化验室标准化管理在污水处理厂提标改造中的技术支撑作用

引言

随着国家水环境治理标准的持续升级，污水处理厂提标改造已成为改善水环境质量的必然要求。提标改造涉及工艺优化、设备升级和运行参数调整等复杂环节，对数据的精准性、及时性和可靠性提出了极高要求。化验室作为污水处理厂的 “眼睛”，其检测数据是指导提标改造方案设计、过程控制和效果评估的核心依据。然而，部分污水处理厂化验室存在管理不规范、检测流程随意、数据质量参差不齐等问题，导致提标改造过程中出现工艺参数设计不合理、改造效果评估失真等现象。化验室标准化管理通过建立完善的质量控制体系、规范检测流程和强化数据溯源，能够为提标改造提供高质量的技术支撑。本文系统分析化验室标准化管理在污水处理厂提标改造中的技术支撑作用，探讨其应用路径和优化策略，为提升提标改造科学性和有效性提供参考。

1 化验室标准化管理的技术支撑机制

1.1 数据质量保障机制

化验室标准化管理通过全流程质量控制构建数据质量保障机制，为提标改造提供可靠的数据基础。在样品采集环节，标准化管理明确规定采样点布设原则、采样频率和样品保存方法，如在生物处理单元进出口设置固定采样点，每日采集混合样并在 4℃条件下保存，确保样品代表性和稳定性。检测过程中，严格执行国家标准方法，如采用重铬酸钾法测定 COD、纳氏试剂法测定氨氮，通过标准溶液校准、平行样测定和空白实验控制检测误差，平行样相对偏差控制在 5% 以内，空白值符合方法检出限要求。数据记录与报告环节实行全程溯源管理，采用标准化记录表格记录检测原始数据、仪器参数和环境条件，检测报告需经审核人、批准人签字确认，确保数据可追溯。通过建立数据质量控制图，定期分析检测结果的精密度和准确度，及时发现系统误差并采取纠正措施。这种全流程标准化管理使检测数据准确率提升至 98% 以上，为提标改造方案设计提供了可信的基础数据。

1.2 工艺参数优化支撑机制

化验室标准化管理通过系统的参数监测与分析，构建工艺参数优化支撑机制。在提标改造方案设计阶段，标准化化验室通过长期连续监测，建立进水水质特征数据库，包括 COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷等关键指标的浓度范围、波动规律和季节变化特征，为工艺选择提供数据支撑。例如，对进水碳氮比持续监测，可确定是否需要增设碳源投加系统以满足脱氮工艺要求。在工艺参数优化过程中，标准化化验室通过精准测定污泥浓度、溶解氧、MLVSS/MLSS 比值等关键运行参数，为活性污泥法等工艺的参数调整提供依据。通过建立 “检测 - 分析 - 反馈” 闭环机制，将检测数据与工艺运行效果关联分析，识别制约处理效率的关键参数，为提标改造中的工艺参数优化提供量化依据，确保改造后的工艺参数处于最优运行区间。

1.3 质量控制追溯机制

标准化化验室建立完善的质量控制追溯机制，为提标改造效果评估提供客观依据。通过实施检测仪器标准化管理，定期进行计量检定和维护保养，确保仪器设备处于良好运行状态，检测数据具有量值溯源性。建立样品管理追溯系统，对样品采集、运输、存储和处置全过程进行记录，确保每个样品的检测结果可追溯到具体采样点、采样时间和检测人员。在提标改造效果评估中，标准化管理的化验室数据能够通过统计过程控制方法，科学区分水质波动是由工艺改进还是偶然因素引起，准确评估改造措施的实际效果。质量控制追溯机制还能为改造后的运行优化提供数据支撑，通过长期积累的标准化数据，分析水质变化趋势和工艺响应规律，为稳定达标运行提供持续技术支持。

2 化验室标准化管理在提标改造各阶段的应用

2.1 改造前期的基础数据支撑

在提标改造前期，化验室标准化管理通过系统的基础数据采集与分析，为改造方案设计提供科学依据。标准化化验室按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）要求，对进水水质进行连续 3-6 个月的强化监测，确定主要污染物种类、浓度范围和变化系数，建立进水水质特征图谱。针对提标目标增加的监测指标，如总氮、总磷的形态分析，为工艺选择提供针对性数据支撑。对现有处理工艺各单元进出口水质进行系统检测，分析各工艺单元的污染物去除效率、运行瓶颈和潜力空间。例如，通过测定曝气池不同区域的溶解氧浓度和氨氮降解速率，评估现有硝化系统的运行效能，确定是否需要增加曝气设备或优化曝气方式。标准化的检测数据使改造方案设计从经验型向数据驱动型转变，提高方案的科学性和针对性。

2.2 改造实施中的过程控制支撑

提标改造实施过程中，化验室标准化管理通过动态监测和快速反馈提供过程控制支撑。在工艺设备安装调试阶段，标准化化验室对关键节点水质进行加密监测，如新建生物滤池的出水水质、新增沉淀池的悬浮物去除效果等，及时发现设备安装缺陷或调试参数不合理问题。通过对比设计参数与实际检测结果，为设备调试提供调整依据，确保设备运行性能达到设计要求。在工艺切换与过渡阶段，标准化化验室增加检测频次，实时监测出水水质变化，为工艺参数调整提供依据。例如，在从常规活性污泥法升级为 A²/O 工艺过程中，通过连续监测缺氧池硝态氮浓度、好氧池溶解氧和沉淀池污泥浓度，指导回流比和曝气强度的逐步调整，避免因参数突变导致的出水水质波动。标准化的过程监测数据使改造实施过程可控、可调，保障改造顺利推进。

2.3 改造后期的效果评估支撑

提标改造完成后，化验室标准化管理通过系统的效果评估为稳定运行提供支撑。按照国家标准方法对出水水质进行连续监测，全面评估改造后处理系统对 COD、氨氮、总氮、总磷等指标的去除效果，验证是否达到提标目标。通过对比改造前后的污染物去除效率、能耗和药耗等指标，量化评估改造的环境效益和经济效益。建立长期监测数据库，分析水质指标的季节变化规律和工艺稳定性，识别潜在的运行风险。例如，通过冬季低温期的连续监测，评估硝化系统的低温适应性，为制定冬季运行保障措施提供数据支撑。标准化的效果评估数据不仅是提标改造验收的依据，更是后续运行优化和工艺改进的基础，确保污水处理厂长期稳定达标运行。

3 化验室标准化管理支撑提标改造的案例分

3.1 工业园区污水处理厂提标改造案例

常德高新技术产业开发区污水处理厂，设计处理能力5 万吨，负责处理两个工业园区（灌溪、石板滩）和部分居民生活污水，主要工艺为预处理 + 改良 A2/O 工艺 + 高效沉淀池 + 纤维转盘滤池工艺，尾水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级 A 标准。改造前化验室数据质量差，监测数据点位和监测频次不够，数据缺失。实施标准化管理后，采用 HJ 978-2018 排污许可证申请与核发技术规范水处理（试行） 严格按照规定厂区内的进水口、出水总排口、厂界废气、噪声实施规范化监测，增加了进出水自动监测站房，实时监测数据联网厂内中控室以及国家数据基础平台，标准化数据为为厂区内工艺调整、工艺选型和参数优化提供了精准支撑，为当地环保管控奠定数据基础。

3.2 长沙市城区污水处理厂提标改造及三期扩容案例

长沙市岳麓污水处理厂服务面积108.59km²，为保护 “湘江母亲河” 近几年长沙市河西片区发展快速，污水量增长较大，随着城市化建设不断提高，片区管网覆盖率的逐年增加，纳污片区的整合和接管的日趋完善，污水收集率有了极大的提高，随着岳麓污水处理厂二期提标改造工程和三期的扩容工程的完成，需将总出水的排放标准由原来的 GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标标准》一级 B 标准提高至二期地表水准 4 类标准，最后三期扩容后提高至 DB43/T1546-2018《湖南省污水处理厂主要污染物排放标准》一级标准。总磷排放标准从 1.0mg/L 提至 0.3mg/L_⨀ 。改造前总磷出水标准低，监测数据偏差大，导致工艺调整盲目。改造初期即推行标准化管理，严格执行 HJ819-2017 排污单位自行监测总则规定要求，引用最新的监测技术规范。建立标准曲线定期、标样核查、平行样测定等质控措施，数据的准确和多次加密监测和实验。基于数据支撑，改造方案采用 “PAC+PAM+ 回流污泥” 联合投加，优化混凝剂配比（ PAC40mg/L+PAM0.5mg/L ），安装在线 TP 分析仪实现智能投加。化验室通过沉淀池进出口连续监测动态调整投加量，改造后出水 TP 平均浓度 0.1mg/L 以下，达标率100% 。有效改善了湘江流域水质。

4 强化化验室标准化管理技术支撑作用的策略

4.1 完善标准化管理体系建设

健全的管理体系是发挥技术支撑作用的基础。污水处理厂应依据《检验检测机构资质认定评审准则》和《城镇污水处理厂运行、维护及安全技术规程》，建立涵盖人员、设备、样品、方法、环境等要素的标准化管理体系。制定详细的作业指导书，规范从样品采集到数据报告的全流程操作，明确各环节质量控制要求，如样品保存时间、检测仪器校准频率和数据审核权限等。建立管理体系运行评估机制，定期开展内部审核和管理评审，识别体系运行中的薄弱环节并持续改进。完善的标准化管理体系能够确保化验室持续提供高质量检测数据，为提标改造提供稳定的技术支撑。

4.2 加强检测能力与人才队伍建设

提升检测能力和人才素质是强化技术支撑的核心。根据提标改造需求配置必要的检测设备，如增加 COD、氨氮、总氮、总磷自动在线分析仪、便携式 DO 测定仪、pH 测定仪等精密仪器，确保检测项目覆盖提标后的全部控制指标。建立仪器设备全生命周期管理档案，制定校准、维护和报废制度，确保仪器设备处于良好运行状态，检测数据准确可靠。加强人才队伍建设，建立系统化培训机制，内容涵盖检测方法、仪器操作、质量控制和数据处理等方面，确保检测人员具备相应的专业能力。实行持证上岗制度，定期开展人员比对和能力验证，考核检测人员技术水平。培养兼具检测技能和工艺知识的复合型人才，提升数据解读和工艺指导能力，使化验室从单纯的数据提供者转变为技术支撑决策者。

4.3 构建数据共享与应用机制

高效的数据共享与应用机制能够放大技术支撑效应。建立化验室信息管理系统（LIMS），实现检测数据的电子化记录、自动传输和集中管理，减少人工操作误差，提高数据传递效率。将 LIMS 与污水处理厂 SCADA 系统对接，实现检测数据与工艺运行参数的实时关联分析，为提标改造中的工艺调整提供即时数据支持。建立数据应用分析机制，定期编制水质分析报告，从数据趋势中识别水质变化规律和工艺运行问题。在提标改造方案设计阶段，利用历史检测数据构建水质预测模型；在运行阶段，通过数据挖掘优化工艺参数；在效果评估阶段，采用统计方法量化改造效益。数据共享与应用机制能够充分发挥标准化数据的价值，提升技术支撑的科学性和前瞻性。

4.4 强化全过程质量控制与监督

严格的质量控制与监督是保障技术支撑有效性的关键。在样品采集环节，实行采样点定位标准化、采样工具专用化和采样记录规范化，采用 GPS 定位标记采样点，确保采样代表性。检测过程中，严格执行方法验证和确认程序，对新引入的检测方法进行检出限、精密度和准确度验证；定期进行标准物质核查、空白实验和加标回收实验，控制检测过程误差。建立三级审核制度，对原始记录、检测报告实行检测人员自校、审核人员复核和技术负责人审批的三级审核，确保数据准确无误。引入外部质量控制手段，参加上级部门组织的能力验证或实验室室内人员比对，如每年参加 2-3 次水质检测能力验证，验证检测结果的可靠性。通过全过程质量控制与监督，为提标改造提供 “可信赖” 的技术支撑数据。

结论

化验室标准化管理通过数据质量保障、工艺参数优化和质量控制追溯等机制，在污水处理厂提标改造中发挥着不可替代的技术支撑作用。在改造前期为方案设计提供基础数据，实施过程中保障施工质量和工艺稳定，改造后期评估改造效果，形成全周期的技术支撑体系。案例实践表明，标准化管理能够显著提升检测数据质量，优化工艺参数设计，确保提标改造效果达到预期目标。强化化验室标准化管理需从完善管理体系、提升检测能力、构建数据应用机制和加强质量控制等方面入手，持续提升技术支撑能力。未来，随着智慧水务的发展，应推动化验室标准化管理与智能化监测技术融合，实现数据实时采集、智能分析和精准反馈，为污水处理厂提标改造和长效运行提供更高水平的技术支撑。

参考文献

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作者简介： 杜欢 （1984 年6 月），女，土家族，湖南省沅陵县，本科，工程师，研究方向：城市污水处理水质监测及水质净化