某污水处理厂运行进水数据统计和分析

Posted 2023-01-14 水质

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摘要：城市污水处理厂建设规模与处理标准是污水处理厂工艺选择、基建费用和运行管理费用的决定因素。实践中，往往因为设计水量或水质普遍与实际运行情况有较大的差异，而造成经济上的浪费。南方某污水处理厂工程已经成功运行4年以上。本文统计和分析了该厂2005～2008年的运行进水量和进水水质，得到了运行进水量总变化系数1.64(包括时变化系数1.25和日变化系数1.31)和设计进水水质指标的运行出现频率，其中BOD5、 COD 、SS、 TN、TP的出现频率分别为94.6%、66.0%、91.8%、86.5%、96.4%，还提出了一些建议，其结果可供类似城市污水处理厂设计时参考。

关键词：总变化系数　频率　COD负荷　统计

进水量总变化系数(包括时变化系数和日变化系数)和进水水质指标数据是设计污水处理厂的基础数据。通常按有关规范和城镇总体规划的有关人口和土地规划等确定和预测。由于经济和社会发展很快，涉及的可变因素多等，所以已建成后的城镇污水处理厂的进水量及进水水质，运行值跟设计值相差较大，影响了工程建设和运行效果[1] [2]。

设计人员是依据《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)给出的总变化系数Kz值来确定计算流量，但不同区域排水体制、人们生活习惯等差异，其污水量相差比较大。如果有历史统计资料，可以通过统计分析计算出污水量的变化系数，但实际中往往缺乏或不重视这方面的资料积累，结果造成污水处理厂建成后水量达不到设计规模或构筑物处理能力不能满足要求[3] [4]。

南方城市污水处理厂实际运行水质远小于设计值[5]。设计进水水质的确定，一般是实测污水厂服务范围内污水各项水质指标，据此确定污水厂设计进水水质，但是，有时很难得到实测污水厂进水水质，通常情况，设计人员参照邻近地区、类似工业区、居住区的水质或依据《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)给出的按人均每天排入水体的水质指标量、《给排水设计手册》第五册建议典型的生活污水水质等方法确定，但设计规范对有关的调查方法、取得的实测水质数据如何进行处理和分析等则未作明确规定[4] [6]。

南方某污水处理厂工程（以下简称“某污水处理厂”）的设计规模为3×104m3/d，运行水量范围为2.50×104m3/d～4.20×104m3/d，处理效果比设计更好。本文统计了该厂4年多的进水量和进水水质数据，得出的结果，可供类似污水处理厂工程的设计和运行参考。

一、进水量总变化系数

由于居住区生活污水定额是平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。而实际上流入污水管道的污水量时刻都在变化。污水量的变化程度通常用变化系数表示。

某污水处理厂2005～2008年各年进水最大日所在月的逐日流量变化曲线所示，4年中最大日进水的瞬时变化曲线。由此得出日变化系数Kd=1.31，时变化系数KH=1.25，总变化系数KZ=1.64（Kz = Kd?Kh）。

上述统计结果表明：进水量总变化系数，运行值1.64，跟设计值1.45比较接近，1.64表述了某污水处理厂工程的排水系统为部分带截留设施的合流制，因雨季有一部分雨水进入，所以总变化系数较大。

二、进水水质统计结果与分析

城市污水厂的质量负荷为污水中的组分浓度与污水流量之乘积，在流量已确定的条件下，水质指标浓度值的确定将直接影响质量负荷的大小[7]。城市污水流量变化实际上与水质变化并不同步，因此在设计过程中，流量确定之后，如何按水质变化确定相应的水质指标就显得非常重要。本文采用COD负荷进行分析。

由上述结果可看出：五项指标设计值在运行中出现的频率除COD为66.0%以外，其它均在86%以上，BOD5、SS、 TN、TP的出现频率分别为94.6%、91.8%、86.5%、96.4%。它们的生化（脱碳、脱氮和除磷）比为BOD5/COD=0.58，BOD5/TN=6和BOD5/TP=30。如果85%[4] [6] [8]的水质指标BOD5、COD、SS、 TN、TP（详见表2）分别为124、307、200、25、3.8，生化比为BOD5/COD=0.4，BOD5/TN=5和BOD5/TN=33。因为BOD5与COD比数，前者（0.58）大于后者（0.4），BOD5与TN比数，前者（6.0）大于后者（5.0），所以前者（设计值）的生化条件比后者（85%频率的出现值）好。

旱季和雨季的差异很明显，雨季平均流量比旱季的大了43.0%，虽然值两者较接近，但是旱季COD负荷均值近似是雨季的1.2倍。旱季COD负荷变化范围为122.54～525.03kg?COD/h，平均值为311.5kg?COD/h，雨季COD负荷变化范围为119.01～500kg?COD/h，平均值为261.2kg?COD/h。设计COD负荷为325.0kg?COD/h，介于旱季与雨季平均COD负荷范围之间。

三、结论与建议

（1）某污水处理厂四年运行进水量的总变化系数为1.64，日变化系数1.31和时变化系数1.25。建议可供类似的城镇污水处理厂工程的设计参考，但若已有或能测得进水量实际数据，应由该数据统计得出。关于现行《室外排水设计规范》[9]的表3.1.3，该表系我国自1972年起，先后在北京、长春、广州、郑州和鞍山5座城市进行观测和历史观测资料，共27个观测点的2000个数据，经综合分析后得出。在1987年实行的《室外排水设计规范》（GBJ14-87）里[10]，还对总变化系数指出：当有实际生活污水量变化系数值时，按实际资料取值。虽然该表的基础数据来源于我国代表地区的实测数据，但该表距今已达37年，我国居民生活污水量已发生巨大变化，建议国家有关部门应尽快组织修订。

（2）五项设计水质指标（BOD5、COD、SS、TN、TP分别为150mg/l、260mg/l、230 mg/l、25mg/l、5mg/l）在四年运行水质数值中出现的频率分别为BOD594.6%、COD66.0%、SS91.8%、TN86.5%和TP96.4%。若已有（或能测出）一定数量的进水水质实际数值，同时拟用频率确定类似工程的设计进水水质，本工程得出的频率建议可供参考。

（3）从进水量和COD浓度数据的分布示出，旱季和雨季的差异很明显，雨季平均流量比旱季大了43.0%，虽然COD负荷值两者较接近，但是旱季COD负荷均值近似是雨季的1.2倍。旱季平均值为311.5kgCOD/h，雨季平均值为261.2kgCOD/h，旱季比雨季大19.3%。如何在污水处理厂的工程设计中适应或利用这客观规律，待探讨之。其它进水水质负荷指标的分布情况待补充。来源：水工业市场杂志