【案例】基于離散水質(zhì)水量特性的污水處理廠進水有機碳跟蹤評估技術研究

時間：2025-04-28 16:47

來源：中國水網(wǎng)

為促進行業(yè)交流進步，便于行業(yè)同儕互學互促，推動中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。E20環(huán)境產(chǎn)業(yè)圈層特推出《水務行業(yè)優(yōu)秀案例匯編》，匯集了近150例案例，涉及村鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、工業(yè)園區(qū)廢水治理、水環(huán)境治理、市政污水管網(wǎng)、再生水回用、污泥處理處置等領域。

項目名稱：基于離散水質(zhì)水量特性的污水處理廠進水有機碳跟蹤評估技術研究

推薦單位：中山公用城市排水有限公司

參與環(huán)節(jié)：投資、建設、運營

項目所在地：廣東省中山市沙溪鎮(zhèn)

項目概況

污水處理廠進水水質(zhì)情況是評估管網(wǎng)運行和污水廠運行功能狀態(tài)的重要基礎數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)污水中的部分污染物在經(jīng)過預處理工段及水力條件劇烈變化后可能會被轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化或去除。因此，中嘉污水處理廠二（三期）在旋流沉砂池處布置水質(zhì)取樣器來收集水樣進行水質(zhì)分析，可能存在不能準確反應進水水質(zhì)的風險，也可能對管網(wǎng)提質(zhì)增效及污水處理廠運行帶來潛在隱患，所以以此作為進水水質(zhì)指標缺乏依據(jù)。

綜合上述分析，由于預處理工段存在生物作用，使進水存在不可忽視的變化，同時為解決現(xiàn)有取樣器取樣水位固定，無法實現(xiàn)隨水位自動升降控制的問題，有必要對中嘉污水處理廠取樣器技術進行優(yōu)化提升研究。

示范意義

準確掌握污水處理廠進水水質(zhì)情況是確保污水與污泥處理工藝穩(wěn)定運行、科學管理的重要基礎，是衡量排水管網(wǎng)運行工況、進行管理維護的主要依據(jù)。對中嘉污水處理廠二（三期）進水水質(zhì)檢測取樣器的位置進行優(yōu)化提升研究，為進一步提高進水水質(zhì)檢測的準確性提供了基礎，同時也有望為污水處理廠和排水管網(wǎng)的提質(zhì)增效工作提供抓手，為提質(zhì)增效的有關考核和決策提供更準確的依據(jù)。

項目亮點介紹

（1）實施效果

整體改造工程實施后，在提高污水廠進水濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)準確性的同時，還使進廠COD及BOD指標測量值均改善約20%以上。此外，項目在實施過程中產(chǎn)生了3項實用新型專利，1篇SCI學術期刊論文。

（2）社會效益

本項目為生物處理階段精準投加碳源提供了支持，保障污水廠出水水質(zhì)的穩(wěn)定。此外，測量不同時段水樣可精確反映進水水質(zhì)的變化，推斷外水入侵較為嚴重的時段，集中力量排查，減少人力、物力等，必要時減少碳源投加。

（3）生態(tài)效益

本項目提高了進水水質(zhì)檢測的準確性，為排水管網(wǎng)提質(zhì)增效提供了依據(jù)，便于診斷排水管網(wǎng)的外水入侵，快速反饋管網(wǎng)健康情況，用于管網(wǎng)運維養(yǎng)護，避免了因管網(wǎng)存在外水入侵點，導致地下水、山水和河涌水的水質(zhì)污染，為中山市水環(huán)境保護做出重要的貢獻。

項目技術工藝/裝備簡介

（1）技術工藝/裝備名稱

基于離散水質(zhì)水量特性的污水處理廠進水有機碳跟蹤評估技術研究。

（2）工藝/裝備原理

對大量實測數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行頻數(shù)分布及采用ANOVA方差分析進行數(shù)據(jù)顯著性差異分析，后采用最小二乘法擬合獲得研究期內(nèi)各取樣點位置的BOD濃度最佳匹配函數(shù)。

通過原位紫外光譜探測技術對預處理工段各取樣點樣品中的有機碳光譜特征進行跟蹤及評估各點位有機碳自衰減情況，最終確定最佳取樣點位。

對自適應性取樣器的取樣管路銜接方式與布設方案的優(yōu)化改造，提高取樣器自動清洗與調(diào)控運行能力。

（3）工藝/裝備特點

針對每個水廠水質(zhì)水量離散化規(guī)律差異性特征，綜合水廠各點位有機碳濃度歷史數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)的顯著性差異規(guī)律與微生物組學特征，進行預處理工段點位布設及采樣方案確定。

針對水廠取樣點位的實際情況，對在線自適應型自動取樣器進行改造，以適配實際取樣場地，同時實現(xiàn)等時等比例及等時等量兩種不同取樣方式進行取樣。

針對污水處理廠多路來水進行實時跟蹤監(jiān)測，并基于離散型水質(zhì)水量特性，建立有機碳物料平衡（OPB）黑箱模型，完成對污水處理廠服務區(qū)域內(nèi)進廠水中有機碳量核算。

（4）應用工業(yè)領域