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摘要:污水处理厂的现状进出水水质是污水处理厂提标改造的基本参数。在渭南市污水处理厂提标改造工程开展之前，依据渭南市污水处理厂的进出水水质实测数据，以90%保证率所对应的数值作为渭南市污水处理厂的进出出水水质指标。
关键词:污水处理厂；进出水水质；概率分析；保证率
Abstract: the present situation of sewage treatment plant in and out of the water quality is DiBiao sewage treatment plant in the reconstruction of basic parameters. In weinan sewage treatment plant in DiBiao reconstruction project before, according to weinan sewage treatment plant water of pass in and out of the measured data of water quality, to 90% reliability of the corresponding numerical as weinan sewage treatment plant in and out of outlet water index.
Keywords: sewage treatment plants; In and out of the water quality; The probability analysis; assurance
中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：
1、引言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》等法律、法规，落实国务院原则批复的《关中-天水经济区发展规划》促进区域水污染技术进步，保护陕西省黃河流域水环境质量，陕西省从2011年5月1日起已经实施了《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》(DB61/224-2011)，该标准将替代《渭河水系(陕西段)污水综合排放标准》(DB61/224-2006)。该标准的提出进一步提高了黄河流域（陕西段）水系的排放标准，要求集中式污水处理厂一排水，执行GB18918中的一级A标准。并且陕西省近期制定的《渭河流域水污染防治三年行动方案（2012—2014年）》中指，要求渭南市污水处理厂在2013年之前达到污水排放一级A标准。因此渭南污水处理厂提标改造工程迫在眉睫。
本研究针对渭南市污水厂的现状，依据渭南市排水有限责任公司的化验数据，对渭南污水处理厂的进出水水质进行确定，为渭南污水处理厂提标改造工程的可行性研究提供依据。
2、渭南市污水厂概况
渭南市污水厂设计规模10万m3/d。工程采用一次规划分期建设，其中一期设计规模 6万m3/d，二期扩建规模4万m3/d。现二期已建成投产。一期采用改良SBR处理工艺，共设6座反应池；二期采用CASS工艺，共设4座反应池。
渭南市污水厂工艺流程示意图见图1-1。
图1-1工艺流程示意图
3、检测项目和取样方法
依据《水污染物排放总量监测技术规范》（HU/T92-2002）、《水和废水监测分析方法》（第4版）、《水污染物排放总量监测技术规范》（HJ/T 92-2002）、《采样方案设计技术指导》（HJ 495-2009）等水质监测标准对BOD5、COD、SS、NH4-N、总氮、总磷的进出水浓度进行监测。
取样方法为：每两小时取一次水样，将每次取水样混合后作为当天水样进行化验。
4、污水厂进水水质分析
冬季是污水处理厂运行状况最不利的时期，因此选择对2011年10月至2012年1月这段时期内的进水水质进行化验。
图2-1、图2-2为COD、SS进出水的浓度变化图。
从图2-1可以看出，进水COD最高值为658mg/L，最低值为172mg/L，平均值为300.08mg/L。出水最高值为101mg/L，最底值为24mg/L，平均值为68.2mg/L。出水平均值超出一级A标准36.4%。
从图2-2可以看出，进水SS最高值为497mg/L，最低为16mg/L,平均值为155.05mg/L。出水最高值为27.8mg/L，最低值为2.00mg/L，出水平均值为9.93mg/L。出水平均值达到了一级A标准。
图2-1污水厂进水COD变化图
图2-2污水厂进水SS变化图
图2-3、2-4为污水厂氨氮和总氮的进出水的浓度变化趋势图。从图2-3可以看出，进水氨氮最高为48.8mg/L，最低为20.3mg/L，平均值为35.1mg/L。出水氨氮最高值为41.30 mg/L，最低值为0.99mg/L，平均值为18.46mg/L。出水平均值超出一级A标准270%。
从图2-4可以看出，进水总氮最高为78.3mg/L，最低为23mg/L,平均值为46.7mg/L。出水总氮最高值为55.40mg/L，最低值为6.60mg/L，平均值为29.28mg/L。平均值超出一级A标准95.2%。
图2-3污水厂进水氨氮变化图
图2-4污水厂进水总氮变化图
图2-5为污水厂进水TP的浓度变化趋势图。从图2-5可以看出，进水TP最高为4.16mg/L，最低为1.34mg/L，平均值为2.57mg/L。出水TP最高值为1.72 mg/L，最低值为0.09 mg/L，平均值为0.62mg/L。出水平均值超出一级A标准24%。
从图2-6可以看出，进水BOD最高为354.0mg/L，最低为61.0mg/L,由于渭南市污水处理厂的BOD5检测容器有限，所以BOD5进水数据较少，因此以出水BOD5数据的平均值作为BOD5进水的确定值，平均值为158.8mg/L。出水BOD5最高值为83.76 mg/L，最低值为2.6 mg/L，平均值为40.82 mg/L.出水平均值超出一级A标准308.2%。
图2-5污水厂进水TP变化图
图2-6污水厂进水BOD变化图
从进出水水质各项指标的变化趋势图可以看出进水COD、BOD、SS、氨氮、总氮、TP的波动较大，峰值过高、谷值过低，峰谷值距别巨大，这可能是与存在工业废水的偷排现象有关。出水的各项指标中除了SS以外，其他5项指标的波动性也较大，说明污水厂运行的稳定性不高，在出水的保证上，存在不足。
5、水质频率统计
污水处理厂的进出水水质受到确定性因素的影响，但是由于这些确定性因素太多，所以进出水水质均可以视为随机变量，用概率的方法来进行分析。
将进出水化验数据由小到大排列，并统计其到达到各实测数据的累积个数，该累积个数随实测数据的变化情况，实际上体现了实测数据的概率分布函数。
图3-1～图3-6为污水厂进出水水质各项指标的保证概率。
图3-1 进出水COD保证概率图
图3-2 进出水SS保证概率图
图3-3 进出水氨氮保证概率图
图3-4 进出水总氮保证概率图
图3-5 进出水TP保证概率图
图3-6 出水BOD保证率
为了达到较高的保证率，在各项指标保证率图中，选择90%保证率所对应的数值作为进水水质指标。但是由于化验室BOD化验瓶数量有限，所以BOD的化验数据较少，所以对于进水BOD，以化验数据的平均值作为进水指标。最后确定的进水水质见表3-1，出水水质见表3-2.
渭南污水厂进水水质指标为：表3-1
COD（mg/L） BOD（mg/L） SS（mg/L） TP（mg/L） TN（mg/L） NH4-N（mg/L）
370 158.8 334 3.73 62 45.8
渭南污水厂出水水质指标为：表3-2
COD（mg/L） BOD（mg/L） SS（mg/L） TP（mg/L） TN（mg/L） NH4-N（mg/L）
91 78 19 1.36 49.6 33.6
6、结论
（1）根据渭南市污水处理厂多年的运行资料污水厂冬季最低水温在11℃以上，而且根据这次的监测数据，污水处理厂生化反应池的平均水温为14.6℃，因此建议以11℃～14.5℃作为设计水温。
（2）将进出水水质指标视为随机变量，通过概率统计对其进行处理，以90%保证率所对应的值作为进出水水质的数值。
（3）根据实测数据按照保证概率来确定污水厂的进水水质，是将概率统计方法应用于污水处理水质确定的方法，此方法更加科学，依据更加充分。
参考文献：
[1]王社平.西安市第四污水处理厂水质分析与分段进水A/O生物脱氮工艺研究：[学位论文].西安：西安建筑科技大学，2006.
[2]于芳莉，房平，万琼，等.西安市第六污水处理厂设计水质水量分析与确定.给水排水,2011,37(9):38～42.
[3]王卿卿，王社平，鞠兴华，诚实污水处理厂及中试装置设计水质统计分析与确定.给水排水，2008,39（2）：52～55.
[4]张建君，吕英俊，刘章富，排水体制与污水处理厂进水水质分析.给水排水，2006,32（9）：47～50.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:污水处理厂；进出水水质；概率分析；保证率
Abstract: the present situation of sewage treatment plant in and out of the water quality is DiBiao sewage treatment plant in the reconstruction of basic parameters. In weinan sewage treatment plant in DiBiao reconstruction project before, according to weinan sewage treatment plant water of pass in and out of the measured data of water quality, to 90% reliability of the corresponding numerical as weinan sewage treatment plant in and out of outlet water index.
Keywords: sewage treatment plants; In and out of the water quality; The probability analysis; assurance
中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：
1、引言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》等法律、法规，落实国务院原则批复的《关中-天水经济区发展规划》促进区域水污染技术进步，保护陕西省黃河流域水环境质量，陕西省从2011年5月1日起已经实施了《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》(DB61/224-2011)，该标准将替代《渭河水系(陕西段)污水综合排放标准》(DB61/224-2006)。该标准的提出进一步提高了黄河流域（陕西段）水系的排放标准，要求集中式污水处理厂一排水，执行GB18918中的一级A标准。并且陕西省近期制定的《渭河流域水污染防治三年行动方案（2012—2014年）》中指，要求渭南市污水处理厂在2013年之前达到污水排放一级A标准。因此渭南污水处理厂提标改造工程迫在眉睫。
本研究针对渭南市污水厂的现状，依据渭南市排水有限责任公司的化验数据，对渭南污水处理厂的进出水水质进行确定，为渭南污水处理厂提标改造工程的可行性研究提供依据。
2、渭南市污水厂概况
渭南市污水厂设计规模10万m3/d。工程采用一次规划分期建设，其中一期设计规模 6万m3/d，二期扩建规模4万m3/d。现二期已建成投产。一期采用改良SBR处理工艺，共设6座反应池；二期采用CASS工艺，共设4座反应池。
渭南市污水厂工艺流程示意图见图1-1。
图1-1工艺流程示意图
3、检测项目和取样方法
依据《水污染物排放总量监测技术规范》（HU/T92-2002）、《水和废水监测分析方法》（第4版）、《水污染物排放总量监测技术规范》（HJ/T 92-2002）、《采样方案设计技术指导》（HJ 495-2009）等水质监测标准对BOD5、COD、SS、NH4-N、总氮、总磷的进出水浓度进行监测。
取样方法为：每两小时取一次水样，将每次取水样混合后作为当天水样进行化验。
4、污水厂进水水质分析
冬季是污水处理厂运行状况最不利的时期，因此选择对2011年10月至2012年1月这段时期内的进水水质进行化验。
图2-1、图2-2为COD、SS进出水的浓度变化图。
从图2-1可以看出，进水COD最高值为658mg/L，最低值为172mg/L，平均值为300.08mg/L。出水最高值为101mg/L，最底值为24mg/L，平均值为68.2mg/L。出水平均值超出一级A标准36.4%。
从图2-2可以看出，进水SS最高值为497mg/L，最低为16mg/L,平均值为155.05mg/L。出水最高值为27.8mg/L，最低值为2.00mg/L，出水平均值为9.93mg/L。出水平均值达到了一级A标准。
图2-1污水厂进水COD变化图
图2-2污水厂进水SS变化图
图2-3、2-4为污水厂氨氮和总氮的进出水的浓度变化趋势图。从图2-3可以看出，进水氨氮最高为48.8mg/L，最低为20.3mg/L，平均值为35.1mg/L。出水氨氮最高值为41.30 mg/L，最低值为0.99mg/L，平均值为18.46mg/L。出水平均值超出一级A标准270%。
从图2-4可以看出，进水总氮最高为78.3mg/L，最低为23mg/L,平均值为46.7mg/L。出水总氮最高值为55.40mg/L，最低值为6.60mg/L，平均值为29.28mg/L。平均值超出一级A标准95.2%。
图2-3污水厂进水氨氮变化图
图2-4污水厂进水总氮变化图
图2-5为污水厂进水TP的浓度变化趋势图。从图2-5可以看出，进水TP最高为4.16mg/L，最低为1.34mg/L，平均值为2.57mg/L。出水TP最高值为1.72 mg/L，最低值为0.09 mg/L，平均值为0.62mg/L。出水平均值超出一级A标准24%。
从图2-6可以看出，进水BOD最高为354.0mg/L，最低为61.0mg/L,由于渭南市污水处理厂的BOD5检测容器有限，所以BOD5进水数据较少，因此以出水BOD5数据的平均值作为BOD5进水的确定值，平均值为158.8mg/L。出水BOD5最高值为83.76 mg/L，最低值为2.6 mg/L，平均值为40.82 mg/L.出水平均值超出一级A标准308.2%。
图2-5污水厂进水TP变化图
图2-6污水厂进水BOD变化图
从进出水水质各项指标的变化趋势图可以看出进水COD、BOD、SS、氨氮、总氮、TP的波动较大，峰值过高、谷值过低，峰谷值距别巨大，这可能是与存在工业废水的偷排现象有关。出水的各项指标中除了SS以外，其他5项指标的波动性也较大，说明污水厂运行的稳定性不高，在出水的保证上，存在不足。
5、水质频率统计
污水处理厂的进出水水质受到确定性因素的影响，但是由于这些确定性因素太多，所以进出水水质均可以视为随机变量，用概率的方法来进行分析。
将进出水化验数据由小到大排列，并统计其到达到各实测数据的累积个数，该累积个数随实测数据的变化情况，实际上体现了实测数据的概率分布函数。
图3-1～图3-6为污水厂进出水水质各项指标的保证概率。
图3-1 进出水COD保证概率图
图3-2 进出水SS保证概率图
图3-3 进出水氨氮保证概率图
图3-4 进出水总氮保证概率图
图3-5 进出水TP保证概率图
图3-6 出水BOD保证率
为了达到较高的保证率，在各项指标保证率图中，选择90%保证率所对应的数值作为进水水质指标。但是由于化验室BOD化验瓶数量有限，所以BOD的化验数据较少，所以对于进水BOD，以化验数据的平均值作为进水指标。最后确定的进水水质见表3-1，出水水质见表3-2.
渭南污水厂进水水质指标为：表3-1
COD（mg/L） BOD（mg/L） SS（mg/L） TP（mg/L） TN（mg/L） NH4-N（mg/L）
370 158.8 334 3.73 62 45.8
渭南污水厂出水水质指标为：表3-2
COD（mg/L） BOD（mg/L） SS（mg/L） TP（mg/L） TN（mg/L） NH4-N（mg/L）
91 78 19 1.36 49.6 33.6
6、结论
（1）根据渭南市污水处理厂多年的运行资料污水厂冬季最低水温在11℃以上，而且根据这次的监测数据，污水处理厂生化反应池的平均水温为14.6℃，因此建议以11℃～14.5℃作为设计水温。
（2）将进出水水质指标视为随机变量，通过概率统计对其进行处理，以90%保证率所对应的值作为进出水水质的数值。
（3）根据实测数据按照保证概率来确定污水厂的进水水质，是将概率统计方法应用于污水处理水质确定的方法，此方法更加科学，依据更加充分。
参考文献：
[1]王社平.西安市第四污水处理厂水质分析与分段进水A/O生物脱氮工艺研究：[学位论文].西安：西安建筑科技大学，2006.
[2]于芳莉，房平，万琼，等.西安市第六污水处理厂设计水质水量分析与确定.给水排水,2011,37(9):38～42.
[3]王卿卿，王社平，鞠兴华，诚实污水处理厂及中试装置设计水质统计分析与确定.给水排水，2008,39（2）：52～55.
[4]张建君，吕英俊，刘章富，排水体制与污水处理厂进水水质分析.给水排水，2006,32（9）：47～50.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。