城镇污水处理厂总量减排现场核查要点何在?

时间：2010-03-26  来源：中国环境报 作者：朱风松 崔群 刘国才

作者的话

本要点是作者在国家主要污染物总量减排有关规范指导下，在大量减排现场核查工作实践基础上进行的总结归纳。整理成文的目的在于为从事减排核查的同事们提供一份简便、快速、有效、务实的现场核查工作参考。不足之处还请同事们在运用过程中予以不断完善。上海市政工程设计研究总院张辰总工程师、安徽国祯环保王淦总工程师、深圳大通水务运行部杨越辉部长、东南大学张林生教授为本要点提出了宝贵的修改意见，在此表示感谢。

城镇污水处理厂COD减排量核算涉及的主要参数有日污水处理量，污水处理厂运行天数，进、出水COD浓度等。这些参数要通过对现场水量核查、水质核查和运行状况核查3个方面来确认。水量核查包括进水水量核查和出水水量核查；水质核查包括进水水质核查和出水水质核查；运行状况核查包括活性污泥核查、溶解氧核查、气水比核查、氧化还原电位核查、电耗量核查等。核查要点分别如下:

一、水量核查

水量核查包括对进水水量和出水水量的核查。国家《主要污染物总量减排核算细则(试行)》(以下简称《细则》)中对污水处理厂COD减排量核算并未规定使用进水水量还是出水水量，但在实际核算时建议按出水水量进行计算。除重点核查出水水量外，还应对进水水量进行核查(核查进水水量的目的一是对出水水量进行校核，二是对是否存在非正常超越偷排等情况进行判定)。

(一)进水水量核查

1.查台账资料

(1)查设计文件

城镇污水处理厂均有其明确的设计进水水量。通常情况下，污水处理厂实际进水水量应不大于最大设计进水水量(设计规模乘以变化系数K，一般K取1.1~1.3；如设计规模为3万吨/日、设计变化系数K为1.2，则实际进水水量通常不会超过3.6万吨/日)，如果进水量长期超过设计规模甚至最大设计进水水量，那么数据就很可能不真实。

(2)查验收材料

验收材料包括污水处理厂验收材料和污水收集管网验收材料两部分。污水处理厂验收材料要重点查阅进水水量、污水构成(即纳管的工业污水情况及所占比例)等。管网验收材料要重点核查管网长度、收水范围、服务人口(《细则》规定，按照服务人口计算污水水量时人均综合排水量取80升/日~180升/日，由于各地区这一系数有一定的差距，因此现场核查时需根据当地实际情况取用)和提升泵站等。

2.查流量计

流量计的计量包括对瞬时流量和对累计流量的计量。核查时一是根据瞬时流量计显示流量，同时查阅中控室进水水量历史曲线，对照近期每天进水量变化规律，估算日进水量；二是根据累计流量计显示流量除以对应的时间计算得出日平均进水水量。用累计流量核查进水水量要与中控室进水水量历史曲线进行校核。

3.查超越管溢流

多数污水处理厂设置有超越管，要根据超越管位置进一步核查确认进水水量。超越管设置有的位于进水提升泵的集水井中，有的位于生化池前的分配井中，个别污水处理厂在这两个位置都设置了超越管。如流量计位于超越管前，且超越管阀门开启，核算时要扣除溢流部分的水量；如流量计位于超越管后，则流量计读数就是实际进水水量。

4.查其他重复计算的水量

个别污水处理厂为了增加进水水量将处理后的部分废水通过管道重新输入进水流量计前，重复计算进水水量(此项要重点核查，特别是对于以进水水量作为COD减排核算依据的污水处理厂)。另外，污水处理厂污泥压滤废水会重新进入污水处理系统，部分污水处理厂这部分废水经过进水流量计重新计入进水水量(此项数量很少，目前核查核算时都没有核减，但在考虑水量平衡时，要把此项纳入计算)。

5.查中控室相关设备运行记录

(1)查水泵运行时间和水泵流量，用运行时间乘以水泵流量计算得出进水水量。(2)查集水井液位、进水提升泵电流和扬程，并将之和进水量曲线对照，判定进水水量记录是否准确。

核查方法一是对照提升泵电流曲线和进水量曲线，两条曲线应该有同步同向变化，即同时增大或减小(对于带变频调速的提升泵，则比较其运行频率和进水量是否同步同向变化)。二是对照集水井液位曲线、提升泵扬程曲线、瞬时流量变化曲线逻辑走势，推算水泵流量。一般规律是集水井液位增加，提升泵扬程减少，流量增大。如集水井中液位明显上升，而进水量没有明显变化则推断可能存在超越偷排；当集水井液位降低时，提升泵实际扬程增大，流量减少。现场可以检查开几台泵、流量是多少(泵的流量用总流量除以泵运行台数)，再调阅历史数据，对照流量和设备运行台时进行核对。

(二)出水水量核查

1.查流量计

参考进水水量核查办法，核算出水水量。需要注意的是，有的污水处理厂出水流量计前还有其他废水(如超越废水等)排入，在现场要详细核查，对未经处理的废水根据实际情况核减。

2.查在线监控数据

根据环保部门在线监控数据核算出水水量(相关在线监控数据可能存在的问题在下面内容里介绍)。

3.查监督性监测报告

根据环保部门监督性监测报告核算出水水量。

4.核查对照进、出水水量

污水处理厂进、出水水量应非常接近，如没有超越排放，出水水量加上剩余污泥含水量应等于进水水量。进、出水水量差距较大时需进一步对照核实。

5.其他方法验证

(1)用产泥量验证处理水量:查阅污水处理设施的生产运行台账，通过干泥或湿泥(一般含水率为80％)产生量来反算处理水量。一般处理水量和干泥产生量比例为1∶0.0001~0.00012；湿泥产生量比例要根据污泥含水率计算(如污泥含水率为80％，则这一比例为1∶0.0005~0.0006)。(2)用电量验证处理水量:查阅污水处理设施的生产运行台账，通过用电量来反算污水处理设施处理水量。一般处理1吨污水耗电量为0.2度~0.35度。(3)用管网服务人口验证处理水量:通过核查管网验收材料、管网覆盖人口情况验证处理水量。处理水量为管网覆盖人口与人均综合排水量之积(如某管网覆盖区域有50000人，人均综合排水量为180升/日，则处理水量为9000m3/日)。

二、水质核查

(一)进水水质核查

相对于出水水质，污水处理厂的进水水质往往变化较大，并且多数污水处理厂在进口不设水质在线监控设备，同时由于采样的偶然性和监测的功用性等多种因素影响，污水处理厂提供的进水水质报告有时难以反映实际进水水质状况。因此，现场核查还需要通过多种手段来检验、校核污水处理厂的进水水质。

1.查台账资料

查阅污水处理厂设计文件和验收材料，了解污水处理厂设计进水浓度上限。查阅污水处理厂运行台账及日常监管记录，实际进水浓度一般不应大于其设计进水浓度。通常南方污水处理厂生活污水进水COD浓度不超过350mg/L，北方不超过500mg/L。

2.查进水水质指标

一般生活污水水质各指标间存在下述关系:6.520，B　O　D5/TN>3.5，B　O　D5/COD≥0.3，查阅污水处理厂每日监测记录或环保部门监督监测报告，可根据各进水水质指标间的逻辑关系判断上报的进水COD浓度是否正常。

3.查进水表观特征

一般颜色较深和气味较重的水有机质成分较多，COD浓度也较高。

4.查设备运行参数

用曝气机等设备运行参数可推断进水水质情况。通常进水COD浓度较高，需要的气水比高、曝气量大，曝气电机电流或功率也大。一般二级污水处理厂气水比为处理每吨污水需3m3～12m3空气(一般取5m3～12m3)。如运行正常但实际曝气量明显低于上述标准，则推断进水浓度明显低于设计标准，进一步查阅中控室曝气设备相关运行参数历史曲线或运行记录可初步推断实际进水水质情况。

5.查污泥浓度(MLSS)

生化反应池污泥浓度一般在2000mg/L~5000mg/L之间。污泥浓度长期偏低且运行正常，则进水浓度可能较低。如设计污泥浓度为4000mg/L、设计进水COD浓度为350mg/L，若运行正常的污水处理厂实际污泥浓度仅1000mg/L~2000mg/L，则推断实际进水浓度会明显低于设计的350mg/L。

(二)出水水质核查

1.查在线监测数据

符合规范要求的在线监测数据是判断污水处理厂设施运行状况及出水水质情况的重要依据，是核算污水处理厂COD减排量优先选用的数据。现场核查中应特别注意核查导致污水处理厂在线监测数据不真实的各种因素:

一是仪器设备存在问题导致数据不真实。主要包括:(1)仪器设备选型不当，如出水SS浓度较高的污水处理厂若选用分光光度法的COD分析仪，由于较高的SS浓度会影响分光光度计的吸光度，导致数据不真实。水质变化较大的污水处理厂若选用TOC监测仪，会因水质变化大造成TOC－CO　D　换算出现系统误差，导致数据不真实；(2)仪器管路或其他部位老化，局部因水的浸湿、结露等影响自动分析仪运行的性能，导致数据不真实；(3)仪器量程过高(如实际出水COD浓度不高于60mg/L，而量程设置为1000mg/L)，导致测量值和实际值偏差较大(仪器零点漂移和量程漂移与量程有关，量程越大，在规定的±5％漂移范围内，绝对误差越大；部分仪器的测量线性误差和量程成正比关系，在允许范围内，量程越大测量的绝对误差可能越大；上述情况，在测量的实际样品为低浓度时，影响尤为明显)；(4)仪器安装次序的影响，部分数据采集传输系统使用工控机采集数据，工控机安装在数采仪之前，由于工控机可能存在人为对数据的过滤修饰，导致远程监控中心获得的数据失真；(5)大部分COD监测仪采用模拟信号输出数据，与之连接的数采仪的电流、量程与COD监测仪的电流、量程不对应，导致数据不真实；(6)在线监测采样探头安装以及采样频次设置不符合规范，导致采集的样品浓度不能代表真实浓度。

二是人为造假导致数据不真实。主要包括:(1)人为调高测量量程；(2)人为调低设备参数(如COD在线监测设备显示值Y由Y=AX＋B得出，其中A、B值是经过校准后获取的一个固定值，通过人为调低设备中的校正因子A和修正值B，可使测量的出水浓度低于实际排放浓度)；(3)工控机在数采仪之前，人为调整输出软件对上传数据进行修正过滤；(4)人为调整监测仪模拟信号输出电流；(5)人为改变确定的反应试剂浓度(采用重铬酸钾—硫酸亚铁滴定法的COD测量设备需要重铬酸钾强氧化剂和亚铁盐还原剂参与反应，人为调高比对确定的强氧化剂浓度或人为调低还原剂浓度，将导致测量值低于实际值)；(6)人为改变采样探头位置或人为将稀释后的处理废水作为出水在线监测样品(采用二次采样、开放管路采样，人为操控样品水质)。

三是运行、维护不当导致数据不真实。主要包括:(1)不按规范对系统进行校准、比对、标定；(2)不按规范配置反应药剂；(3)对关键设备如分光光度计等不正常清洗、维护；(4)对部分老化或不能正常运行的设备未及时修复和更换；(5)在线监测设备不正常运行期间，不按规定进行人工监测。

四是在线监测站房不符合在线监测要求导致数据不真实。在线监测站房因温度、湿度等不符合规定要求，影响设备正常稳定运行，导致在线监测数据不真实。

2.查监督性监测报告

根据环保部门监督性监测报告，核查污水处理厂出水浓度。

3.查出水表观特征

处理较好的废水应该是清澈透明的。出水发黄(如没有工业废水的影响)可能氨氮或总氮会超标；在总排口生长较多的丝状藻类，通常源于出水总磷偏高；有二沉池的污水处理厂，如沉淀效果不好，泥水没有明显分界线，可导致SS和COD超标。

其他通过污泥性状或反应池运行情况来判断出水水质的方法在下面的内容里介绍。

三、运行状况核查

污水处理厂运行状况的好坏可以从多个方面进行了解、判断，而且可以相互验证。对于日常督察和监管，特别是总量减排的核算，也可以通过这些方面对相关数据进行验证和最终确认。

(一)活性污泥核查

活性污泥的性状决定处理工艺运行是否稳定与出水是否达标。污水处理厂运行管理的关键环节就是调整污泥的生长和排放。

1.查污泥浓度

活性污泥法或氧化沟法污泥浓度一般在2000mg/L~5000mg/L左右，低于1000mg/L难以保障正常处理效果，出水水质可能超标；高于8000mg/L(原因可能有高浓度工业废水进入，或污泥膨胀等)会导致出水泥水分离效果差，出水SS、COD可能超标。

2.查污泥表征

正常污泥的颜色一般呈黄褐色，有泥土气味；曝气时，废水泡沫不多，且较容易破裂。

如没有特殊工业废水进入，污泥颜色发黑(接近污水)、发臭，废水泡沫增多、不易破碎，则处理效果可能较差甚至出水超标(原因主要有曝气不足、进水COD偏高、生化不充分、污泥龄短、污泥负荷高等)。

3.查污泥沉降性能

污泥沉降性能可通过污泥沉降比(SV)或污泥容积指数(SVI)来反映。受多种因素影响，SV值或SVI值会偏离正常值，此时不能单纯用某个运行参数来断定出水是否达标，但现场核查可根据SV值或SVI值的异常情况有针对性地查找问题。

SV值一般在20％~30％之间。SV值过低(原因主要有进水COD浓度过低，长期过度曝气等)，如低于5％，则污泥生化性较差，出水COD和氨氮都有可能超标。SV值过高(一般源于供氧不足)，如高于50％，则污泥性状不佳或有膨胀的趋势；如高于80％，则污泥已经膨胀了，出水SS、COD和TP均有可能超标。

SVI值［SVI=(SV×10)/MLSS］一般在80mL/g~150mL/g之间。如SVI值大于150，污泥中丝状菌较多，出水SS和TP均有可能超标(此时，污泥颜色浅黄。原因主要有污泥龄长，曝气过量，污泥负荷低等)。如SVI值小于80mL/g时，出水TN和氨氮可能超标(有两种可能的原因，一是进水COD浓度低、污泥无机化；二是污泥负荷太高)；如果SVI过低，出水水质多数指标均有可能超标。

4.查剩余污泥

剩余污泥的排放是废水中有机物转移的重要途径，也是去除废水中总磷的唯一途径。对剩余污泥应重点关注污泥量、污泥性状和污泥去向。

(1)污泥量。一般情况下，污水处理厂污泥产量为每处理10000吨废水产生1吨~1.2吨干污泥，每处理1吨COD产生0.2吨～1吨干污泥(一般取0.4吨)。值得注意的是，现在一些污水处理厂为了节省污泥处理处置费用，通常减少排泥。另外，由于污泥龄、污泥回流比以及设计工艺的不同，实际产泥量可能高于或低于上述比例，如同样的氧化沟工艺，污泥龄分别为10天和15天的污水处理厂，前者污泥理论产量比后者多20％~50％。当然如果产泥量严重偏离前述指标，现场要结合运行情况和生化反应池中污泥的浓度、颜色、沉降性能等进行判断。因此，对于不同的污水处理厂，污泥产量存在一定差异，核查这一指标是否正常需要结合设计文件、生化池污泥性状、单位电耗、实际运行效果等综合评价。

(2)污泥性状。运行正常的污水处理厂脱水污泥呈黄褐色，有泥土气味，不沾手，结成块状；运行不正常的腐败污泥或无机化污泥，颜色发黑，沾手，呈松散状。

(3)污泥去向。核查污泥去向可以进一步确认污水处理厂运行情况，并可通过对污泥去向的核查确定污泥是否得到了安全处置。现场核查可调阅污泥处置合同和污泥运输记录，检查记录中的污泥数量、处置方式、处置场所，必要时可到污泥处置场所核实污泥处理量和处置方式。如污泥数量和处置方式符合合同要求和运输记录，则可进一步判断污水处理厂运行正常；否则，应反推污泥量是否真实、污水处理厂运行是否正常、污水处理量是否达到报告数量。

(二)溶解氧(DO)核查

1.参照数值

一般生化反应池厌氧段溶解氧浓度在0mg/L~0.2mg/L之间，缺氧段溶解氧浓度在0.2mg/L~0.5mg/L之间，好氧段溶解氧浓度在1.5mg/L~3mg/L之间。

对于生化反应池好氧段来说，如果溶解氧过量，会出现污泥发黄、无机质成分增多、氨氮硝化过度、总磷吸附量下降等情况，可导致出水段泥水分离快、总磷偏高；同时，由于好氧段溶解氧过量，又可能导致缺氧段和厌氧段溶解氧浓度升高，不利于反硝化脱氮。如果生化反应池好氧段溶解氧过低，会出现污泥颜色发黑、生化不充分、氨氮硝化不足等情况，可导致废水处理效果降低，出水COD和总氮超标。

2.核查方法

了解溶解氧浓度可查阅现场在线监测仪表，也可查阅中控室相关数据。一般生化反应池溶解氧浓度和曝气设备曝气量呈同向变化的关系，因此可通过核查设备曝气量来核查溶解氧浓度。

核查时，查阅正常运行时的设备曝气量(或曝气设备运行电流)，此时如果生化池溶解氧正常，则把这一曝气量(或曝气设备运行电流)作为标准值，对照历史记录，如果历史记录长时间明显低于上述曝气量(或曝气设备运行电流)标准值，则历史曝气量可能不足。

需要注意的是，进水浓度低、污泥浓度低等都可能要求降低曝气量，此时如果增加曝气量，反而不利于正常的生化反应。另外，由于曝气头损坏常会导致大量气体逃逸(可能有30％以上的空气未发挥作用)，水面呈现“开锅”现象，此时曝气量(或曝气设备运行电流)虽然符合要求，但生化反应池溶解氧浓度会明显低于正常标准，难以保障出水COD等指标稳定达标。

(三)气水比核查

1.参照数值

气水比是生化反应池每小时的曝气气体量和污水量的体积比，是保障生化反应池一定溶解氧浓度的过程控制指标。一般情况下污水处理厂气水比为处理每吨污水需空气3m3～12m3

(一般取5m3~12m3)。

2.核查方法

进水量稳定时，主要通过核查曝气设备的曝气量确定气水比是否正常。曝气量核查办法和前述溶解氧核查办法相同。

需要注意的是，如果气水比长时间明显低于标准值，现场核查就需进一步查找原因。如果进水量、进水水质、生化池污泥浓度和曝气量同步下降，且生化池各检测点溶解氧满足设计要求，出水水质稳定达标，则应认可该曝气量正常。

(四)氧化还原电位(ORP)核查

1.参照数值

氧化还原电位是判断缺氧和厌氧段反硝化情况的一项指标。通常氧化还原电位在厌氧段小于－250mV，在缺氧段小于－100mV。需要注意的是，一般微生物代谢需要的营养物组成碳(C)、氮(N)、磷(P)的比例是C∶N∶P=100∶5∶1，如果进水COD浓度低，则碳源不足，此时ORP将增大，甚至为正值。

2.核查方法

核查氧化还原电位可查阅现场在线监测仪表，也可查阅中控室相关数据。

(五)电耗量核查

1.影响因素

处理单位污水电耗量(以下简称电耗量)是判断污水处理厂是否正常运行的重要参数。影响电耗量的因素较多，主要有:(1)设计处理规模和实际处理水量。同一工艺，设计处理规模和实际处理水量越大，电耗量越低。(2)进水水质和水温。进水有机物浓度越高，电耗量越大；水温越高，电耗量越低。(3)曝气方式。采用微孔曝气方式的污水处理厂电耗量较低，采用表曝机、转碟、转刷等机械曝气方式的污水处理厂电耗量较高。(4)污泥脱水方式。采用离心脱水机的污水处理厂电耗量较高，采用带式脱水机的污水处理厂电耗量较低。(5)出水消毒方式。采用紫外消毒的污水处理厂电耗量较高，采用加氯消毒的污水处理厂电耗量较低。(6)设备效率。进水泵、回流泵、鼓风机等主要设备若采用先进的进口设备且带变频调速装置，电耗量较低。(7)季节性变化和昼夜变化。对于污水收集系统为雨污合流制的污水处理厂来说，雨季水量较大，进水浓度较低，电耗量较低。污水处理厂一般白天水量较大，晚上特别是下半夜水量较少，电耗量也有相应变化。

2.参照数值

污水处理厂电耗量一般为0.2度/吨~0.35度/吨污水。受处理工艺、规模和运行状况等因素影响，实际也可出现电耗量较低(如低于0.15度/吨污水)的情况，特别是近几年新建的污水处理厂，大多数都采用较成熟的工艺和效率较高的进口设备，电耗量会较低。

3.核查方法

现场核查，一般方法是根据某一时间段内污水处理量、耗电量计算污水处理厂实际平均电耗量，并与上述经验电耗量比较，判断污水处理厂运行是否正常。

现场核查也可用瞬时电耗量来判定污水处理厂运行状况。核查时，如污水处理厂的生产状况正常，这时候的瞬时电耗量可视为正常运行的电耗量，作为验证历史电耗量是否正常的参考依据(对于稳定运行的污水处理厂，瞬时电耗量与实际平均电耗量的误差一般不超过10％)。瞬时电耗量根据污水处理厂处理水量、电表参数按下式计算:瞬时电耗量=功率/流量=1.732×电压×电流×功率因数/进水流量。如进水瞬时流量8000m3/h，电压10KV，电流95A，功率因数0.92，则瞬时电耗量=1.732×10×95×0.92/8000=0.189(kwh/m3)。可用此数据验证历史电耗量是否正常(也可反算实际处理水量)。

另外，污水处理厂运行时各主要设备的电耗量有确定的比例关系，如污水提升泵电量计入污水处理厂总用电量的氧化沟工艺，一般曝气设备电耗量占全厂用电量的50％~70％，进水提升泵电耗量占全厂用电量的20％，剩余电量主要用于污泥回流设备(包括内回流和外回流)、污泥处理设备和消毒设备等的运行。根据污水处理厂的总电耗量和各设备的电耗量比例，可进一步分析各设备是否正常运行。（作者单位：环境保护部华东环境保护督查中心）