文/赵龙

摘  要：污水处理厂污染物排放环境检测技术是保障水环境安全的核心。本文系统分析了化学分析法、生物检测法及光谱技术、生物传感器等新兴检测技术的应用现状，结合上海白龙港、北京高碑店及深圳布吉污水处理厂的典型案例，验证了多技术协同检测的实践效能。研究表明，常规检测技术与新兴技术的融合应用，可显著提升污染物检测精度与效率。  

关键词：污水处理厂；污染物排放；环境检测技术；化学分析法；生物检测法

1 污水处理厂在城市水循环和环境保护中的重要作用  

污水处理厂作为城市水循环与环境保护体系的关键节点，通过多维度功能支撑着水资源的可持续利用与生态安全。在城市化进程中，生活污水与工业废水经地下管网汇集至污水处理厂后，首先通过格栅拦截、沉砂池沉淀等物理手段分离大颗粒悬浮物，随后借助活性污泥法、生物膜反应等生物工艺降解有机物，并辅以化学混凝、臭氧氧化等深度处理技术进一步去除氮、磷及难降解污染物。经系统处理后的出水水质显著提升，其中一部分通过再生水系统回用于工业生产冷却循环、城市道路清洗或公园景观水体补给。如北京市清河再生水厂每年为周边提供数百万立方米的生态补水，缓解了区域水资源供需矛盾；另一部分达标排放至自然水体，避免未经处理的污水直接进入河流湖泊，从源头削减了化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）等污染物总量[1]。这种污染负荷的持续降低遏制了受纳水体的富营养化趋势，减少了藻类爆发与溶解氧耗竭引发的黑臭现象，维系了鱼类、水生植物等的生存环境。污水处理厂在应对极端天气事件中亦发挥缓冲作用，如强降雨期间通过调蓄池暂存合流制溢流污水，防止混合污水直排造成瞬时污染冲击。通过一系列协同机制，污水处理厂重构了“取水-用水-排水-再生”的城市水循环链条，成为维护流域生态健康、保障人居环境安全的重要基础设施。

2 污水处理厂污染物排放概述  

污水处理厂的处理工艺多种多样，其主流工艺包括活性污泥法、生物膜法、氧化沟工艺及膜生物反应器（MBR）等。这些工艺在污水处理过程中发挥着各自独特的作用，对污染物的去除效率也存在显著差异。活性污泥法通过微生物的吸附、降解作用去除污水中的有机物，具有处理效率高、运行稳定等优点。生物膜法是利用生物膜上附着的微生物对污水净化处理，具有占地面积小、处理效果稳定等特点[2]。氧化沟工艺通过沟渠内的循环流动和曝气作用，为微生物提供充足的氧气和营养物质，促进其生长和繁殖，有效去除污水中的污染物。MBR将膜分离技术与生物处理技术相结合，通过膜的高效过滤作用，将污水中的悬浮物和微生物彻底去除，具有出水水质好、占地面积小、自动化程度高等优点。深度处理工艺也在污水处理厂中得到广泛应用，如臭氧氧化、活性炭吸附等，进一步处理难降解有机物和微量新兴污染物，提高出水水质。

污水处理厂排放的污染物种类繁多，包括常规污染物、微生物类和新兴污染物。常规污染物如COD、生化需氧量（BOD5）、NH3-N、总磷（TP）和悬浮物（SS）等，是污水处理过程中需重点去除的对象。微生物类污染物如大肠杆菌、病毒等病原体，具有传染性，可能对人体健康造成危害，因此需采取有效的消毒措施。新兴污染物如药物与个人护理品（PPCPs）、微塑料、内分泌干扰物（EDCs）等，具有低浓度、高毒性及生物累积性特点，对水体环境和人类健康构成潜在威胁，需采用更先进的处理技术和工艺有效去除。

3 污水处理厂污染物排放环境检测技术现状  

3.1 常规检测技术

常规检测技术以其高精度和可靠性，在污水处理厂污染物排放检测中占据着重要地位。其中，化学分析法是应用最为广泛的一种方法。分光光度法，通过测定特定波长下样品吸光度或透光度的变化，可准确测定NH3-N、TP等常规污染物的浓度。气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，则以其高灵敏度和高分辨率，成为检测有机污染物的有力工具。原子吸收光谱（AAS）技术，则专注于重金属元素的分析，为污水处理厂提供了准确的重金属污染数据。这些化学分析法虽然精度高，但操作相对复杂，耗时较长，对操作人员的专业技能要求较高。生物检测法是另一种重要的常规检测技术。基于生物指标的BOD5测定，通过模拟微生物在自然环境下的呼吸作用，评估污水的可生化性。发光细菌毒性测试，如费氏弧菌法，利用发光细菌对污染物的敏感反应，快速评估污水的综合毒性。

3.2 新兴检测技术

随着科技的进步，新兴检测技术不断涌现，为污水处理厂污染物排放检测带来了新的可能。光谱与质谱联用技术，如激光诱导击穿光谱（LIBS）、荧光光谱法等，实现了多组分快速筛查，大大提高了检测效率。LIBS技术通过激光激发样品产生等离子体，进而分析等离子体发射的光谱，可快速、准确地测定样品中的元素组成[3]。荧光光谱法则利用荧光物质在特定波长光激发下发出的荧光特性，进行定性或定量分析。生物传感器技术是基于生物识别元件（如酶、抗体或DNA）与信号转换元件相结合的一种新型检测技术。电化学生物传感器，通过测量生物识别元件与污染物反应产生的电信号变化，可实时、灵敏地检测酚类污染物等特定污染物，具有响应速度快、灵敏度高、操作简便等优点。微流控芯片技术则是一种将样品预处理、分离、检测等功能集成在微小芯片上的新型检测技术，以其小型化、集成化、自动化的特点，适用于现场实时监测，为污水处理厂提供了更加便捷、高效的检测手段。人工智能辅助分析技术也在污水处理厂污染物排放检测中发挥着日益重要的作用。结合大数据与机器学习算法，可优化检测流程，提高检测精度和效率。

4 污水处理厂污染物排放环境检测技术应用实例  

4.1 化学分析法应用实例  

上海白龙港污水处理厂作为亚洲最大的污水处理厂之一，日处理能力高达数百万立方米，肩负着上海城市污水处理的重任。为了确保出水水质符合国家和地方严格的环保标准，该厂充分利用了多种先进的检测技术，其中化学分析法在污染物排放环境检测中发挥了核心作用。

在污水处理过程中，上海白龙港污水处理厂特别关注COD、NH3-N和TP等关键污染物的监测。这些指标是衡量污水处理效果的关键，直接关乎出水水质的好坏。为此，该厂采用了重铬酸钾法检测COD，通过重铬酸钾在强酸性条件下氧化水样中的有机物，精确计算COD值，确保出水COD始终保持在较低水平，远低于国家排放标准。同时，选用纳氏试剂比色法检测氨氮，利用氨氮与纳氏试剂反应生成黄色络合物，通过分光光度计测定吸光度，准确计算氨氮浓度，实际测定结果显示出水氨氮浓度远低于国家标准，彰显了其先进的生物脱氮工艺[4]。此外，还采用钼酸铵分光光度法检测总磷，利用磷酸根离子与钼酸铵反应生成黄色络合物，测定吸光度后计算总磷浓度，多次测定结果均显示出水总磷浓度稳定在国家排放标准之内，有效预防了水体富营养化等环境问题。

除了化学分析法，上海白龙港污水处理厂还融合了现代科技手段，如在线监测系统等，实现了对出水水质的实时、连续监测，一旦水质异常，立即发出警报，便于及时处理。同时，该厂积极履行社会责任，加强与环保部门的合作，定期公开出水水质监测结果，接受社会监督，并不断引进新技术、新设备，提升污水处理效率和水质监测准确性，为城市水环境保护作出了积极贡献。这一系列举措不仅确保了出水水质达标，也为其他污水处理厂提供了宝贵的借鉴和参考。

4.2 生物检测法应用实例  

北京高碑店污水处理厂是我国规模较大的污水处理厂之一，其处理能力强大，承担着北京城市污水处理的重要任务。为了确保出水水质达标，该厂在采用化学分析法的同时，也积极引入了生物检测法，以更全面地评估污水处理效果。

在生物检测法的应用中，北京高碑店污水处理厂特别关注了污水处理过程中的生物群落变化。他们利用生物指示物，如某些特定的细菌、藻类或其他微生物，来监测污水中的污染物含量和处理效果。这些生物指示物对污水中的特定污染物具有高度的敏感性和特异性，能够准确地反映污水的水质状况。

北京高碑店污水处理厂采用了生物毒性测试法。他们选取了一些对特定污染物敏感的微生物，如发光细菌等，将其暴露于处理前后的污水中，通过观察微生物的存活率、发光强度等变化，来评估污水的毒性程度和处理效果。这种方法不仅快速、灵敏，而且能够直观地反映污水中污染物的综合毒性，为污水处理厂的运行管理提供了重要依据。

通过生物检测法的应用，北京高碑店污水处理厂成功地监测到了污水处理过程中的水质变化，及时发现了潜在的水质问题，并采取了相应的措施加以调整和优化。这不仅确保了出水水质的达标排放，也提高了污水处理厂的运行效率和稳定性。

4.3 新兴检测技术应用实例  

在污水处理厂污染物排放环境检测领域，新兴技术正不断涌现，为水质监测提供了更加精准、高效的手段。其中，高光谱监测方法作为一种新兴技术，已经在部分污水处理厂得到了成功应用。以深圳布吉污水处理厂为例，该厂采用了高光谱监测方法，实现了对出水水质的实时、准确监测。

深圳布吉污水处理厂作为城市污水处理的重要设施，承担着处理大量生活污水和工业废水的任务。为了确保出水水质达到国家和地方环保标准，该厂不断探索和引入新兴检测技术，高光谱监测方法正是他们引入的一种重要手段。

高光谱监测方法通过高光谱传感器获取水体中特定波长范围内的大量连续谱段数据，能够实时监测水体中的溶解物质浓度、藻类生长情况、水色等指标[5]。这种技术具有高精度、高灵敏度、高分辨率等特点，能够提供更详细、准确的光谱信息。

在深圳布吉污水处理厂的应用中，高光谱监测方法被用于实时监测出水水质。通过高光谱传感器获取的数据，工作人员可以直观地了解出水中的溶解氧、氨氮、总磷等污染物的浓度，以及藻类的生长情况和水色等指标。这些信息对于评估污水处理效果、及时调整处理工艺具有重要意义。

与传统的化学分析法相比，高光谱监测方法具有显著的优势。它不仅能够实时监测水质变化，而且能够同时监测多种污染物指标，大大提高了工作效率和监测精度。此外，高光谱监测方法还具有无损检测的特点，不会对水体造成二次污染。

通过高光谱监测方法的应用，深圳布吉污水处理厂成功地实现了对出水水质的实时、准确监测。这不仅确保了出水水质的达标排放，也为污水处理厂的运行管理提供了科学依据。同时，该技术还为其他污水处理厂提供了有益的借鉴和参考，推动了整个行业的技术进步和发展。

 5 结语  

当前污水处理厂污染物检测技术呈现多元化发展趋势：常规化学分析法仍是标准化监测的基石，生物检测法在生态风险评估中不可或缺，而光谱技术、生物传感器等新兴手段凭借快速、灵敏的优势逐步应用于现场监测。未来需重点关注多技术联用平台的开发、智能化检测设备的普及，以及针对新兴污染物的检测标准体系构建，从而全面提升污水处理厂的环境风险管理能力。

参考文献

[1]谢振谋,房宁宁.污水处理厂污染物排放环境检测技术[J].天津化工,2024,38(2):63-65.

[2]张立伟,王金梁,闫宇,等.污水排放对松花江流域水质质量的影响研究[J].科学技术创新,2017(16):131-133.

[3]周峥惠,徐丽丽.气质联用技术在环境有机污染物检测中的应用[J].环境与发展,2017,29(9):3.

[4]陈丽华.基于城市污水处理系统的重金属污染物检测及治理工艺分析[J].资源节约与环保,2024(2):47-50.

[5]汪琪,张梦佳,陈洪斌.水环境中药物类PPCPs的赋存及处理技术进展[J].净水技术,2020,39(1):9.

（作者单位：青岛中蓝慧城环境科技有限公司）