摘要：本文针对天然气净化厂污水处理过程中的水质变化规律，采用多指标分析方法，对污水处理过程中的关键水质指标进行了系统分析。通过对 pH 值、浊度、COD、BOD5、氨氮等指标的监测与对比，揭示了污水处理过程中水质变化的规律和特点。本研究结果为天然气净化厂污水处理工艺优化提供了科学依据。

关键词：多指标分析；天然气净化厂；污水水质

1 天然气净化厂污水处理技术

污水水质多指标分析方法主要包括[1]：

（1）物理指标分析

物理指标分析主要包括浊度、色度、悬浮固体（SS）、颗粒物等。这些指标可以直接反映污水的清洁程度和物理特性。

（2）化学指标分析

化学指标分析关注污水的化学组成，包括化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、氨氮、总磷、重金属等。这些指标能够反映污水中有机污染物、氮磷污染以及有害化学物质的存在情况。

（3）生物指标分析

生物指标分析涉及微生物的数量和种类，以及微生物对污染物的降解能力。常用的生物指标包括菌落总数、大肠菌群、硝酸盐还原菌等，这些指标有助于评估污水处理系统的稳定性和处理效果。

2 研究方法

2.1 数据来源与预处理

（1）数据收集方法

本研究数据主要来源于天然气净化厂的实际污水处理运行记录。数据收集采用现场采样与在线监测相结合的方式，现场采样采用固定频次，通过自动化设备采集污水处理设施出口处的样品；在线监测设备连续实时监测，包括 pH 值、浊度、COD、BOD5、氨氮等关键水质指标。

（2）数据预处理流程

数据预处理包括样本数据的筛选、清洗和整理。首先，筛选出符合实验要求的样本数据，去除异常值和不完整数据；其次，对数据进行清洗，剔除记录错误、数据录入错误等问题；最后，根据数据处理需求对数据格式进行转换，并按照一定的规律对数据进行整理和排序。

2.2 污水水质多指标分析方法

（1）指标选择原则

指标选择原则遵循全面性、代表性、科学性和可操作性。全面性要求指标能涵盖污水水质变化的多个方面；代表性要求所选指标能够反映污水处理效果和水质特征；科学性要求指标与污水中的污染物特性有明确关联；可操作性要求指标易于检测和分析[2]。

（2）指标权重确定方法

指标权重确定采用层次分析法（AHP），通过专家咨询和评分构建指标体系，运用判断矩阵和层次单排序、一致性检验等方法计算各级指标权重，以确保权重的客观性和合理性。

（3）数据分析模型

数据分析采用主成分分析（PCA）和因子分析（FA）等方法，对多指标数据进行降维处理，揭示各指标之间的关系，挖掘出水处理过程中水质变化的内在规律。同时，结合多元线性回归模型，对污水处理效果进行定量分析和预测。

3 实例研究

3.1 案例背景介绍

（1）天然气净化厂概况

本研究选取的天然气净化厂位于我国某石油天然气产区，该厂主要从事天然气的预处理，包括脱水、脱硫、脱碳等工艺。工厂日均处理天然气量约为 100 万立方米，年产量约为1.2 亿立方米。

（2）污水处理设施配置

该天然气净化厂的污水处理设施包括初沉池、细格栅、调节池、

活性污泥反应池、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水机等。这些设施旨在处理生产过程中产生的废水，确保废水达标排放。

3.2 污水水质多指标分析

物理指标分析结果：通过物理指标的测定，发现污水的温度在 12℃至25℃之间，SS（悬浮物）浓度为50 至 150 mg/L，浊度在50 至150 NTU 之间。

化学指标分析结果：化学指标的测定结果显示，污水的 pH 值在6.5 至 8.5 之间，COD 浓度为 150 至 500 mg/L，BOD5 浓度为 30 至120 mg/L，氨氮浓度为 10 至 50 mg/L，总磷浓度为 0.5 至 2.0 mg/L。

生物指标分析结果：生物指标的检测包括浊度、微生物总数等，结果显示，污水的生物稳定性较好，浊度较低，微生物总数在 10^6至 10^7 cfu/mL 之间。

3.3 污水水质变化规律分析

污水水质变化趋势：通过对污水水质数据的分析，可以看出，随着处理设施的运行，污水的水质指标呈现出逐年改善的趋势，COD、BOD5、氨氮等污染物浓度均有明显下降。

影响水质变化的主要因素：处理设施的运行效果、原料的组成和质量、生产过程中的操作参数、季节性气候变化等。其中，处理设施的运行效果和原料的质量是影响污水水质变化的关键因素。

4 结果与讨论

4.1 污水水质多指标分析结果（1）各指标变化范围

经数据分析，天然气净化厂污水水质各指标变化范围如下：pH值在 6.0 至 8.5 之间波动；浊度在 10 至 200 NTU 之间；COD 浓度在100 至 500 mg/L 之间；BOD5 浓度在 30 至 150 mg/L 之间；氨氮浓度在 10 至 50 mg/L 之间；总磷浓度在 0.5 至 2.0 mg/L 之间。

（2）指标相关性分析

各水质指标之间的相关性分析结果显示，COD 与 BOD5 相关系数为0.85，表明两者呈显著正相关；氨氮与 BOD5 相关系数为0.75，也呈现显著正相关；浊度与 COD 相关系数为 0.65，表明两者之间存在一定程度的正相关关系。

4.2 污水水质变化规律讨论（1）降水、季节变化等因素的影响

分析表明，降水和季节变化对污水水质有显著影响。雨季期间，浊度和有机污染物浓度显著升高，可能与降雨带来的地表径流有关。季节性气温变化对微生物活性有影响，进而影响有机物的降解效率。

（2）工艺运行参数的影响

工艺运行参数对污水水质变化有重要影响。增加进水流量通常会降低污染物浓度，但可能影响处理效率。曝气量的变化对有机物去除率有直接作用，而过高的曝气量会增加能耗。污泥回流比是维持活性污泥系统稳定性的关键参数。

（3）污染源的影响

污染源的变化是污水水质变化的重要因素。原料性质、生产工艺和设备运行状况的变化可能导致污染物种类和浓度的变化，如原料杂质含量增加可能引起重金属浓度上升。

参考文献：

[1]天然气净化厂有机胺废水有机物降解工艺研究[J]李丽;严紫含;金艳;肖华.天然气与石油 2024（02）

[2]臭氧、臭氧/双氧水催化氧化深度处理化工废水[J]徐军;涂勇;武倩;张耀辉;唐敏;李军;陈勇.工业水处理，2024（04）