小编按:如何利用分区监测数据来对污水处理提质增效的工作策略进行量化支撑?本文借助一个37.52平方公里的排水区域,对拓扑数据处理、供水数据分区统计、分区分类型多点短期临测、数据分析及讨论等工作环节进行了实例化讨论,供参考。住房和城乡建设部、生态环境部和发展改革委联合印发的《城镇污水提质增效三年行动方案(2019~2021)》开篇指出“加快补齐城镇污水收集和处理设施短板,尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理。”【参见相关文章:在线监测助力排水提质增效—智慧排水之乱弹(46)、污水处理提质增效打入下半场—智慧排水之乱弹(50)、提质增效管网监测工作探讨—智慧排水之乱弹(53)、持续推进污水处理提质增效之数据基石—智慧排水之乱弹(65)、在线监测对提质增效工作路线的定量优化—智慧排水之乱弹(76)】
水量方面,根据住房和城乡建设部年鉴统计数据,2020年排水管道长度为80.3万公里,较2019年增长7.89%,污水处理厂处理率提高0.72%,存在约27.85万m³的未处理污水量。水质方面,我国很多城市污水厂普遍存在进厂水质浓度低的问题,使得污水厂处理工艺不能高效运行,进而导致污水厂的污染物去除总量低,这也带来整个污水系统的污染物处理率变低。

提高污水总量收集率和污水水质浓度,保证污水工艺系统的运行效能,就是实现污水全覆盖、全收集、全处理,达到污水提质增效目标的重要工作内容一环。
1 对背景数据的梳理
要做监测分析,首先需要对现有数据做整理,主要梳理步骤为:

示例区域位于X市中心城区,采取临时监测方式,监测期为2021年6月14日至7月04日,共21天,发生降雨场次4场,降雨总量69.2mm。区域总面积为37.52km2,排水设施为7座污水提升泵站和1座污水处理厂,排水体制为分流制,共划分污水系统分区9个,污水厂设计规模5万m³/d。

2 供水数据处理
做水量平衡对排水管网分析至关重要。首先,对供水数据进行处理。处理步骤为:

为明确该区域的污水实际总排放量,利用供水数据进行计算,对2020年全年供水数据进行收集、统计,数据收集主要来源为城区光电表、普表及IC卡表,收集类型覆盖综合用水量和工业企业用水量。其中,综合用水户统计个数为384户,工企业用水户181户,按照污水系统分区对水量进行统计。

经过分区统计,数据结果为:

3因地制宜布设监测点
监测方案制定很重要,遵循整体、分区、源头的逻辑来布设,直接上图。【参考:排水管网监测点设置与分级监测理论—智慧排水之乱弹(36)】。当然,有经验的监测布点工程师更是少不了的。

4监测数据采集及分析
本案例中,监测数据分析方法主要为水质水量联合的污染负荷分析,需要使用固定监测流量数据、临测流量数据、人工取样水质数据等。基于这些数据,通过综合分析方法,可定量识别片区水量大小、定性判断片区污水被稀释情况、查找水质突变节点、对污水处理提质增效的改善效果进行定量分析。计算过程不再赘述,有需要分析直接找清环的咨询小伙伴就好啦。

5监测结果讨论
污水处理提质增效的本质在于“挤外水”、“收污水”,根据上述数据及综合分析,可以对区域内的提质增效工作提供以下定量支撑:
(1)若对整个城区管网进行修复,将入渗地下水全部“挤出”,污水厂进水浓度将提高36.01%,BOD达到116.80 mg/L。由于污水系统分区外水入渗量存在严重不均衡性,尤其污水系统第2分区,面积为整个区域的3.25%,外水量却高达35.09%,可优先进行管网修复工作,修复后污水厂进水浓度可提高10.10%,BOD达到95.55 mg/L。
(2)“收污水”旨在对外排生活污水进行纳管收集,该域可收集的外排污水主要有雨水排口混流污水、过河管漏失污水及城乡结合部散排污水。区域散排污水负荷高达2106.05kg/d,全部纳管收集后污水厂水质浓度将提高30%,BOD达到111.90 mg/L;对于雨水排口混流污水,可对末端COD浓度较高的PK1、PK2及PK10片区进行截污改造,在改善水体环境的同时将污水厂水质浓度提高5.32%;过河管道漏失污水虽然会对区域水环境造成危害,然而水量仅占污水厂总水量的0.73%,因此,管网修复后,区域水环境能够得到一定的改善,但其对污水厂末端水质浓度提高的效果较低。

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