第23卷第14期中国给水排水
V01.23No.14
2007年7月
CHINA
WATER&WA伽WATER
Jlll.2007
城市污水处理厂设计进水水质的确定方法
鞠兴华1’。,
王社平1…,
彭党聪1
(1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055;2.辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山114044;3.西安市市政设计研究院,陕西西安710068)
摘要:
城市污水处理厂进水水质是工程设计的基本参数,进水水质的测定分析对污水处理
厂的设计具有重要意义。对西安市2座城市污水处理厂的进水水质进行了调查和分析,提出按照
水质指标浓度出现的频率(85%的保证率)确定污水处理厂设计进水水质的方法。
关键词:
污水厂;
设计水质;
频率统计;
保证率
中图分类号:X703.1文献标识码:C
文章编号:1000—4602(2007)14—0048—04
DeterminationMethodologyforDesignInfluentQuality
of
Municipal
WastewaterTreatment
Plant
JUXing.hual”,WANGShe—pingI’3,PENGDang—con91
(1.SchoolofEnvironmental
andMunicipalEngineering,Xi’anUniversity
ofArchitecture
and
Technology,艇’an
710055,China;2。School
ofChemical
Engineering,University
ofScience&TechnologyLiaoning,Anshanl14044,China;3.Xi’anMunicipalEngineering
Design&ResearchInstitute,Xi’an
710068,China)
Abstract:Theinfluentqualityis
one
ofthebasicparametersfordesignof
a
wastewatertreatment
plant(WWTP).The
analysisoftheinfluentqualityhasgreatimportanceforthe
WWTP
design.Thein—
fluentqualityofthetwoexistingwastewatertreatmentplantsinXi’anwasinvestigated,andthemethod—ologyfordeterminationoftheinfluentqualityas
thebasisfordesignof
WWTP
accordingtothefrequency
ofpollutantsconcentrationin
wastewater(assurance
rate
of
85%)wasputforward.
Keywords:
wastewater
treatmentplant;designofwastewaterquality;
frequencystatistics;
aSSUrancerate
城市污水厂的质量负荷为污水中的组分浓度与
参照邻近城镇类似工业区和居住区的水质确定。21。污水流量之乘积,在流量已确定的条件下,水质指标
然而,对有关的调查方法及取得的数据如何处理等浓度值的确定将直接影响质量负荷的大小…。城则未作详细规定。由于缺乏水质监测数据和有效的市污水流量变化实际上与水质变化并不同步,因此数据处理方法,加之污水水质受多种因素的影响,致在设计过程中,流量确定之后,如何按水质变化确定使目前已建的部分城市污水处理厂实际进水水质与相应的水质指标就显得非常重要。水质指标浓度值设计水质存在较大差异,严重影响了城市污水处理设计过大则会造成浪费,浓度值设计过小则不能满
厂的运行和管理,因此在设计污水处理厂时,对已有足处理要求。
的实测水质数据如何处理和确定设计水质值得进一《室外排水设计规范》(GB50014--2006)中规步探讨。
定,城市污水处理厂的设计水质应根据调查资料或
笔者对已运行多年城市污水厂的水质进行调查
・48・
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鞠兴华,等:城市污水处理厂设计进水水质的确定方法第23卷第14期
和分析,结合排人城市污水处理厂的水质受某些确定性因素的影响,而这些影响因素可视作随机变量进行分析和预测,提出按水质浓度出现的频率来确定污水厂设计水质的方法,为工程技术人员确定污水厂的设计进水水质提供科学依据。
零
16
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12
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静8骚
4
1频率统计方法
o
’棚I
300
400
/n
/
500
频率统计方法在城市污水处理领域的应用相对
600
几纵,
700
800
900
较少,该方法需要有大量的实测水质资料。为保证分析结果的可靠性,污水处理厂进水水质监测数据应不少于40个样本¨』。以水质指标COD为例说明水质浓度频率曲线的绘制方法,将实测的进水COD浓度从小到大排序,按P=n/(N+1)计算小于等于
某一浓度出现的频率P(其中Ⅳ为实测数据的总
冰
20
COD/(mg・L-1)
a.COD浓度的频率分布
15
{;{L嚣
10
5
数,n为某一浓度值的排序号)∞J,以COD浓度为横
0
坐标,频率P为纵坐标,绘制进水COD浓度频率曲线(见图1)。根据曲线则可以将某一频率下的最高浓度值作为设计水质,而这一频率被称为污水处理厂设计进水水质的保证率。
10080
Fig.2
:俐、k
120
180
240
300
360
420
480
厂~、、一
540
SS/(mg-L-1)
b.SS浓度的频率分布
图2邓家村污水处理厂进水COD和SS频率统计直方图
StafistiealresultsofinfluentCODandSSfrequency
distributioninDengjiacun
W珊
堡
60
粹
鬃40
20
堡
褥爨
0
lOO200300400500
COD/(mg・L-1)
COD/(mg-L-1)a.COD的累计频率
10080
图1进水COD浓度的频率分布图
Fig.1
Frequency
distributionofinfluentCOD
2城市污水厂水质实测数据调查
2.1
堡
60
西安市邓家村污水处理厂
西安市邓家村污水处理厂主要接纳西安市西郊
瓣
嚣40
20
地区的工业废水和生活污水,工业废水量约占
0
100200300400500
70%,生活污水量约为30%,目前该污水厂处理能
力为16×104m3/d。调查了邓家村污水处理厂2003年_2005年实测的主要水质指标,进水COD、
10080术
60
BOD5/(mg・L4)b.BOD5的累计频率
BOD;、SS、NH,一N和TP的监测样本数分别为124、114、103、105和76个,进水COD和ss浓度的频率分布见图2,其他水质指标频率分布曲线与此类似。
图2显示,各水质指标数据总体均呈正态分布,可用统计学原理进行分析HJ。邓家村污水处理厂进水水质浓度累计频率分布见图3。
褂
骚40
20
O
100200300400500600
SS/(mg・L-1)c.SS的累计频率
・49・
第23卷第14期
中国给水排水
2O86
WWW.watergasheat.Com
10080零
60
辟
聚40
20
零、瓣鬃
42
O
10203040
O
NH3-N/(mg・L-11d.NH3一N的累计频率
10080
SS/(ms‘p1
b.SS浓度的频率分布
图4北石桥污水净化中心进水COD和SS频率
统计直方图
Fig.4
StatisticalresultsofinfluentCODandSs矗'equency
distributionin
10080
堡
60
僻
聪40
20
Beisl娜ao
WastewaterPm'ificationCenter
O
2468
堡60
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TP/(mg・L.1e.TP的累计频率
鬃40
20
图3邓家村污水处理厂进水水质指标统计
累计频率分布图
0
200
400600800
Fig.3
Distributionofintluentindexstatisticalaccumulation
frequencyinDengjiacun
W珊
COD/(mg・L-1a.COD的累计频率
10080
2.2西安市北石桥污水净化中心
1998年5月投入试运行的西安市北石桥污水净化中心一期工程规模为15×04m3/d,主要接纳西安市西南郊地区的工业废水和生活污水,其中工业废水量约占60%,生活污水量约占40%,二级生物处理引进丹麦Kruger公司的DE型氧化沟工艺。
调查了西安市北石桥污水净化中心2003年一2005年实测的主要水质指标,进水COD、SS、NH,一N、TN和TP的监测样本数分别为300、466、310、195和226个,COD和sS的频率分布见图4,其他水质指标频率分布曲线与此类似。
图4显示,各水质指标数据总体上均呈正态分布,可用统计学原理进行分析。北石桥污水净化中心进水水质浓度累计频率分布见图5。
2
堡60
褥
鬃40
20
0
200400600800
SS/(mg・L。1)b.SS的累计频率
10080冰
60
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20
O10203040
NH3-N/(mg・L-’C.NH,一N的累计频率
100
0零
8642O
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褂骚
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肇40
20
一一一Ⅳ.m叫啪
COD/(mg・L-1
a.COD浓度的频率分布
O
20
4060
TN/(mg・rqd.TN的累计频率
・50・
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鞠兴华,等:城市污水处理厂设计进水水质的确定方法第23卷第14期
生活污水未进入污水管网,加之大规模建设而使泥砂和悬浮物含量相对增加。统计结果表明,原设计
零
进水水质偏小,实际运行出水水质有时达不到排放标准。2003年—2005年该污水厂实际运行出水
COD为60~80mg/L,BOD5为15~25mg/L,SS为
15~3034
TP/(mg・L-1)e.TP的累计频率
图5
褂聚
mg/L,TP为0.3—1.0mg/L,NH3一N为4~
mg/L。可见,部分出水水质不达标,尤其是出水
mg/L。
NH,一N浓度有时竞高达34
北石桥污水净化中心进水水质指标统计
累计频率分布图
西安市北石桥污水净化中心采用85%的保证率确定的进水水质与原设计水质相比,除ss值相差较大外(这几年适逢西安南郊地区和高新开发区市政基础设施的改造,导致进人下水道中的悬浮物含
量相对增加),COD和NH,一N两项指标均较合适,
Fig.5
Distributionofinfluentindexstatisticalaccumulation
frequencyinBeishiqiaoWastewaterPurificationCenter
3结果与分析
根据西安市2座污水处理厂实测运行水质调查
且污水厂实际运行也表明出水水质能够达到排放标准,说明采用85%的保证率是合适的。
资料及分析结果,并参考德国污水技术联合会行业标准中确定设计标准负荷的规定等资料,提出采用保证率为85%(出现的频率值)的水质指标浓度值作为设计进水水质。表1为2座污水处理厂原设计水质与85%的保证率下提出的进水水质的比较。
表1
Tab.1
4结论
城市污水处理厂进水水质可视作随机变量,实际运行资料表明,进水水质指标浓度频率分布曲线基本符合正态分布规律,可以依据统计学原理进行分析。通过调研分析,提出了对有实测数据的城市污水处理厂进行设计时,可以采用85%的保证率确定设计进水水质,该方法可为工程设计人员提供参考。
参考文献:
[1]梅特卡夫和埃迪公司.废水工程:处理及回用(第4
版)[M].秦裕珩等译.北京:化学工业出版社,2004.[2]GB50014--2006,室外排水设计规范[s].
污水厂设计水质与统计结果的比较
Comparisonofstatisticalresultsanddesigninfluent
query]喊weenDengiiacun
W珊and
BeishJqiao
W舳tewaterPudficalionCenter邓家村污水处理厂
北石桥污水净化中心
水质没计水没计保85%保证设计水设计保85%保证指标影(哩证率/率下的浓度/膨(哪证影率下的浓度/
・L_1)
CODBOD。SS
560275265365011.3
100
7.5
%
45494357
(mg・L。1)・L一)
73536037840.2
40018025532
%
82
(mg・L。1)
415
5294
37828.344.8+7.7’
[3]汪荣鑫.数理统计[M].西安:西安交通大学出版社,
2000.
NH—N
TN’I甲
[4]文嘉祥,漆国先.城市生活污水中几种污染物的数理
统计分析[J].贵州环境科技,1998,4(4):35—44.
电话:13363933347
注:
“”’代表西安市北石桥污水净化中心原设计水质指标中无TN和’I.P两项。
E—mail:juxinghua@sohu.com
通讯地址:710055西安市雁塔路13号西安建筑科技大
学6信箱
收稿日期:2007一01—15
由表1可知,西安市邓家村污水处理厂采用
85%保证率的水质指标浓度值与原设计进水水质相比,除TP外,其余水质指标浓度均大于设计值。这是因为近几年西安市市政基础设施改造导致一部分
・51・
城市污水处理厂设计进水水质的确定方法
作者:作者单位:
鞠兴华, 王社平, 彭党聪, JU Xing-hua, WANG She-ping, PENG Dang-cong
鞠兴华,JU Xing-hua(西安建筑科技大学,环境与市政工程学院,陕西,西安,710055;辽宁科技大学,化学工程学院,辽宁,鞍山,114044), 王社平,WANG She-ping(西安建筑科技大学,环境与市政工程学院,陕西,西安,710055;西安市市政设计研究院,陕西,西安,710068), 彭党聪,PENG Dang-cong(西安建筑科技大学,环境与市政工程学院,陕西,西安,710055)中国给水排水
CHINA WATER & WASTEWATER2007,23(14)3次
刊名:英文刊名:年,卷(期):引用次数:
参考文献(4条)
1. 梅特卡夫. 埃迪公司. 秦裕垳 废水工程:处理及回用 20042. GB 50014-2006.室外排水设计规范3. 汪荣鑫 数理统计 2000
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