一般的城镇生活污水处理厂的服务范围大,范围内的排水住户、企业众多,来水水源复杂多变,造成了城镇生活污水厂的运行的不稳定。这种多变除了居民用户排水的水量的日周期变化带来的管网底部淤泥的反复冲洗携带造成的水质变化,这种变化是通过一段时间的收集整理,是可以预测的,这种规律性的变化也驯化了活性污泥系统中微生物的适应能力,普通正常运行的城镇生活污水厂可以在这种变化下稳定运行。但是污水厂服务区域内的企业用户的偷拍、乱拍现象往往对污水厂造成更严重的影响,这种偷拍、乱拍的隐蔽性强,难以追溯源头,一直是污水厂最为头疼的进水异常因素,并且这种水质浓度往往超过污水厂实际进水的浓度,那么今天,文章将围绕这个超过污水厂的实际进水浓度的问题进行一些讨论。
超标进水的标准究竟是什么标准,首先要明确这个概念,由于污水厂是城镇排水体系的最终收纳体,它和城镇排水管网是一体的,而我国对排入城镇排水管网的污水是有一个排放标准的,那就是GB8978-1996的《污水综合排放标准》,行业标准GB/T31962-2015《污水排人城市下水道水质标准》,这个标准中对大多数企业向城镇排水管网排水的浓度都做了相应的指标要求,这个是可以作为衡量进水水质超标的要求的。除了这个标准以外,污水厂在设计阶段,会对建厂以后未来10~20年的水质进行预测,预测的来源主要是对人口数的变化,服务区域内可能建有的企业进行预测。居民排水的水质受到当地居民生活习惯的影响一般不会出现较大的偏差,但是对可能建设的企业的预测仅能够依靠一些城区规划文件来进行,预测的水质可能会出现一些偏差,但是总体这个进水水质会在国家城镇污水管网的排水标准范围内。
这样依据国家标准的等级的不同,界定超标可以从GB8978开始向下衡量,国家标准,国家行业标准,设计进水水质这是三个层级的标准,污水厂可以进行进水标准的衡量的尺度,还要注意污水厂的环评资料中的进水水质的水质,这个是可以作为和当地的生态环境部门进行沟通的重要支撑材料,因为国家级的标准级别更高,指标更加宽泛,不一定适用于污水厂个体特征的描述,污水厂的设计资料通过了环评以后,环评批复的进水水质就可以成为污水厂进水标准尺度了。
有了尺度以后,还需要解决的问题是,持续多久才算超标?污水厂的进水是一个持续变化的状态,受到居民生活习惯的影响,进水水量水质波动范围大,峰值和低值出现的频次多,在一天中某个时段出现超高值然后下一个取样时段急剧跌落到正常值或者更低值,是常见的现象,那么是不是出现一个超过进水标准的高峰值就可以界定成进水超标了呢?结合污水厂进水的变化,这么敏感的反应肯定不行,而且活性污泥的微生物系统本身也并不是会对这些偶发性的超高数据产生反应,那么超高进水到什么程度,才可以界定他是超标进水呢?
这需要从另一个层面进行分析,污水厂内的设计负荷,污水厂内的处理构筑物建设的大小,并不是随意而为的,它是根据污水厂在一定时间内,一定量的活性污泥微生物及化学药剂可以将一定量的进水中的设计的污染物浓度处理降解到排放标准的所需的时间和空间进行计算出来的。这是污水厂的设计基础限定条件,这个就决定了污水厂的处理负荷大小,也是污水厂为什么不能接纳超高浓度污水进入厂区的根本原因。
依据这个原理就能确定了污水厂如何计算界定污水厂进水超标的情况,比较简单的计算就是根据每天污水厂的进水污染物的处理负荷作为界定,可以进行简单的推算:
比如某污水厂设计处理能力为10000吨/日,实际进水量为8000吨/日,设计的COD进水浓度为350mg/L,某日某个进水时段的COD达到了500mg/L,但是通过做平均值全天进水仅为316mg/L,这种情况下,就不能以某个时段的进水COD达到500mg/L作为超标进水的依据,但是如果日平均值达到了350mg/L以上,这时还要考虑一个因素就是进水水量,低进水量下,在设计的活性污泥浓度条件下,微生物仍有可能处理较高浓度的进水的,因此这里计算还要把水量因素考虑进来,利用厂内活性污泥的COD负荷进一步的计算如下:
Nrs=[Q(Sa-Se)]/(XvV) 单位:kgCOD/[kgMLVSS·d]
式中 Q——污水流量m3/d;
Sa——经预处理技术后,进入曝气池污水含有的有机污染物(COD)量,kg/m3;
Se——经活性污泥处理系统处理后,处理水中残留的有机污染物(COD)量,kg/m3;
Xv——MLVSS浓度
V——曝气池有效容积,m3;
设计污水厂处理在设计的污泥浓度MLVSS为2500mg/L的工况下,处理的日进水量和进水COD浓度的能力为:
10000吨/日×(350-50)mg/L=3000kg/日
污水厂的生物池大小为8000m3,污水厂的污泥总量为:
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]
这样我们以0.15的COD负荷再进行进水浓度是否超标的校核,就更为合理了,以实际进水量8000 m3/d计算能处理进水COD的总量上限为:
(0.15 kgCOD/[kgMLVSS·d]×(8000 m3×2500mg/L))÷8000m3/d=375mg/L
出水水质是保障在COD为50mg/L的达标情况下,进水浓度为:
375+50=425mg/L
利用厂内污泥浓度的COD负荷的计算,可以看到当进水水量为8000 m3/d,全天进水平均浓度超过425mg/L的时候,就可以界定为进水超标了。如果有条件的话,还可以将进水小时水量也统计进来,做加权平均值,这样就更精准了。
在实际运行中,污水处理厂往往也发现,即使某一天根据负荷能力计算出来超标了,但是出水在一定时期内仍能稳定达标,这是由于活性污泥系统的污泥浓度和剩余污泥排放量的实际值和设计值一般都不可能保持相同的原因造成,在利用现场数据进行校核以后,数值可能放大一些,仍要考虑的就是污泥龄的因素,在一个污泥周期内,可能出水仍能保持稳定的达标,但会出现逐步上升的过程,当污泥周期达到后,就会出现较为明显的超标情况了。因此污水厂不能以短期的出水达标认为系统能够承受过高的进水浓度,而不去积极向主管部门协调排查管网,而应向主管部门提供科学详实的进水超标的计算后,尽快采取相应措施,以免系统进一步恶化的情况出现。
原标题:如何界定污水厂的超标进水