污水处理厂是城镇水污染治理体系中的关键环节，其稳定高效运行对消除城市黑臭水体、持续提升水环境质量具有重要意义[1]。近年来，随着城镇化水平不断提高，城市生活污水收集总量持续增长[2]，污水处理厂尾水也逐步成为园林灌溉的重要非常规水源。然而，污水厂进水浓度偏低已成为较多地区面临的共性问题，主要表现为化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）和总磷（TP）等关键污染物指标持续低于设计进水浓度[3]。低浓度进水不仅导致生化系统微生物营养不足，影响处理效率和运行经济性，也使得尾水水质与养分稳定性不足，难以安全稳定用于园林灌溉[4]。
针对上述问题，已有研究从成因分析和技术对策等方面展开探讨。例如，唐建国等[5]研究指出，外水入渗是导致进水浓度低的主要因素，并提出通过管网诊断、雨污分流、外水减排和智慧管控等综合措施能提升进水浓度。姚娟[6]研究发现，雨季外水侵入、雨污管网混接及老旧管网高水位运行是进水浓度偏低的主要原因，并提出“厂—网—河”一体化提质增效路径，有效提高了进水浓度。
基于此，本文分析了马鞍山市某典型污水处理厂低浓度进水成因，并提出针对性的对策，以保障尾水用于园林灌溉时的养分稳定性和水质可靠性，为同类情况的综合治理提供参考。
1 马鞍山市某生活污水处理厂基本情况
该厂服务面积18.4 km2，目前处理规模6万t/d，采用移动床生物膜反应器生化池（MBBR生化池）和深度处理工艺，具体流程：污水，进水—粗格栅、进水提升泵房—细格栅—旋流沉沙池—厌氧池—MBBR生化池—二次沉淀池—中间提升泵房—高效沉淀池—纤维束滤池—消毒接触池—出水。污泥，二沉池—剩余污泥回流泵房—污泥浓缩池—污泥脱水机房—外运处置。出水水质稳定，达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准，主要污染物指标COD、NH3-N和TP浓度分别持续低于50、5和0.5 mg/L的限值要求。尾水深度处理主要方式有湿地、中水回用于园林灌溉及河道生态补水等。其中，园林灌溉对水质要求高，进水浓度低会导致尾水中氮磷养分不足，影响灌溉效能。该污水系统内共有3座污水提升泵站。
2 研究区进水现状
2.1 进水水质和水量
对该污水处理厂2021—2023年1—12月降水量、进水量及进水COD浓度均值进行分析，发现7—9月汛期的COD浓度低于200 mg/L，较其他月份进水平均浓度降低43.6%。该厂在设计规模下，汛期进水量与其他月份差异较小。采用线性回归、分段回归与相关性检验，系统解析月降水量（8月前）对进水COD浓度的定量影响，发现进水COD浓度与降水量呈显著负相关（相关系数r=-0.91，P<0.001），且存在约100 mm的临界效应：当月降水≤100 mm时，COD浓度维持234～253 mg/L高位，稀释作用有限；当月降水≥100 mm时，COD浓度随水量增加呈线性陡降趋势，迅速降至101～230 mg/L，显示管网由旱流转为雨污混合模式。
2.2 供排水平衡
2.2.1 区域供水
该市中心城区现有城市水厂2座，总供水能力35万m3/d，根据近几年该市水量使用数据，城市综合用水量指标约为400 L/（人·d），生活污水系数取0.9，折算后污水量标准为360 L/（人·d），该厂汇水范围净污量约为5.4万m3/d。
2.2.2 外水
在排水管网中，通常情况下地下水位越高，渗入污水管道的地下水水量越大，但因地下条件情况复杂，相关量化测定极具复杂性[7]。针对市政管网及排水单元的地下水入渗问题，将入渗量划分为不可剥离入渗量和可剥离入渗量。（1）不可剥离地下水入渗量。根据GB 50014—2021《室外排水设计标准》，通过建立幂函数模型[8]，发现单位长度管道入渗量Q与高程差ΔH近似存在指数关系，具体Q=12.2ΔH 3.7，R2≈0.99，拟合度较高。地下管道入渗量受水位差影响较为显著。根据该厂晴天、雨天地下水位埋深，结合该区域主干管、次干管管网高程，计算得出排水管网晴天不可剥离地下水入渗量为2 500 m3/d，雨天为4 000 m3/d。（2）可剥离地下水入渗量。该厂汇水范围内污水管网检测暂未全面开展，无法根据管道病害分析出可剥离地下水水量。根据水量平衡、晴天污水量、净污水量、不可剥离地下水、混接雨水等水量情况，计算得出可剥离地下水入渗量晴天、雨天分别为2 000和3 200 m3/d。
2.3 污水管网及排水单元
2.3.1 分区系统检测
根据该厂区域内污水提升泵站布局及污水管网线路，将该区域进行分区，在污水提升泵站进出口、市政干管沿程、穿河管等设置检测点位。检测指标为COD，按照B/C（BOD5/COD）比为0.5计算BOD5。有3个分区的污水BOD5浓度未超过100 mg/L；根据具体点位检测结果，对浓度异常点位的排水管网进行检测，共检测出结构性和功能性缺陷1 300余处，雨污管网混接162处。
2.3.2 排水单元排查
该厂位于市中心，工业企业较少，其低浓度工业污水对进水浓度影响可忽略不计。对污水厂汇水范围内96个居民小区（多个排口以平均值计算）排口进行取样检测，得出污水COD浓度高于200 mg/L的居民小区占比约53%。根据检测结果对78个小区内部进行“污入雨”现象调查，排查出11个小区无“污接雨”，即晴天雨水管道无流水；28个小区为轻度混接，即晴天小区雨水管道流水氨氮浓度≤10 mg/L；39个小区混接较重，即晴天小区雨水管道流水氨氮浓度>10 mg/L。
2.4 截污设施
该污水厂服务范围内有截污泵站7座，截污井3座。根据设计图纸及现场踏勘，约有5座存在河水通过截流设施末端拍门、闸门倒灌，晴天旱季时，截流设施污水、河水通过提升泵汇入污水管道。
3 研究区进水浓度偏低成因
进水浓度偏低会导致尾水氮磷养分不足及水质波动，进而影响园林灌溉效能。因此，基于前期调查，进一步对该污水处理厂进水浓度偏低成因进行分析，主要归结为以下3个方面。
3.1 污水管网等设施功能性与结构性方面
城镇排水管网普遍面临检测修复周期长、成本高的难题。尽管规范建议5～10年进行1次全面检测，但受制于资金和技术力量，实际工作中较难实现对所有管段的全面监测。通过分区检测虽已发现1 300余处缺陷，但仍有大量隐蔽性、结构性缺陷尚未查明。这些缺陷导致大量地下水、河水在管网输送过程中持续入渗。分析表明，不可剥离的入渗（与地下水位直接相关）和可剥离的入渗均对进水造成了一定的稀释效应。尤其在汛期，地下水位抬升，水力梯度增大，入渗量进一步增加。管网缺陷已成为导致污水厂进水浓度降低的隐蔽性关键因素。
3.2 排水单元源头雨污管网混接与监管方面
排查结果表明可能存在阳台洗衣机废水、厨房废水错接雨水立管等现象。这些混接点导致本该进入污水管道的污染物在晴天直排河道，而雨天时大量雨水又通过混接点倒灌入污水系统，进一步稀释了进水浓度。此外，对工业企业以外的排水户（如小餐饮、洗车店）监管体系尚不完善，部分预处理设施缺失或运行效果不佳，进一步加剧了管网淤积及水质浓度波动。源头上污水“跑、冒、滴、漏”及雨污分流不彻底，是污水厂进水浓度难以提升的原因之一。
3.3 截流设施功能与系统智能化水平方面
截污系统的“副作用”是另一关键问题。在晴天，本应截流污水，却因倒灌引入部分河水，直接稀释了管网末端的污水浓度；在雨天，这些设施仅依靠简单液位控制，无法区分初期污染和后期洁净雨水，导致大量雨水进入污水系统，远超污水处理厂的设计处理能力，造成污水管网溢流与进水浓度稀释。
4 研究区进水低浓度对策
针对前述分析诊断出的核心问题，为实现污水处理系统的提质增效和进水浓度的有效提升，以使尾水水质符合园林灌溉需求。遵循“源头管控、过程拦截、末端智能、系统治理”的原则，坚持“分区治理、分步实施、分区达标”的总体思路，制定并实施以下综合性改造与管理策略。
4.1 全面完成排水管网检测
针对污水管网等设施功能性与结构性环节，启动服务区内全范围排水管网（包括污水管、合流管、雨污混接点）检测，并建立以5～10年为1个周期的常态化检测、评估与维护长效机制。优先采用快速视频检测（QV）、管道闭路电视检测（CCTV）等先进技术对过河管、浓度异常管段、老旧管段以及排查出的1 300余处缺陷点进行精细复测与评估，精确量化结构性缺陷（破裂、脱节、错口、渗漏等）和功能性缺陷（沉积、结垢、树根侵入等）的程度与分布。基于评估结果，分轻重缓急制定科学系统的修复改造计划。对于严重缺陷管段，立即采用点状原位固化（CIPP）、紫外光固化、不锈钢发泡筒等进行非开挖修复；对于普遍性破损严重的管段，结合城市更新规划，有序安排开挖更换，从根本上减少地下水入渗和雨水流入。
4.2 强化排水单元源头整改与长效管理
针对排水单元源头雨污管网混接与监管环节，优先对排查出的45个BOD5浓度不达标小区及39个内部雨污混接严重的小区实施整改。积极争取资金支持，将小区纳入城市排水管道老化更新改造计划，彻底纠正阳台污水、庭院排水等管道错接，修复内部管网，改造雨污分流。其次，建立并严格执行排水户分级分类管理制度，对餐饮、洗车、农贸市场等重点排水户加强水质监测和预处理设施核查。加强对雨水管网的检查与管控，并通过宣传教育、信用体系联动等方式，有效落实排水户的主体责任，从源头保障出水水质并减少清水入渗。
4.3 设备设施智慧化改造
智慧化改造是提升排水系统运行效能、实现精准控污的重要技术路径。针对截流设施功能与智能化改造环节，全面智能化升级改造系统内已建的3座污水提升泵站、7座截污泵站及3座截流井。
4.3.1 截流设施改造
改造现有仅依靠液位控制的模式，加装在线水质监测仪表（COD、NH3-N、浊度等），实现水质实时监测，构建基于“液位+水质”双因子控制的智能截流系统。通过建立动态控制模型，实现晴天高浓度污水全部截流，雨天初期污染雨水优先截流，中后期洁净雨水减少截流或直接排放，最大限度避免“雨进污”和河道清水倒灌。
4.3.2 泵站与系统管理
为所有泵站加装流量、水位在线监测设备，建立数据采集与监视控制系统，实时采集、远程监控与集中管理泵站运行数据（水量、水位、能耗、设备状态）的，逐步构建“厂—站—网”一体化智能调度平台，通过大数据分析和水力模型模拟，优化泵站的启停和水泵组合。
5 结语
本文根据马鞍山市某生活污水处理厂进水现状，分析了进水浓度偏低成因，并提出了针对性的对策。研究区2021—2023年1—12月进水COD浓度与降水量呈负相关；总供水能力35万m3/d，汇水范围净污量约为5.4万m3/d；排水管网晴天不可剥离地下水入渗量和可剥离地下水入渗量分别为2 500、2 000 m3/d，雨天分别为4 000、3 200 m3/d；分区污水管网存在结构性和功能性缺陷，排水单元中有39个小区雨污管网混接较重；服务范围内有截污泵站7座，截污井3座。研究区进水浓度偏低主要归结为污水管网等设施功能性与结构性缺陷、排水单元源头雨污混接与监管待提升、截流设施功能缺陷与系统智能化水平较低3方面因素。据此，提出全范围启动排水管网检测，加强排水单元源头整改与长效管理和智慧化改造截流设施、泵站的对策建议。本文为类似地区提升进水浓度、保障尾水安全用于园林灌溉提供参考。