f市污水处理厂设计进水水质的确定方法

文献标识码：Ｃ 文章编号：１０００—４６０２（２００７）１４—００４８—０４
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｆｌｕｅｎｔ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｐｌａｎｔ
ＪＵ Ｘｉｎｇ．ｈｕａｌ”，ＷＡＮＧ Ｓｈｅ—ｐｉｎｇＩ’３，ＰＥＮＧ Ｄａｎｇ—ｃｏｎ９１ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，艇’ａｎ ７１００５５，Ｃｈｉｎａ；２。Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ａｎｓｈａｎ ｌ １４０４４，Ｃｈｉｎａ；３．Ｘｉ’ａｎ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
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Ｈ Ｊ。邓家村污水处理厂 进水水质浓度累计频率分布见图３。
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ＣＯＤ／（ｍｇ－Ｌ－１） ａ．ＣＯＤ的累计频率
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ＢＯＤ５／（ｍｇ·Ｌ４） ｂ．ＢＯＤ５的累计频率
第２３卷第１４期
零 褂 聚
ＴＰ／（ｍｇ·Ｌ－１） ｅ．ＴＰ的累计频率
图５ 北石桥污水净化中心进水水质指标统计 累计频率分布图
Ｆｉｇ．５ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ｉｎｄｅｘ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ Ｂｅｉｓｈｉｑｉａｏ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ
笔者对已运行多年城市污水厂的水质进行调查
万方数据
·４８·
ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ
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。 １频率统计方法
净化中心一期工程规模为１５×０４ ｍ３／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。
第２３卷第１４期 ２００７年７月
中国给水排水
ＣＨＩＮＡ ＷＡＴＥＲ＆ＷＡ伽ＷＡＴＥＲ
Ｖ０１．２３ Ｎｏ．１４ 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）
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｅｉｓｌ娜ａｏ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｐｍ＇ｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ
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Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｐｌａｎｔ（ＷＷＴＰ）．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ＷＷＴＰ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅ ｉｎ—
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ＣＯＤ／（ｍｇ·Ｌ－１） ａ．ＣＯＤ浓度的频率分布
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Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ； ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ；
ａＳＳＵｒａｎｃｅ ｒａｔｅ
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。水质指标浓度值 设计过大则会造成浪费，浓度值设计过小则不能满 足处理要求。
１１．３ １００
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７．７’
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。
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
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 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６０～８０ ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５为１５～２５ ｍｇ／Ｌ，ＳＳ为 １５～３０ ｍｇ／Ｌ，ＴＰ为０．３—１．０ ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３一Ｎ为４～ ３４ ｍｇ／Ｌ。可见，部分出水水质不达标，尤其是出水 ＮＨ，一Ｎ浓度有时竞高达３４ ｍｇ／Ｌ。
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ＳＳ／（ｍｇ·Ｌ。１）
ｂ．ＳＳ的累计频率
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万方数据
·５０·
ＷＷＷ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ
鞠兴华，等：城市污水处理厂设计进水水质的确定方法
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
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 污水厂设计水质与统计结果的比较
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。
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ＣＯＤ／（ｍｇ·Ｌ－１ ａ．ＣＯＤ浓度的频率分布
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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 Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ ａｎｄ Ｓｓ矗＇ｅｑｕｅｎｃｙ
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
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
Ｆｉｇ．２
Ｗ珊 Ｓｔａｆｉｓｔｉｅａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ ａｎｄ ＳＳ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｄｅｎｇｊｉａｃｕｎ
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ＳＳ／（ｍｇ·Ｌ－１） ｃ．ＳＳ的累计频率
万方数据
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第２３卷第１４期
中国给水排水
ＷＷＷ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．Ｃｏｍ
１００
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零 ６０ 辟 聚４０
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ＮＨ３－Ｎ／（ｍｇ·Ｌ－１１ ｄ．ＮＨ３一Ｎ的累计频率
频率统计方法在城市污水处理领域的应用相对 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 数，ｎ为某一浓度值的排序号）∞Ｊ，以ＣＯＤ浓度为横 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。
Ｗ珊ａｎｄ Ｔａｂ．１ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎｆｌｕｅｎｔ
ｑｕｅｒｙ］喊ｗｅｅｎ Ｄｅｎｇｉｉａｃｕｎ
ＢｅｉｓｈＪｑｉａｏ
Ｗ舳ｔｅｗａｔｅｒ Ｐｕｄｆｉｃａｌｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ
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
Ｏ
２
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ＴＰ／（ｍｇ·Ｌ．１ ｅ．ＴＰ的累计频率
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
Ｆｉｇ．３
Ｗ珊 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｌｕｅｎｔ ｉｎｄｅｘ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ Ｄｅｎｇｊｉａｃｕｎ
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
ｆｌｕｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ Ｘｉ’ａｎ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ—
ｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ａｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＷＷＴＰ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ（ａｓｓｕｒａｎｃｅ ｒａｔｅ ｏｆ ８５％）ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．
指标 影（哩 证率／ 率下的浓度／ 膨（哪 证影 率下的浓度／
·Ｌ＿１） ％ （ｍｇ·Ｌ。１） ·Ｌ一） ％ （ｍｇ·Ｌ。１）
ＣＯＤ ５６０
４５
７３５
４００
８２
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ＢＯＤ。 ２７５
４９
３６０
１８０
ＳＳ
２６５
４３
３７８
２５５
５２
３７８
ＮＨ—Ｎ ３６
５７
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３２
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２８．３
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５０
４４．８＋
wenku.baidu.com’Ｉ甲
《室外排水设计规范》（ＧＢ ５００１４－－２００６）中规 定，城市污水处理厂的设计水质应根据调查资料或
参照邻近城镇类似工业区和居住区的水质确定。２１。 然而，对有关的调查方法及取得的数据如何处理等 则未作详细规定。由于缺乏水质监测数据和有效的 数据处理方法，加之污水水质受多种因素的影响，致 使目前已建的部分城市污水处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 厂的运行和管理，因此在设计污水处理厂时，对已有 的实测水质数据如何处理和确定设计水质值得进一 步探讨。
５００
ＣＯＤ／（ｍｇ·Ｌ－１）
图１进水ＣＯＤ浓度的频率分布图 Ｆｉｇ．１ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ
２城市污水厂水质实测数据调查
２．１ 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
地区的工业废水和生活污水，工业废水量约占 ７０％，生活污水量约为３０％，目前该污水厂处理能 力为１６×１０４ ｍ３／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、 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。