随着近年来我国经济及城市建设的迅猛发展，城镇污水排放总量增长迅速^[1]。截止至2016年底，全国共有城镇污水处理厂3 552座，总处理能力为1.76亿m³/d，同比增长6.67%，全年污水处理量约530亿m³，同比增长6.07%。2010-2016年全国城镇污水处理能力增长趋势见图1。

东部地区包含京津冀、长三角和珠三角等国家优化开发和重点开发的区域，是中国经济最发达的地区，相对中部及西部等经济欠发达地区，该地区污水处理设施建设处于领先地位。2010-2016年，东部地区城镇污水处理厂座数增长了1.48倍，处理能力增加了58.7%。

本次调研涉及全国11个省市，其中，华东地区参与调研的污水处理厂占比为34%，中南、西南及华北部地区分别占比为20%、19%及18%，西北部地区参与调研污水处理厂占比为9%。本次调研共涉及68座污水处理厂，处理规模最大100万m³/d，最小为1万m³/d，其中以处理规模在10万～20万m³/d的居多，占33%以上，具体规模分布情况见表1。

为了客观反应污水中的污染物当量，本调研以耗氧污染物浓度作为指示指标。耗氧污染物又称为需氧污染物，能通过生物化学作用消耗水中溶解氧的化学物质。耗氧污染物包括无机耗氧污染物（主要有Fe²⁺、NH₃-N、S^2-、CN^-等还原性物质）和有机耗氧污染物。因污水中主要耗氧污染物为COD及氨氮，所以将COD和氨氮作为耗氧污染物进行分析。目前常规工艺去除1mg/L氨氮的需氧量范围为3.2～4.6mg/L溶解氧，本文以去除1mg氨氮与去除1mg COD所需耗氧量的比值为3.5∶1为标准进行折算^[2]，则耗氧污染物浓度等于进水中COD浓度加3.5倍的氨氮浓度。

将调研对象按地区进行分类后，对各地区2017年月度水量和耗氧污染物浓度变化情况进行分析，见图2、图3。

由图3可以看出，各地区管网收集的污水水量水质均呈一定规律变化。其中3-8月水量逐月递增，7-9月为水量最高峰期；9月至次年2月水量逐月递减，2月为水量低谷期。这主要与我国的季节温度变化及城镇居民活动规律有关。但是从水质来看，污水中耗氧污染物浓度与水量变化趋势基本相反。9月至次年3月为浓度递增期，4-8月进水浓度逐月递减。对比水量和污染物浓度变化情况，可以看出污水的浓度与排放量存在一定关系，为了近一步分析原因，统计了各地区排入污水处理厂的耗氧污染物总量情况，2017年数据见表2。

由于排水管网收纳范围广泛，当有非生活污水排入管网后，会对污水产生稀释作用，特别是在雨季尤为明显，因此单一的分析污水的水量和浓度都不足以说明问题，为此笔者引入了耗氧污染物总量和变化系数2个指标。耗氧污染物总量计算见式（1):

式中L₀———耗氧污染物总量，t;

Q———进水水量，万m³;

C———进水耗氧污染物浓度，mg/L。

因各地区污染物当量基数不同，不便于整体数据分析，故采用变化系数A进行分析计算，见式（2):

式中A———耗氧污染物变化系数；

L_0月———月度耗氧污染物当量；

L_0年———年均耗氧污染物当量。

根据计算，2017年各地区耗氧污染物变化系数见图4。

从表2和图4可以看出，进入污水处理厂的耗氧污染物总量具有显著变化规律。其中3-5月为高峰期，7-9月为低谷期，其余时期处于平均水平。

由此可以看出，进入管网的污染物总量与水量水质变化规律并不相同，总体看春季污染物排放量较高，雨季污染物排放量较低。分析原因，春季大部分地区入厂耗氧污染物高有可能受季节和生物活动特点影响，此外部分城市会在春季对污水管网进行清淤维护，管底淤泥如不及时清理也会导致进水浓度升高；各地区7-9月虽然污水量有显著增长，但是进入管网的耗氧污染物总量普遍偏低，推断与降雨期间管网污水溢流排河有关。我国部分城市水体普遍存在“下雨就黑”的问题，其根源是雨天从雨水排水口、合流排水口溢流的污染。多年以来，部分城市通过沿河新建截污管道，已经截流了所有旱季入河污水。然而，在雨季，排水系统雨污合流水经常发生溢流。因目前我国各地区部分污水收集管线仍存在雨污合流制现象，故各地区处理水量受降雨影响较明显，汛期大部分污水处理厂处理水量均超负荷运行^[3]。此外，调研对象中有部分城市正在进行矿山修复、地铁施工等大型工程，其管网污染物总量与其他地区存在明显差异。

以北京中心城区6座污水处理厂进水水质数据为例，对排入下水道的污水污染物负荷变化进行研究。老城区排水系统，历史上以合流制排水为主，近年来，随老城道路和区域改造，大部分市政主、次干道路和少部分胡同实现了雨污分流改造，但大部分平房胡同区仍以合流制排水为主，存在从胡同接入市政道路的管道存在错接或混接现象，造成整个排水系统雨污分流不完全^[4]。

本次调研的6座污水处理厂2017年日均总处理水量301万m³/d，水量和耗氧污染物浓度变化规律与全国其他地区相似，均呈规律性变化，水量与耗氧污染物浓度整体呈反比，见图5。

图6为6座污水处理厂耗氧污染物总量变化情况。可以看出，城区排入管网的污染物总量随季节呈规律性变化。其中春季污染物负荷较高，随着温度上升和雨季的到来，虽然收集的污水量增长了，但是耗氧污染物总量却呈下降趋势，直至10月后污染物总量开始回升。

图7为各主要污染物浓度指标加权月变化系数趋势，从图中可以看出，除SS（悬浮物）指标以外，其他各指标变化系数与图6规律基本相似。从数据看，污水中氨氮浓度与水量关系最为相关。1-4月水量低氨氮浓度高，月度水量低于均值约10%，同期氨氮高于均值约10%;5月水量与氨氮浓度同时出现转折点；6-9月水量高于年均值13%，氨氮浓度低于年均值20%;10-12月水量及氨氮浓度趋于稳定，变化系数趋于±5%以内。总氮与氨氮的比例关系可分为两个阶段，2-7月氨氮比总氮值偏低，8-次年1月氨氮比总氮偏。而SS指标则与水量没有明显相关性。

(1）我国各地区耗氧污染物浓度受汛期雨水汇入稀释影响较严重，导致汛期虽然水量负荷升高，但污染物浓度降低，污水处理厂存在“水量超负荷，污染物总量低负荷”情况。

(2）北京中心城区总进水各项污染物指标随季节呈规律性变化，除悬浮物指标外，其他指标总体变化趋势相同，其中氨氮是进水各项指标中最稳定的，氨氮与水量关系最为相关。

(3）汛期虽然各污水处理厂水量存在超负荷现象，但进水水质良好，污染物负荷相对年均值较低。非汛期，虽然水量较低，但进水水质较差，污染物负荷相对较高。单纯以水量计算各污水处理厂处理负荷不够全面，建议以水量结合污染物负荷来规范污水处理厂运行准则。