排水體制與污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)分析_張健君

1、排水 體制 與 污水 處理 廠 進(jìn)水 水質(zhì) 分析 張健君 呂英俊 劉章富(深圳市市 政設(shè)計研究院有限公司 , 深圳 518029 摘要 結(jié)合珠海市吉大片區(qū)不同的排水體制 (分流制 、 截流式合流制 , 統(tǒng)計分析了吉大水質(zhì)凈 化廠 4年的進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù) , 分析發(fā)現(xiàn) , 分流制下各進(jìn)水污染物濃度均比相應(yīng)截流式合流制高 ; 不同排 水體制下 , 分流制中 BOD 5、 COD Cr 、 SS 的離散程度比截流式合流制大 30%,而截流式合流制 TN 、 TP 的標(biāo)準(zhǔn)偏差比分流制略大 ; SS 與 COD Cr 的相關(guān)性較強(qiáng) , SS 與 BOD 5、 TP 、 TN 的相關(guān)性較弱 ; 擬選用 頻率為

2、 70%97%的進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)作為設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 。關(guān)鍵詞 排水體制 分流制 截流式合流制 污水處理廠 進(jìn)水水質(zhì)Analysis of drainage system and inflow water qualityof wastewater treatment plantZhang Jianjun , Lu Yingjun , Liu Zhangfu(Shenzhen Municipal D esign and Research Institutions Co . , Ltd . , Shenzhen 518029, China A bstract :Based o n the investig

3、atio n o f drainage sy stem s (separate , interception com bined sy s -tems in Zhuhai City , this paper statistically analy zed the influent w ate r quality o f Jida W astew ater T reatm ent Plant in fo ur years . The results show ed :the dispe rsion deg rees of BOD 5, COD C r , SS w ere larger in s

4、eparate sy stem than in interception sy stem by 30pe rcent , w hile the standa rd deviatio n of TN and T P w e re a little bit large r in intercep tion co mbined sy stem than in separate sy stem ; SS had a stro ng co rrection w ith CO D Cr w hile w eak w ith BOD 5, T P , and TN ; the inflo w w ate r

5、 quality index es w ith frequency of 70percent to 79percent should be em ployed as the de -sign inflow w ate r quality .Keywords :Drainage sy stem ; Separate sy stem ; Interception combined sy stem ; Wastew ater treatment plant ; Inflow w ater quality0 前言城市的排水體制主要有合流制 、 分流制 、 截流式 合流制等 。 一個地區(qū)采用何種排水體制

6、應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)?的環(huán)保要求 、 經(jīng)濟(jì)實力 、 自然條件 、 受納水體條件 、 排 水設(shè)施的現(xiàn)狀等因素合理確定 。近年來 , 隨著 國家 對環(huán)境 保護(hù) 的 重視 和管 理 力度的加強(qiáng) , 以及經(jīng)濟(jì)實力的提高 , 各地新建 城區(qū) 基本都是采 用雨污 分流制 排水 體制 , 而對 老城 區(qū) 原有的排水 管網(wǎng)進(jìn) 行改造 , 大 多采 用的都 是截 流 式合流制 。 排 水 體 制的 選 擇 不 僅 影響 水 環(huán) 境 質(zhì) 量 , 而且影響進(jìn) 入污 水處理 廠的 水質(zhì) , 所 以 , 如何 確定 污 水 處 理 廠 的 設(shè) 計 進(jìn) 水 濃 度 還 需 進(jìn) 一 步 討論 。本文統(tǒng)計了吉大水質(zhì)凈化廠 (一期和二期

7、 4年 的進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù) , 分析了珠海市吉大片區(qū)排水系統(tǒng) 的水質(zhì) , 并且采用概率分析方法確定污水處理廠設(shè) 計進(jìn)水水質(zhì) , 可供類似污水處理廠工程的設(shè)計和運(yùn) 行參考 。1 珠海市吉大片區(qū)的排水體制珠海市吉大片區(qū)位于珠海市中心城區(qū)東南部 ,DOI :10. 13789/j . cn ki . w we1964. 2010. 09. 016給水排水 ol . 36No 2010 依山面海 , 轄區(qū)面積 11. 7km 2, 居住人口約 11萬 , 珠海市城市總體規(guī)劃 對吉大片區(qū)發(fā)展 定位是商 貿(mào) 、 旅游和會議會展中心 。 吉大片區(qū)的排水系統(tǒng)是 20世紀(jì) 80年代隨珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)的成立而開始建設(shè) 的

8、 , 為雨污分流制排水系統(tǒng) 。區(qū)內(nèi)現(xiàn)有一座處理能力為 4. 8萬 m 3/d 的污水 處理廠 , 一期工程規(guī)模為 1. 8萬 m 3/d , 二期工程為 排水系統(tǒng)改造后新建 , 規(guī)模 3萬 m 3/d 。 原有雨水系 統(tǒng)基本與污水系統(tǒng)同時建設(shè) , 收集雨水主要就近分 散排入排洪渠或排海 , 區(qū)內(nèi)有一條寬為 720m 的 排洪渠 (南白沙河 , 長約 3km , 貫穿東西 , 作為一條 分水線將排水流域劃分為南北兩部分 。 吉大片區(qū)污 水系統(tǒng)基本在 80年代規(guī)劃建成 , 經(jīng)過 20多年的發(fā) 展建設(shè) , 人口規(guī)模 、 排水量都已大大突破原規(guī)劃設(shè)計 指標(biāo) , 以致大量污水無法收集 , 部分未經(jīng)處理直

9、接排 ?；蚺湃肽?、 北白沙河 , 造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染 , 為 了改善環(huán)境 、 消除污染 , 2003年 12月 2005年 3月 期間珠海市對吉大片區(qū)排污系統(tǒng)進(jìn)行了改造 , 改造 主要包括南白沙河截污干管工程 (改造后成為截流 式合流制 、 和石花東路等路段改造工程等 1, 2。 吉 大片區(qū)排水系統(tǒng)改造完成后 , 分流制 、 截流式合流制 排水系統(tǒng)的污水分別進(jìn)入吉大水質(zhì)凈化廠的一期 、 二期 。2 珠海市吉大水質(zhì)凈化廠進(jìn)水水質(zhì)分析在分流制 、 截流式合流制兩種排水系統(tǒng)下 , 污水 處理廠的進(jìn)水水質(zhì)有差異 , 通過分析吉大水質(zhì)凈化 廠近 4年進(jìn)廠水水質(zhì) (2005年 4月 2009年 3月

10、, 結(jié)果如表 1所示 。 由表 1可知 , 不同排水體制下 , 分 流制 各進(jìn) 水指 標(biāo)均 較高 , 其 中 BOD 5、 COD Cr 、 SS 、 TN 、 TP 的年均 值比相應(yīng) 截 流 式 合 流 制 高 38%、 37%、 25%、 20%、 14%;分析發(fā) 現(xiàn) , 不 同排 水系 統(tǒng) 下 , 旱季 (每 年 10月 次 年 3月 水 質(zhì)中 COD Cr 、 TN 和雨季 (每年 4月 9月 變化情況基本吻合 , 但是 , 分流制體制下 BOD 5、 SS 、 TP 的旱季 /雨季變 化幅度比截流式合流制大 3%4%;由表 1可知分 流制水質(zhì) BOD 5、 COD Cr 、 SS 的

11、標(biāo) 準(zhǔn) 偏差 比截 流 式 合流 制 高 30%以 上 , 原 因 是 分 流 制 中 BOD 5、 COD Cr 、 SS 的生活污水變 化幅度較大 , 合流制 中原 有污水與雨水混合 , 水質(zhì)指標(biāo)和變化 幅度減小 ; 而 截流式合流制 TN 、 TP 的標(biāo)準(zhǔn)偏差比分流制略大 , 雨水沖刷作用攜帶 N 、 P 元素通過合流制引起了水 質(zhì)的變化 。表 1 不同排水體制水質(zhì)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)偏差值的對比 項目 BOD 5COD C r S S T N TP吉大一期(分流制 平均值 /mg /L 121. 95322. 63199. 2124. 583. 40旱季 /mg /L 134. 08354. 4

12、0219. 8027. 073. 90雨季 /mg /L 111. 99291. 00178. 7022. 132. 92標(biāo)準(zhǔn)偏差 53. 77129. 4575. 454. 951. 01吉大二期(截流式合流制 平均值 /mg /L 88. 28235. 98159. 6720. 462. 99旱季 /mg /L 95. 81259. 38173. 8922. 523. 37雨季 /mg /L 82. 15212. 68145. 5018. 432. 61標(biāo)準(zhǔn)偏差 38. 0491. 9756. 385. 021. 02 不同排水體制下各 水質(zhì)指標(biāo)的相 關(guān)性分析如 表 2所 示 , BOD

13、5與 COD Cr 為 高 度 相 關(guān) 、 SS 與 COD Cr 、 TN 與 TP 為 中 度 相 關(guān) , 分 流 制 下 SS 與 BOD 5的相關(guān)性比合流制下略高 , 城市生活污水中 約 65%的 COD Cr 以 懸浮 物的形 態(tài)存 在 3, 與 分流 制下水質(zhì)濃度較高 、 沿海地區(qū)降 雨特點等有關(guān) ; 分 流制下 SS 與 TP 的相關(guān)性比截 流式合流制下 低 , 可能與徑流 雨水水 質(zhì) 、 雨季 截流式 合流 制溢 流等 有關(guān) 。表 2 不同排水體制水質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析項目 BOD 5COD C r T N TP吉大一期(分流制 BOD 51. 000. 81 SS 0. 610

14、. 680. 440. 50 TN 1. 000. 67吉大二期(截流式合流制 BOD 51. 000. 78 SS 0. 540. 680. 520. 60 TN 1. 000. 67 注 : 表示未統(tǒng)計 。3 污水處理廠設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)確定方法城市污水處理廠的進(jìn) 水水質(zhì)受到確定 因素的 影響 , 但是影響因素太多 , 進(jìn)水水質(zhì)可 視為隨機(jī)變 量 。 實際運(yùn)行 資料 表明 , 進(jìn) 水水質(zhì) 指標(biāo) 濃度 頻率 分布曲線符 合正態(tài) 分布 規(guī)律 , 可以 依據(jù) 統(tǒng)計 學(xué)原 理進(jìn)行分析 , 該方法需要大量的 實測數(shù)據(jù) , 為了保 證分析結(jié)果 的可靠 性 , 所需 進(jìn)水水 質(zhì)監(jiān) 測數(shù) 據(jù)應(yīng) 不少于 40個樣

15、本 。 隨著國家對水環(huán)境保護(hù)的日益 重視 , 近幾年來 , 全國已有大量污水處理廠和環(huán)境監(jiān) 給水排水 ol . 36No 2010測站的建立和運(yùn)行 , 污水處理廠的設(shè)計水質(zhì) , 已經(jīng)可 以利用本地區(qū)或類似地區(qū)的實測數(shù)據(jù) , 采用概率分 析方法確定 。圖 1 一期工程進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計頻數(shù)分布曲線3. 1 一期工程進(jìn)水水質(zhì)確定服務(wù)區(qū)的排水體制為分流制 , 主要接納為該地 區(qū)生活 污水 , 1984年 12月 完成設(shè)計 , 設(shè)計 規(guī)模為 1. 8萬 m 3/d , 采用傳統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣活性污泥法的二級 生化處理工藝 , 沒有除磷脫氮功能 , 出水水質(zhì)運(yùn)行良 好 , 2005年 4月至 2008年 3月間

16、實測的主要水質(zhì) 指標(biāo) , 進(jìn)水監(jiān)測樣本為日均混合樣 , 進(jìn)水各主要水質(zhì) 指標(biāo)的頻數(shù)分布圖詳見圖 1。由圖 1中的頻數(shù)分布圖可看出 , 各水質(zhì)指標(biāo)分 布曲線基本符合正態(tài)分布規(guī)律 , 故可以按照正態(tài)分 布計算不同概率下的設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo) 。 統(tǒng)計結(jié)果 見表 3。表 3 一期工程進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計結(jié)果水質(zhì)指標(biāo)BOD 5COD C r S S TN TP 進(jìn)水個數(shù) 32614611461196195平均值 /mg /L 121. 95322. 63199. 2124. 583. 40最小值 /mg /L14. 750. 35210. 11. 48最大值 /mg /L 4871793153737. 86.

17、 8985%頻率濃 度 /mg /L 165. 9541825929. 5354. 42設(shè)計值 /mg /L 200400200設(shè)計值頻率 /%95. 7181. 7255. 72出水個數(shù) 32614611461196195平均值 /mg /L 4. 6937. 6114. 5219. 831. 47最小值 /mg /L1. 0815. 367. 460. 122最大值 /mg /L 13. 780. 81936. 85. 07設(shè)計值 /mg /L 206020出水達(dá)標(biāo)率 /%10099. 73100. 00去除率 /%96. 1688. 3492. 7119. 3056. 75 由統(tǒng)計結(jié)果可

18、看出 :五項指標(biāo)設(shè)計值在運(yùn)行中出 現(xiàn)的頻率 BOD 5、 COD Cr 、 SS 分別為 95. 71%、 81. 71%、 55. 72%,在此 種設(shè)計頻率下出水達(dá)標(biāo)率超過 99%。 周 克釗等 4人研究表明保證頻率取值范圍為 84. 14%97. 73%,但還需應(yīng)用趨勢性和地區(qū)性調(diào)整的綜合考 慮確定設(shè)計保證頻率的取值 ; 王社平等5, 6引用德國污水技術(shù)聯(lián)合會行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) , 并進(jìn)行了相關(guān)調(diào)查研究 確定用 85%保證率 7的水質(zhì)濃度為設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 。綜合分析數(shù)據(jù)結(jié)合上述分析 , 并考慮峰值對處理工藝的影響等考慮 , 期擬選用頻率為 60%96%的進(jìn) 水水質(zhì)指標(biāo)作為設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 。3. 2 二期

19、工程進(jìn)水水質(zhì)確定服務(wù)區(qū)的排水體制為截流式合流制 , 主要接納為 該地區(qū)生活污水 , 設(shè)計規(guī)模為 3萬 m 3/d , 采用 ZT 廊 道交替工藝 , 出水水質(zhì)運(yùn)行優(yōu)良 , 由 2005年 4月 2009年 3月實測的進(jìn)水各主要水 質(zhì)指 標(biāo)的 頻率分 布情況可見 , 其 頻率 分布 狀 況和 圖 1相 似 , 各水 質(zhì)指標(biāo)分布曲線仍 然符合 正態(tài)分 布規(guī)律 , 同樣可 以按照正態(tài) 分 布計 算 不同 概率 下 的 設(shè)計 進(jìn) 水水 質(zhì)指標(biāo) 。 統(tǒng)計結(jié)果見表 4, 由統(tǒng) 計結(jié)果可看出 :五 項指 標(biāo) 設(shè) 計 值 在 運(yùn) 行 中 出 現(xiàn) 的 頻 率 BOD 5、 COD Cr 、 SS 、 TN 、

20、TP 分 別 為 94. 43%、 66. 60%、 92. 27%、 86. 52%、 96. 51%,在此 種設(shè) 計頻 率下 出水達(dá)標(biāo)率為 100%。表 4 二期工程進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計 結(jié)果水質(zhì)指標(biāo) BOD 5COD C r SS TN TP進(jìn)水個數(shù) 3231461146114601460平均值 /m g /L 88. 28235. 98159. 6720. 472. 99最小值 /m g /L 15. 554. 8494. 280. 72最大值 /m g /L 273114352147. 3010. 80 85%頻率濃度 /mg /L12430719924. 93. 81設(shè)計值 /m g

21、/L 150260230255設(shè)計值頻率 /%94. 4366. 6092. 2786. 5196. 51出水個數(shù) 3241459146014591458平均值 /m g /L 3. 3530. 8112. 068. 320. 80最小值 /m g /L 0. 5611. 3052. 630. 07最大值 /m g /L 14. 5058. 002011. 891. 98設(shè)計值 /m g /L 206020122出水達(dá)標(biāo)率 /%100100100100100去除率 /%96. 2186. 9492. 4559. 3673. 22 綜合分 析數(shù)據(jù) 結(jié)合相 關(guān)文 獻(xiàn)分析 , 本 部分 擬 選用頻率

22、為 70%97%的進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)作為設(shè)計 進(jìn)水水質(zhì) 。4 結(jié)論與建議根據(jù)本研究 , 得出主要結(jié)論如下 : (1 如 何選擇排水體 制應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐?體的環(huán) 保要求 、 經(jīng)濟(jì)實力 、 自然條件 、 廢 水受納水體條 件 、 排水設(shè)施的現(xiàn)狀等 因素合理確定 , 規(guī)劃 、 設(shè)計時推 薦采用分流制能夠 “ 減排 ” , 這樣才能實 現(xiàn) “ 低碳 ” , 更好地保護(hù)和可持續(xù)利用水資源 。(2 分流制下各水 質(zhì)指標(biāo)值 均比相應(yīng) 截流式 合流制高 ; 分析發(fā)現(xiàn) , 分流制條件下 BOD 5、 COD Cr 、 SS 的離散程度比截流式合流制大 30%,而截流式 合流制 TN 、 TP 的標(biāo)準(zhǔn)偏差比分流制略大 ; 各水質(zhì) 指標(biāo)的相關(guān)性分析顯示 , BOD 5與 COD Cr 為高度相 關(guān) 、 SS 與 COD Cr 、 TN 與 TP 為 中 度 相 關(guān) , SS 與 BOD 5、 TP 、 TN 的 相 關(guān) 性