城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析及設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)確定方法

王元?jiǎng)?趙幸博

摘要：本文旨在通過(guò)對(duì)某座城市污水處理廠近年來(lái)運(yùn)行水質(zhì)的調(diào)查分析，并通過(guò)對(duì)分段進(jìn)脫氮工藝中試試驗(yàn)裝置運(yùn)行水質(zhì)的化驗(yàn)分析，尋求合理確定城市污水處理廠設(shè)計(jì)水質(zhì)的方法，使污水廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)更加接近投入運(yùn)行后的實(shí)際水質(zhì)，充分發(fā)揮其效能，節(jié)約投資費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用。確定城市污水廠設(shè)計(jì)水質(zhì)就必須對(duì)污水廠的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期的詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定，并將調(diào)查或測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，以便確定的城市污水處理廠設(shè)計(jì)水質(zhì)更加接近投入運(yùn)行后的實(shí)際水質(zhì)，使城市污水處理廠充分發(fā)揮其效能，節(jié)約投資費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：污水處理 水質(zhì)分析 工藝流程

正文：1 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)總論

污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，污水水質(zhì)是確定處理設(shè)備能力和操作特性并確保達(dá)到處理目標(biāo)的必要條件，也是污水處理廠規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)主要與下列因素有關(guān)：

（1）城市性質(zhì)及經(jīng)濟(jì)水平。由于城市所在地域及經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同，污水的水質(zhì)亦不相同。例如沿海發(fā)達(dá)城市和南方城市用水量較大，污水濃度較低；北方城市特別是西部地區(qū)用水量較少，相對(duì)濃度較高；工業(yè)比重大的城市，由于工業(yè)廢水排入下水道的濃度較高，致使城市污水濃度較高等。

（2）工業(yè)廢水水質(zhì)。原則上工業(yè)廢水必須經(jīng)過(guò)廠內(nèi)處理后達(dá)到《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》后才可排入城市管網(wǎng)，最終進(jìn)入污水處理廠。但由于目前我國(guó)對(duì)點(diǎn)源污染的管理體制和手段尚未健全，工業(yè)廢水不經(jīng)處理后直接排入城市下水道的現(xiàn)象屢有發(fā)生。因此在確定污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)時(shí)，必須充分考慮該因素的影響而留有余地。

由于缺乏水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和有效的數(shù)據(jù)處理方法，目前己建成的部分城市污水遷理廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)與設(shè)計(jì)水質(zhì)存在較大差異，嚴(yán)重影響了城市污水處理廠的運(yùn)于。鄭興燦等人對(duì)國(guó)內(nèi)城市污水處理廠的綜合調(diào)查中，獲得了87個(gè)城市污水處理一的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和最近一年的月平均實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)情況。

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，在調(diào)查的城幣污水處理中：（1）實(shí)際進(jìn)水COD與設(shè)計(jì)進(jìn)水COD比值低士1.0的占65.8%，高于1.0的占34.3%。（2）實(shí)際進(jìn)水BOD與設(shè)計(jì)進(jìn)水BOD比值低于1.0的占83%，高于1.0的占17%。（3）實(shí)際進(jìn)水SS與設(shè)計(jì)進(jìn)水SS比值低于1.0的占61.6%，高于1.0的占38.3%。顯而易見(jiàn)，在實(shí)際運(yùn)行中，很多污水處理廠的實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)卻遠(yuǎn)沒(méi)有設(shè)計(jì)水質(zhì)高，因而經(jīng)常造成設(shè)計(jì)水質(zhì)與實(shí)際運(yùn)行水質(zhì)差異較大，導(dǎo)致污水處理廠建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用增加等問(wèn)題。

合理地確定設(shè)計(jì)的污水水量和污水水質(zhì)，直接涉及工程的投資、運(yùn)行費(fèi)用和費(fèi)用效益。污水流量變化與水質(zhì)變化并不同步，因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，流量確定之后，如何按水質(zhì)變化分析確定相應(yīng)水質(zhì)指標(biāo)的濃度就顯得非常重要。濃度值過(guò)大，會(huì)造成浪費(fèi)，濃度值過(guò)小，則不能滿(mǎn)足處理要求。城市污水設(shè)計(jì)水質(zhì)的確定是城市污水處理工藝選擇的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是我國(guó)當(dāng)前城市污水處理工程設(shè)計(jì)中存在的薄弱環(huán)節(jié)。

雖然影響城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)的因素很多，但是，在這些影響因素下的城市污水水質(zhì)可視作隨機(jī)變量進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，即可以采用概率分析方法來(lái)確定城市污水廠的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。在實(shí)際應(yīng)用中，將某一水質(zhì)指標(biāo)濃度值的出現(xiàn)頻率作為其概率的近似值或估計(jì)值。

為了確定污水廠設(shè)計(jì)水質(zhì)就必須對(duì)污水廠的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期的詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定，采用進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)的保證率（出現(xiàn)的頻率）對(duì)設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)作出合理的分析預(yù)測(cè)。本課題旨在通過(guò)對(duì)某座城市污水處理廠近年來(lái)運(yùn)行水質(zhì)的調(diào)查分析，并通過(guò)對(duì)分段進(jìn)脫氮工藝中試試驗(yàn)裝置運(yùn)行水質(zhì)的化驗(yàn)分析，尋求合理確定城市污水處理廠設(shè)計(jì)水質(zhì)的方法，使污水廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)更加接近投入運(yùn)行后的實(shí)際水質(zhì)，充分發(fā)揮其效能，節(jié)約投資費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用。

2 某污水處理廠運(yùn)行進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析

2.1 分析總括

進(jìn)水量總變化系數(shù)（包括時(shí)變化系數(shù)和日變化系數(shù)）和進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)污水處理廠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通常按有關(guān)規(guī)范和城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的有關(guān)人口和土地規(guī)劃等確定和預(yù)測(cè)。由于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展很快，涉及的可變因素多等，所以已建成后的城鎮(zhèn)污水處理廠的進(jìn)水量及進(jìn)水水質(zhì)，運(yùn)行值跟設(shè)計(jì)值相差較大，影響了工程建設(shè)和運(yùn)行效果。

南方某污水處理廠工程的設(shè)計(jì)規(guī)模為3×104m3/d，運(yùn)行水量范圍為2.50×104m3/d～4.20×104m3/d，處理效果比設(shè)計(jì)更好。本節(jié)統(tǒng)計(jì)了該廠4年多的進(jìn)水量和進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)，得出的結(jié)果，可供類(lèi)似污水處理廠工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參考。

2.2 進(jìn)水水質(zhì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與分析

城市污水廠的質(zhì)量負(fù)荷為污水中的組分濃度與污水流量之乘積，在流量已確定的條件下，水質(zhì)指標(biāo)濃度值的確定將直接影響質(zhì)量負(fù)荷的大小。城市污水流量變化實(shí)際上與水質(zhì)變化并不同步，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，流量確定之后，如何按水質(zhì)變化確定相應(yīng)的水質(zhì)指標(biāo)就顯得非常重要。本次采用COD負(fù)荷進(jìn)行分析。

BOD5、SS、TN、TP的出現(xiàn)頻率分別為94.6%、91.8%、86.5%、96.4%。它們的生化（脫碳、脫氮和除磷）比為BOD5/COD=0.58，BOD5/TN=6和BOD5/TP=30。如果85%的水質(zhì)指標(biāo)BOD5、COD、SS、TN、TP分別為124、307、200、25、3.8，生化比為BOD5/COD=0.4，BOD5/TN=5和BOD5/TN=33。因?yàn)锽OD5與COD比數(shù)，前者（0.58）大于后者（0.4），BOD5與TN比數(shù)，前者（6.0）大于后者（5.0），所以前者（設(shè)計(jì)值）的生化條件比后者（85%頻率的出現(xiàn)值）好。

旱季和雨季的差異很明顯，雨季平均流量比旱季的大了43.0%，雖然值兩者較接近，但是旱季COD負(fù)荷均值近似是雨季的1.2倍。旱季COD負(fù)荷變化范圍為122.54～525.03kgCOD/h，平均值為311.5kgCOD/h，雨季COD負(fù)荷變化范圍為119.01～500kgCOD/h，平均值為261.2kgCOD/h。

2.4 結(jié)論

某污水處理廠四年運(yùn)行進(jìn)水量的總變化系數(shù)為1.64，日變化系數(shù)1.31和時(shí)變化系數(shù)1.25。建議可供類(lèi)似的城鎮(zhèn)污水處理廠工程的設(shè)計(jì)參考，但若已有或能測(cè)得進(jìn)水量實(shí)際數(shù)據(jù)，應(yīng)由該數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出。關(guān)于現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的表3.1.3，該表系我國(guó)自1972年起，先后在北京、長(zhǎng)春、廣州、鄭州和鞍山5座城市進(jìn)行觀測(cè)和歷史觀測(cè)資料，共27個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的2000個(gè)數(shù)據(jù)，經(jīng)綜合分析后得出。在1987年實(shí)行的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ14-87）里，還對(duì)總變化系數(shù)指出：當(dāng)有實(shí)際生活污水量變化系數(shù)值時(shí)，按實(shí)際資料取值。雖然該表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于我國(guó)代表地區(qū)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，但該表距今已多年，我國(guó)居民生活污水量已發(fā)生巨大變化，建議國(guó)家有關(guān)部門(mén)應(yīng)盡快組織修訂。

參考文獻(xiàn)：

[1]王卿卿.城市污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)確定方法的試驗(yàn)研究.西安建筑科技大：西安，2008

[2]鞠興華.城市污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)的確定方法.西安市市政設(shè)計(jì)研究院：陜西，西安，2006

作者簡(jiǎn)介：

王元?jiǎng)祝?995.10.5-）男，漢族，河南省唐河縣，身份證號(hào)：411325199510050035，本科生，研究方向：給排水科學(xué)與工程.

趙幸博（1995.8.20-）男，漢族，廣西來(lái)賓市，身份證號(hào)：452225199508200551本科生，研究方向：給排水科學(xué)與工程.endprint