一般的城鎮(zhèn)生活污水處理廠的服務(wù)范圍大,范圍內(nèi)的排水住戶、企業(yè)眾多,來水水源復(fù)雜多變,造成了城鎮(zhèn)生活污水廠的運(yùn)行的不穩(wěn)定。這種多變除了居民用戶排水的水量的日周期變化帶來的管網(wǎng)底部淤泥的反復(fù)沖洗攜帶造成的水質(zhì)變化,這種變化是通過一段時(shí)間的收集整理,是可以預(yù)測(cè)的,這種規(guī)律性的變化也馴化了活性污泥系統(tǒng)中微生物的適應(yīng)能力,普通正常運(yùn)行的城鎮(zhèn)生活污水廠可以在這種變化下穩(wěn)定運(yùn)行。但是污水廠服務(wù)區(qū)域內(nèi)的企業(yè)用戶的偷拍、亂拍現(xiàn)象往往對(duì)污水廠造成更嚴(yán)重的影響,這種偷拍、亂拍的隱蔽性強(qiáng),難以追溯源頭,一直是污水廠最為頭疼的進(jìn)水異常因素,并且這種水質(zhì)濃度往往超過污水廠實(shí)際進(jìn)水的濃度,那么今天,文章將圍繞這個(gè)超過污水廠的實(shí)際進(jìn)水濃度的問題進(jìn)行一些討論。
超標(biāo)進(jìn)水的標(biāo)準(zhǔn)究竟是什么標(biāo)準(zhǔn),首先要明確這個(gè)概念,由于污水廠是城鎮(zhèn)排水體系的最終收納體,它和城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)是一體的,而我國(guó)對(duì)排入城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的污水是有一個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)的,那就是GB8978-1996的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T31962-2015《污水排人城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)大多數(shù)企業(yè)向城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)排水的濃度都做了相應(yīng)的指標(biāo)要求,這個(gè)是可以作為衡量進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)的要求的。除了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以外,污水廠在設(shè)計(jì)階段,會(huì)對(duì)建廠以后未來10~20年的水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)的來源主要是對(duì)人口數(shù)的變化,服務(wù)區(qū)域內(nèi)可能建有的企業(yè)進(jìn)行預(yù)測(cè)。居民排水的水質(zhì)受到當(dāng)?shù)鼐用裆盍?xí)慣的影響一般不會(huì)出現(xiàn)較大的偏差,但是對(duì)可能建設(shè)的企業(yè)的預(yù)測(cè)僅能夠依靠一些城區(qū)規(guī)劃文件來進(jìn)行,預(yù)測(cè)的水質(zhì)可能會(huì)出現(xiàn)一些偏差,但是總體這個(gè)進(jìn)水水質(zhì)會(huì)在國(guó)家城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)的排水標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
這樣依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)的不同,界定超標(biāo)可以從GB8978開始向下衡量,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)這是三個(gè)層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn),污水廠可以進(jìn)行進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)的衡量的尺度,還要注意污水廠的環(huán)評(píng)資料中的進(jìn)水水質(zhì)的水質(zhì),這個(gè)是可以作為和當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境部門進(jìn)行溝通的重要支撐材料,因?yàn)閲?guó)家級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別更高,指標(biāo)更加寬泛,不一定適用于污水廠個(gè)體特征的描述,污水廠的設(shè)計(jì)資料通過了環(huán)評(píng)以后,環(huán)評(píng)批復(fù)的進(jìn)水水質(zhì)就可以成為污水廠進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)尺度了。
有了尺度以后,還需要解決的問題是,持續(xù)多久才算超標(biāo)?污水廠的進(jìn)水是一個(gè)持續(xù)變化的狀態(tài),受到居民生活習(xí)慣的影響,進(jìn)水水量水質(zhì)波動(dòng)范圍大,峰值和低值出現(xiàn)的頻次多,在一天中某個(gè)時(shí)段出現(xiàn)超高值然后下一個(gè)取樣時(shí)段急劇跌落到正常值或者更低值,是常見的現(xiàn)象,那么是不是出現(xiàn)一個(gè)超過進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)的高峰值就可以界定成進(jìn)水超標(biāo)了呢?結(jié)合污水廠進(jìn)水的變化,這么敏感的反應(yīng)肯定不行,而且活性污泥的微生物系統(tǒng)本身也并不是會(huì)對(duì)這些偶發(fā)性的超高數(shù)據(jù)產(chǎn)生反應(yīng),那么超高進(jìn)水到什么程度,才可以界定他是超標(biāo)進(jìn)水呢?
這需要從另一個(gè)層面進(jìn)行分析,污水廠內(nèi)的設(shè)計(jì)負(fù)荷,污水廠內(nèi)的處理構(gòu)筑物建設(shè)的大小,并不是隨意而為的,它是根據(jù)污水廠在一定時(shí)間內(nèi),一定量的活性污泥微生物及化學(xué)藥劑可以將一定量的進(jìn)水中的設(shè)計(jì)的污染物濃度處理降解到排放標(biāo)準(zhǔn)的所需的時(shí)間和空間進(jìn)行計(jì)算出來的。這是污水廠的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)限定條件,這個(gè)就決定了污水廠的處理負(fù)荷大小,也是污水廠為什么不能接納超高濃度污水進(jìn)入廠區(qū)的根本原因。
依據(jù)這個(gè)原理就能確定了污水廠如何計(jì)算界定污水廠進(jìn)水超標(biāo)的情況,比較簡(jiǎn)單的計(jì)算就是根據(jù)每天污水廠的進(jìn)水污染物的處理負(fù)荷作為界定,可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的推算:
比如某污水廠設(shè)計(jì)處理能力為10000噸/日,實(shí)際進(jìn)水量為8000噸/日,設(shè)計(jì)的COD進(jìn)水濃度為350mg/L,某日某個(gè)進(jìn)水時(shí)段的COD達(dá)到了500mg/L,但是通過做平均值全天進(jìn)水僅為316mg/L,這種情況下,就不能以某個(gè)時(shí)段的進(jìn)水COD達(dá)到500mg/L作為超標(biāo)進(jìn)水的依據(jù),但是如果日平均值達(dá)到了350mg/L以上,這時(shí)還要考慮一個(gè)因素就是進(jìn)水水量,低進(jìn)水量下,在設(shè)計(jì)的活性污泥濃度條件下,微生物仍有可能處理較高濃度的進(jìn)水的,因此這里計(jì)算還要把水量因素考慮進(jìn)來,利用廠內(nèi)活性污泥的COD負(fù)荷進(jìn)一步的計(jì)算如下:
Nrs=[Q(Sa-Se)]/(XvV) 單位:kgCOD/[kgMLVSS·d]
式中 Q——污水流量m3/d;
Sa——經(jīng)預(yù)處理技術(shù)后,進(jìn)入曝氣池污水含有的有機(jī)污染物(COD)量,kg/m3;
Se——經(jīng)活性污泥處理系統(tǒng)處理后,處理水中殘留的有機(jī)污染物(COD)量,kg/m3;
Xv——MLVSS濃度
V——曝氣池有效容積,m3;
設(shè)計(jì)污水廠處理在設(shè)計(jì)的污泥濃度MLVSS為2500mg/L的工況下,處理的日進(jìn)水量和進(jìn)水COD濃度的能力為:
10000噸/日×(350-50)mg/L=3000kg/日
污水廠的生物池大小為8000m3,污水廠的污泥總量為:
8000m3×2500mg/L=20000kg
Nrs=[Q(Sa-Se)]/(XvV)
=10000m3/d×(350mg/L-50mg/L)÷(8000 m3×2500mg/L)
=3000÷20000=0.15 kgCOD/[kgMLVSS·d]
這樣我們以0.15的COD負(fù)荷再進(jìn)行進(jìn)水濃度是否超標(biāo)的校核,就更為合理了,以實(shí)際進(jìn)水量8000 m3/d計(jì)算能處理進(jìn)水COD的總量上限為:
(0.15 kgCOD/[kgMLVSS·d]×(8000 m3×2500mg/L))÷8000m3/d=375mg/L
出水水質(zhì)是保障在COD為50mg/L的達(dá)標(biāo)情況下,進(jìn)水濃度為:
375+50=425mg/L
利用廠內(nèi)污泥濃度的COD負(fù)荷的計(jì)算,可以看到當(dāng)進(jìn)水水量為8000 m3/d,全天進(jìn)水平均濃度超過425mg/L的時(shí)候,就可以界定為進(jìn)水超標(biāo)了。如果有條件的話,還可以將進(jìn)水小時(shí)水量也統(tǒng)計(jì)進(jìn)來,做加權(quán)平均值,這樣就更精準(zhǔn)了。
在實(shí)際運(yùn)行中,污水處理廠往往也發(fā)現(xiàn),即使某一天根據(jù)負(fù)荷能力計(jì)算出來超標(biāo)了,但是出水在一定時(shí)期內(nèi)仍能穩(wěn)定達(dá)標(biāo),這是由于活性污泥系統(tǒng)的污泥濃度和剩余污泥排放量的實(shí)際值和設(shè)計(jì)值一般都不可能保持相同的原因造成,在利用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核以后,數(shù)值可能放大一些,仍要考慮的就是污泥齡的因素,在一個(gè)污泥周期內(nèi),可能出水仍能保持穩(wěn)定的達(dá)標(biāo),但會(huì)出現(xiàn)逐步上升的過程,當(dāng)污泥周期達(dá)到后,就會(huì)出現(xiàn)較為明顯的超標(biāo)情況了。因此污水廠不能以短期的出水達(dá)標(biāo)認(rèn)為系統(tǒng)能夠承受過高的進(jìn)水濃度,而不去積極向主管部門協(xié)調(diào)排查管網(wǎng),而應(yīng)向主管部門提供科學(xué)詳實(shí)的進(jìn)水超標(biāo)的計(jì)算后,盡快采取相應(yīng)措施,以免系統(tǒng)進(jìn)一步惡化的情況出現(xiàn)。
原標(biāo)題:如何界定污水廠的超標(biāo)進(jìn)水