中含有一定量的溶解氧有益于接纳水体自净效果的提高，因此，污水处理厂出水中应含有一定量的溶解氧。测定溶解氧常采样碘量法和膜电极法。

8）氮

污水中氮以有机氮、氨氮（NH3—N）、亚硝酸氮（NO2—N）和硝酸氮（NO3—N）的形式存在，各类氮的总和称为总氮（TN）。有机氮可在微生物的作用下，被氧化分解为NH3、NO2和NO3，因此测定处理水中氮含量，可以反映有机物分解过程及污水处理效果。当二级处理出水中只含有少量NO2，表明该处理出水尚未完全无机化，当供氧量不足时，亚硝酸盐会还原为氨氮；当二级处理出水中，随着TN的去除率增加，NO3所占比例增加时，表面污水中大部分有机氮已被转化为无机物。一般进水中有机氮和氨氮含量分别占TN的60%和40%，NO3和NO2含量极低。具有脱氮处理工艺的污水处理厂，在硝化或反硝化段，测定硝酸盐和亚硝酸盐，以了解曝气池内硝化和反硝化完成情况的脱氮效果。

9）磷

磷是影响微生物生长重要的元素之一，因此，在污水生物处理过程中，对碳氮磷的比有一定的要求。在微生物的作用下，磷可在有机磷和无机磷之间、可溶性磷和不溶性磷之间进行转化。在天然水和废水中，磷主要以正磷酸盐、偏磷酸盐和有机磷的形式存在，有机磷与无机磷的总和即为总磷（TP）。在水体中，磷含量过高，可引起水体富营养化。

因此磷也是废水污染程度与净化程度的指标。水中磷的测定，通常按其存在形式而分别测定。TP、溶解性正磷酸盐和总溶解性磷。采集的水样未经过滤，经强氧化剂分解，测得水中的TP；经微孔滤膜过滤后，其滤液供可溶性正磷酸盐的测定；滤液经强氧化剂的氧化分解，测得可溶性总磷。

10）总大肠菌群数

城市污水既包括人们的生活排出的洗浴、粪尿，也包括公共设施排出的废水，如医院废水，还包括食品工业，如屠宰场排出的工业废水。这些污、废水都有可能带来大量的病毒和致病菌。由于病菌类别多样，对每一种病菌进行分析又十分复杂，因此在通常采用最有代表性的大肠菌群指标反映净化水的卫生质量。

对于市政污水处理厂，其排放口污染物基本控制项目及浓度要求如表8.3、表8.4所示（GB 18918—2002），而工业废水处理设施排放口污染物控制项目及浓度要求由于工业行业众多，这里不再进行罗列。

表8.3　基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）　单位：mg/L

注：①括号外数值为水温＞12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。

表8.4　部分一类污染物最高允许排放浓度（日均值）　单位：mg/L