某污水處理廠(chǎng)運行進(jìn)水數據統計和分析

摘要：城市污水處理廠(chǎng)建設規模與處理標準是污水處理廠(chǎng)工藝選擇、基建費用和運行管理費用的決定因素。實(shí)踐中，往往因為設計水量或水質(zhì)普遍與實(shí)際運行情況有較大的差異，而造成經(jīng)濟上的浪費。南方某污水處理廠(chǎng)工程已經(jīng)成功運行4年以上。本文統計和分析了該廠(chǎng)2005~2008年的運行進(jìn)水量和進(jìn)水水質(zhì)，得到了運行進(jìn)水量總變化系數1.64(包括時(shí)變化系數1.25和日變化系數1.31)和設計進(jìn)水水質(zhì)指標的運行出現頻率，其中BOD5、 COD 、SS、 TN、TP的出現頻率分別為94.6%、66.0%、91.8%、86.5%、96.4%，還提出了一些建議，其結果可供類(lèi)似城市污水處理廠(chǎng)設計時(shí)參考。

關(guān)鍵詞：總變化系數　頻率　COD負荷　統計

進(jìn)水量總變化系數(包括時(shí)變化系數和日變化系數)和進(jìn)水水質(zhì)指標數據是設計污水處理廠(chǎng)的基礎數據。通常按有關(guān)規范和城鎮總體規劃的有關(guān)人口和土地規劃等確定和預測。由于經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展很快，涉及的可變因素多等，所以已建成后的城鎮污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水量及進(jìn)水水質(zhì)，運行值跟設計值相差較大，影響了工程建設和運行效果[1] [2]。

設計人員是依據《室外排水設計規范》(GB 50014—2006)給出的總變化系數Kz值來(lái)確定計算流量，但不同區域排水體制、人們生活習慣等差異，其污水量相差比較大。如果有歷史統計資料，可以通過(guò)統計分析計算出污水量的變化系數，但實(shí)際中往往缺乏或不重視這方面的資料積累，結果造成污水處理廠(chǎng)建成后水量達不到設計規�；驑嬛�物處理能力不能滿(mǎn)足要求[3] [4]。

南方城市污水處理廠(chǎng)實(shí)際運行水質(zhì)遠小于設計值[5]。設計進(jìn)水水質(zhì)的確定，一般是實(shí)測污水廠(chǎng)服務(wù)范圍內污水各項水質(zhì)指標，據此確定污水廠(chǎng)設計進(jìn)水水質(zhì)，但是，有時(shí)很難得到實(shí)測污水廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)，通常情況，設計人員參照鄰近地區、類(lèi)似工業(yè)區、居住區的水質(zhì)或依據《室外排水設計規范》(GB 50014—2006)給出的按人均每天排入水體的水質(zhì)指標量、《給排水設計手冊》第五冊建議典型的生活污水水質(zhì)等方法確定，但設計規范對有關(guān)的調查方法、取得的實(shí)測水質(zhì)數據如何進(jìn)行處理和分析等則未作明確規定[4] [6]。

南方某污水處理廠(chǎng)工程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“某污水處理廠(chǎng)”）的設計規模為3×104m3/d，運行水量范圍為2.50×104m3/d～4.20×104m3/d，處理效果比設計更好。本文統計了該廠(chǎng)4年多的進(jìn)水量和進(jìn)水水質(zhì)數據，得出的結果，可供類(lèi)似污水處理廠(chǎng)工程的設計和運行參考。

一、進(jìn)水量總變化系數

由于居住區生活污水定額是平均值，因此根據設計人口和生活污水定額計算所得的是污水平均流量。而實(shí)際上流入污水管道的污水量時(shí)刻都在變化。污水量的變化程度通常用變化系數表示。

某污水處理廠(chǎng)2005～2008年各年進(jìn)水最大日所在月的逐日流量變化曲線(xiàn)所示，4年中最大日進(jìn)水的瞬時(shí)變化曲線(xiàn)。由此得出日變化系數Kd=1.31，時(shí)變化系數KH=1.25，總變化系數KZ=1.64（Kz = Kd?Kh）。

上述統計結果表明：進(jìn)水量總變化系數，運行值1.64，跟設計值1.45比較接近，1.64表述了某污水處理廠(chǎng)工程的排水系統為部分帶截留設施的合流制，因雨季有一部分雨水進(jìn)入，所以總變化系數較大。

二、進(jìn)水水質(zhì)統計結果與分析

城市污水廠(chǎng)的質(zhì)量負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)指標濃度值的確定將直接影響質(zhì)量負荷的大小[7]。城市污水流量變化實(shí)際上與水質(zhì)變化并不同步，因此在設計過(guò)程中，流量確定之后，如何按水質(zhì)變化確定相應的水質(zhì)指標就顯得非常重要。本文采用COD負荷進(jìn)行分析。

由上述結果可看出：五項指標設計值在運行中出現的頻率除COD為66.0%以外，其它均在86%以上，BOD5、SS、 TN、TP的出現頻率分別為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%[4] [6] [8]的水質(zhì)指標BOD5、COD、SS、 TN、TP（詳見(jiàn)表2）分別為124、307、200、25、3.8，生化比為BOD5/COD=0.4，BOD5/TN=5和BOD5/TN=33。因為BOD5與COD比數，前者（0.58）大于后者（0.4），BOD5與TN比數，前者（6.0）大于后者（5.0），所以前者（設計值）的生化條件比后者（85%頻率的出現值）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負荷均值近似是雨季的1.2倍。旱季COD負荷變化范圍為122.54～525.03kg?COD/h，平均值為311.5kg?COD/h，雨季COD負荷變化范圍為119.01～500kg?COD/h，平均值為261.2kg?COD/h。設計COD負荷為325.0kg?COD/h，介于旱季與雨季平均COD負荷范圍之間。

三、結論與建議

（1）某污水處理廠(chǎng)四年運行進(jìn)水量的總變化系數為1.64，日變化系數1.31和時(shí)變化系數1.25。建議可供類(lèi)似的城鎮污水處理廠(chǎng)工程的設計參考，但若已有或能測得進(jìn)水量實(shí)際數據，應由該數據統計得出。關(guān)于現行《室外排水設計規范》[9]的表3.1.3，該表系我國自1972年起，先后在北京、長(cháng)春、廣州、鄭州和鞍山5座城市進(jìn)行觀(guān)測和歷史觀(guān)測資料，共27個(gè)觀(guān)測點(diǎn)的2000個(gè)數據，經(jīng)綜合分析后得出。在1987年實(shí)行的《室外排水設計規范》（GBJ14-87）里[10]，還對總變化系數指出：當有實(shí)際生活污水量變化系數值時(shí)，按實(shí)際資料取值。雖然該表的基礎數據來(lái)源于我國代表地區的實(shí)測數據，但該表距今已達37年，我國居民生活污水量已發(fā)生巨大變化，建議國家有關(guān)部門(mén)應盡快組織修訂。

（2）五項設計水質(zhì)指標（BOD5、COD、SS、TN、TP分別為150mg/l、260mg/l、230 mg/l、25mg/l、5mg/l）在四年運行水質(zhì)數值中出現的頻率分別為BOD594.6%、COD66.0%、SS91.8%、TN86.5%和TP96.4%。若已有（或能測出）一定數量的進(jìn)水水質(zhì)實(shí)際數值，同時(shí)擬用頻率確定類(lèi)似工程的設計進(jìn)水水質(zhì)，本工程得出的頻率建議可供參考。

（3）從進(jìn)水量和COD濃度數據的分布示出，旱季和雨季的差異很明顯，雨季平均流量比旱季大了43.0%，雖然COD負荷值兩者較接近，但是旱季COD負荷均值近似是雨季的1.2倍。旱季平均值為311.5kgCOD/h，雨季平均值為261.2kgCOD/h，旱季比雨季大19.3%。如何在污水處理廠(chǎng)的工程設計中適應或利用這客觀(guān)規律，待探討之。其它進(jìn)水水質(zhì)負荷指標的分布情況待補充。 來(lái)源：水工業(yè)市場(chǎng)雜志