城镇污水处理厂进水水质统计分析及设计进水水质确定方法

王元勋+赵幸博

摘要：本文旨在通过对某座城市污水处理厂近年来运行水质的调查分析，并通过对分段进脱氮工艺中试试验装置运行水质的化验分析，寻求合理确定城市污水处理厂设计水质的方法，使污水厂的设计水质更加接近投入运行后的实际水质，充分发挥其效能，节约投资费用和运行管理费用。确定城市污水厂设计水质就必须对污水厂的进水水质进行长期的详细调查或测定，并将调查或测定的数据进行数理统计分析，以便确定的城市污水处理厂设计水质更加接近投入运行后的实际水质，使城市污水处理厂充分发挥其效能，节约投资费用和运行管理费用。

关键词：污水处理 水质分析 工艺流程

正文：1 污水处理厂设计进水水质总论

污水处理系统设计时，污水水质是确定处理设备能力和操作特性并确保达到处理目标的必要条件，也是污水处理厂规划、设计和运行管理的重要基础数据污水处理厂进水水质主要与下列因素有关：

（1）城市性质及经济水平。由于城市所在地域及经济发展程度不同，污水的水质亦不相同。例如沿海发达城市和南方城市用水量较大，污水浓度较低；北方城市特别是西部地区用水量较少，相对浓度较高；工业比重大的城市，由于工业废水排入下水道的浓度较高，致使城市污水浓度较高等。

（2）工业废水水质。原则上工业废水必须经过厂内处理后达到《污水排入城市下水道水质标准》后才可排入城市管网，最终进入污水处理厂。但由于目前我国对点源污染的管理体制和手段尚未健全，工业废水不经处理后直接排入城市下水道的现象屡有发生。因此在确定污水处理厂设计进水水质时，必须充分考虑该因素的影响而留有余地。

由于缺乏水质监测数据和有效的数据处理方法，目前己建成的部分城市污水迁理厂实际进水水质与设计水质存在较大差异，严重影响了城市污水处理厂的运于。郑兴灿等人对国内城市污水处理厂的综合调查中，获得了87个城市污水处理一的设计进水水质和最近一年的月平均实际进水水质情况。

统计分析结果表明，在调查的城币污水处理中：（1）实际进水COD与设计进水COD比值低士1.0的占65.8%，高于1.0的占34.3%。（2）实际进水BOD与设计进水BOD比值低于1.0的占83%，高于1.0的占17%。（3）实际进水SS与设计进水SS比值低于1.0的占61.6%，高于1.0的占38.3%。显而易见，在实际运行中，很多污水处理厂的实际进水水质却远没有设计水质高，因而经常造成设计水质与实际运行水质差异较大，导致污水处理厂建设和运行费用增加等问题。

合理地确定设计的污水水量和污水水质，直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。污水流量变化与水质变化并不同步，因此，在设计过程中，流量确定之后，如何按水质变化分析确定相应水质指标的浓度就显得非常重要。浓度值过大，会造成浪费，浓度值过小，则不能满足处理要求。城市污水设计水质的确定是城市污水处理工艺选择的关键环节，也是我国当前城市污水处理工程设计中存在的薄弱环节。

虽然影响城市污水处理厂进水水质波动的因素很多，但是，在这些影响因素下的城市污水水质可视作随机变量进行分析和预测，即可以采用概率分析方法来确定城市污水厂的设计进水水质。在实际应用中，将某一水质指标浓度值的出现频率作为其概率的近似值或估计值。

为了确定污水厂设计水质就必须对污水厂的进水水质进行长期的详细调查或测定，采用进水水质指标的保证率（出现的频率）对设计水质指标作出合理的分析预测。本课题旨在通过对某座城市污水处理厂近年来运行水质的调查分析，并通过对分段进脱氮工艺中试试验装置运行水质的化验分析，寻求合理确定城市污水处理厂设计水质的方法，使污水厂的设计水质更加接近投入运行后的实际水质，充分发挥其效能，节约投资费用和运行管理费用。

2 某污水處理厂运行进水数据统计和分析

2.1 分析总括

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。

南方某污水处理厂工程的设计规模为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。本节统计了该厂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。

2.2 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。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。本次采用COD负荷进行分析。

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%的水质指标BOD5、COD、SS、TN、TP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122.54～525.03kgCOD/h，平均值为311.5kgCOD/h，雨季COD负荷变化范围为119.01～500kgCOD/h，平均值为261.2kgCOD/h。

2.4 结论

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》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，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，但该表距今已多年，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。

参考文献：

[1]王卿卿.城市污水处理厂设计进水水质确定方法的试验研究.西安建筑科技大：西安，2008

[2]鞠兴华.城市污水处理厂设计进水水质的确定方法.西安市市政设计研究院：陕西，西安，2006

作者简介：

王元勋（1995.10.5-）男，汉族，河南省唐河县，身份证号：411325199510050035，本科生，研究方向：给排水科学与工程.

赵幸博（1995.8.20-）男，汉族，广西来宾市，身份证号：452225199508200551本科生，研究方向：给排水科学与工程.endprint