污水處理廠排放標準與計算1.引言污水處理廠是城市水環(huán)境治理的關(guān)鍵節(jié)點，其出水水質(zhì)直接影響受納水體（河流、湖泊、海洋）的生態(tài)健康與功能。排放標準作為污水處理廠的“硬約束”，既是環(huán)境管理的依據(jù)，也是工藝設計、運行調(diào)控的目標。本文從標準體系、核心指標計算、達標評估實例及常見問題應對四個維度，系統(tǒng)梳理污水處理廠排放標準的實踐邏輯，為行業(yè)從業(yè)者提供專業(yè)參考。2.污水處理廠排放標準體系目前，全球污水處理廠排放標準形成了“國家/行業(yè)標準為基礎(chǔ)、地方標準為補充”的框架，不同地區(qū)因水資源稟賦、環(huán)境容量差異，標準嚴格程度差異顯著。2.1國內(nèi)標準框架我國污水處理廠的核心標準是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB____），該標準將出水水質(zhì)分為三級，其中一級標準又分為A、B兩類（見表1），是我國城鎮(zhèn)污水處理廠的主流執(zhí)行標準。污染物指標一級A標準一級B標準二級標準三級標準COD（mg/L）≤50≤60≤100≤120BOD5（mg/L）≤10≤20≤30≤60SS（mg/L）≤10≤20≤30≤50氨氮（mg/L）≤5（8）≤8（15）≤25—總磷（TP，mg/L）≤0.5≤1.0≤3.0≤5.0總氮（TN，mg/L）≤15≤20——*注：氨氮括號內(nèi)數(shù)值為水溫低于12℃時的限值；一級A標準為缺水地區(qū)或水環(huán)境敏感區(qū)的強制要求。*此外，北京、上海等一線城市出臺了地方嚴于國家的標準（如《北京市城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標準》DB11/____），將總磷限值提高至0.3mg/L，總氮至10mg/L，以應對更嚴格的水環(huán)境要求。2.2國際及區(qū)域標準參考歐盟：《城鎮(zhèn)wastewater處理指令》（91/271/EEC）要求，對人口超過1萬的城鎮(zhèn)，出水COD≤125mg/L，BOD5≤25mg/L，SS≤35mg/L；對敏感區(qū)域（如湖泊、河口），總磷≤1mg/L，總氮≤10mg/L。美國：EPA《二級污水處理標準》要求，出水BOD5≤30mg/L，SS≤30mg/L；部分州（如加州）對總氮要求≤10mg/L，總磷≤0.5mg/L。3.核心污染物指標解析與計算污水處理廠的排放標準以污染物濃度為核心，以下對常見指標的定義、標準要求及計算方法進行詳細說明。3.1化學需氧量（COD）定義：采用強氧化劑（重鉻酸鉀）氧化水中有機物所需的氧量，反映水中有機物的總量（單位：mg/L）。標準要求：一級A≤50mg/L，一級B≤60mg/L。計算方法（重鉻酸鉀法，GB____）：公式：\[\text{COD}_{\text{Cr}}=\frac{(V_0-V_1)\timesC\times8\times1000}{V}\]符號說明：\(V_0\)：空白試驗消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的體積（mL）；\(V_1\)：樣品試驗消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的體積（mL）；\(C\)：硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度（mol/L）；\(8\)：氧的摩爾質(zhì)量（g/mol，\(O_2/2\)）；\(V\)：樣品體積（mL）。示例：取20mL出水樣品，用0.1mol/L硫酸亞鐵銨滴定，空白消耗25.00mL，樣品消耗24.00mL，則：\[\text{COD}_{\text{Cr}}=\frac{(25.00-24.00)\times0.1\times8\times1000}{20}=40\\text{mg/L}\quad(\text{符合一級A標準})\]3.2生化需氧量（BOD5）定義：水中有機物被微生物分解所需的氧量，反映可生物降解有機物的含量（單位：mg/L）。標準要求：一級A≤10mg/L，一級B≤20mg/L。計算方法（稀釋倍數(shù)法，GB____）：公式：\[\text{BOD5}=\frac{(D_1-D_2)-(B_1-B_2)\timesf}{P}\]符號說明：\(D_1\)：樣品初始溶解氧（mg/L）；\(D_2\)：樣品培養(yǎng)5天后溶解氧（mg/L）；\(B_1\)：空白（蒸餾水）初始溶解氧（mg/L）；\(B_2\)：空白培養(yǎng)5天后溶解氧（mg/L）；\(f\)：樣品稀釋倍數(shù)與空白稀釋倍數(shù)的比值（空白未稀釋時，\(f=\text{樣品稀釋倍數(shù)}^{-1}\)）；\(P\)：樣品體積占稀釋后體積的比例（\(P=\text{樣品體積}/\text{稀釋后體積}\)）。示例：取10mL出水樣品，稀釋至100mL（\(P=0.1\)，稀釋倍數(shù)10），空白取100mL蒸餾水（\(f=0.1\)）。測定得：\(D_1=8.5\)，\(D_2=7.0\)；\(B_1=8.5\)，\(B_2=8.0\)。則：\[\text{BOD5}=\frac{(8.5-7.0)-(8.5-8.0)\times0.1}{0.1}=\frac{1.5-0.05}{0.1}=14.5\\text{mg/L}\quad(\text{符合一級B標準})\]3.3懸浮物（SS）定義：水中不溶性固體物質(zhì)的總量（單位：mg/L），反映污水中顆粒物的去除效果。標準要求：一級A≤10mg/L，一級B≤20mg/L。計算方法（重量法，GB____）：步驟：1.用恒重的玻璃纖維濾膜（孔徑0.45μm）過濾樣品；2.將濾膜置于____℃烘箱中干燥2小時，冷卻后稱重；3.計算：\[\text{SS}=\frac{(W_2-W_1)\times10^6}{V}\]符號說明：\(W_1\)：濾膜干重（g）；\(W_2\)：濾膜+懸浮物干重（g）；\(V\)：樣品體積（mL）。示例：濾膜干重\(W_1=0.5000\)g，過濾200mL樣品后，濾膜+懸浮物干重\(W_2=0.5020\)g，則：\[\text{SS}=\frac{(0.5020-0.5000)\times10^6}{200}=10\\text{mg/L}\quad(\text{符合一級A標準})\]3.4氨氮（NH3-N）定義：水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮（單位：mg/L），反映污水中氮的無機形態(tài)。標準要求：一級A≤5mg/L（水溫≥12℃），≤8mg/L（水溫<12℃）。計算方法（納氏試劑分光光度法，GB____）：公式：\[\text{NH3-N}=\frac{m}{V}\times1000\]符號說明：\(m\)：從標準曲線查得的氨氮質(zhì)量（μg）；\(V\)：樣品體積（mL）。示例：取10mL樣品，經(jīng)預處理后顯色，在420nm波長下測定吸光度，從標準曲線查得氨氮質(zhì)量\(m=40\)μg，則：\[\text{NH3-N}=\frac{40}{10}\times1000=4.0\\text{mg/L}\quad(\text{符合一級A標準})\]3.5總磷（TP）定義：水中各種形態(tài)磷（正磷酸鹽、聚磷酸鹽、有機磷）的總量（單位：mg/L），是導致水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵指標。標準要求：一級A≤0.5mg/L，一級B≤1.0mg/L。計算方法（鉬酸銨分光光度法，GB____）：步驟：1.用過硫酸鉀消解樣品，將所有磷轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽；2.加入鉬酸銨和抗壞血酸，生成藍色絡合物；3.在700nm波長下測定吸光度，從標準曲線查得正磷酸鹽質(zhì)量；4.計算：\[\text{TP}=\frac{m}{V}\times1000\]符號說明：\(m\)為標準曲線查得的正磷酸鹽質(zhì)量（μg），\(V\)為樣品體積（mL）。示例：取25mL樣品，消解后顯色，查標準曲線得正磷酸鹽質(zhì)量\(m=12.5\)μg，則：\[\text{TP}=\frac{12.5}{25}\times1000=0.5\\text{mg/L}\quad(\text{符合一級A標準})\]3.6總氮（TN）定義：水中各種形態(tài)氮（有機氮、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮）的總量（單位：mg/L），反映污水中氮的總負荷。標準要求：一級A≤15mg/L，一級B≤20mg/L。計算方法（堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，GB____）：公式：\[\text{TN}=\frac{m}{V}\times1000\]符號說明：\(m\)為標準曲線查得的總氮質(zhì)量（μg），\(V\)為樣品體積（mL）。示例：取10mL樣品，消解后在220nm和275nm波長下測定吸光度（\(A=A_{220}-2A_{275}\)），查標準曲線得總氮質(zhì)量\(m=120\)μg，則：\[\text{TN}=\frac{120}{10}\times1000=12.0\\text{mg/L}\quad(\text{符合一級A標準})\]4.排放達標評估與實例計算4.1達標評估邏輯污水處理廠的排放達標需滿足“單指標達標+全指標覆蓋”原則：1.每個污染物指標均需符合對應標準的限值（如一級A標準下，COD≤50mg/L、TP≤0.5mg/L等）；2.需覆蓋標準中規(guī)定的所有必測指標（如GB____要求的COD、BOD5、SS、氨氮、總磷、總氮等）。4.2實例計算某城鎮(zhèn)污水處理廠設計規(guī)模為10萬m3/d，執(zhí)行一級A標準（GB____）。2023年10月某日的出水監(jiān)測數(shù)據(jù)如下（部分指標）：指標監(jiān)測值（mg/L）一級A標準（mg/L）是否達標COD45≤50是BOD58≤10是SS9≤10是氨氮（水溫15℃）4.2≤5是總磷0.4≤0.5是總氮13≤15是結(jié)論：該污水處理廠出水所有指標均符合一級A標準，排放達標。5.常見超標問題與應對策略5.1COD超標原因：進水有機物濃度過高；生化池DO不足（<2mg/L）；污泥齡過短（<5d）。應對：增加預處理（如格柵、沉砂池）去除懸浮物；提高曝氣強度（增加風機頻率）；延長污泥齡（減少剩余污泥排放）。5.2氨氮超標原因：硝化細菌活性低（水溫<12℃）；DO不足（<2mg/L）；進水氨氮濃度過高。應對：提高生化池水溫（如采用加熱裝置）；增加曝氣強度；投加硝化細菌（如硝化桿菌屬）。5.3總磷超標原因：化學除磷劑（如PAC、PAM）投加量不足；生化池聚磷菌活性低（厭氧段DO>0.2mg/L）。應對：增加除磷劑投加量（根據(jù)出水TP調(diào)整）；降低厭氧段DO（如關(guān)閉厭氧段曝氣）。6.結(jié)論與展望污水處理廠排放標準是保障水環(huán)境質(zhì)量的“底線”，其計算方法需嚴格遵循國家標準規(guī)范。隨著環(huán)保要求的不斷提高，未來排放標準將向更嚴格、更精準方向發(fā)展（如增加總氮、總磷的實時監(jiān)測要求），同時，智慧化監(jiān)測技術(shù)（如在線COD、氨氮傳感器）將廣泛應用，提高排放達標評估的效率和準確性。對于污水處理廠而言，需通過工藝優(yōu)化（如采用AAO、MBR等脫氮除磷工藝）、運行調(diào)控（如調(diào)整DO、污泥齡）和技術(shù)升級（如增加深度處理單元），確保出水穩(wěn)定達標，為水資源保護和生態(tài)文明建設提供支撐。參考