摘要：城市污水處理廠建設規模與處理標準是污水處理廠工藝選擇、基建費用和運行管理費用的決定因素。實踐中，往往因為設計水量或水質普遍與實際運行情況有較大的差異，而造成經濟上的浪費。南方某污水處理廠工程已經成功運行4年以上。本文統計和分析了該廠2005~2008年的運行進水量和進水水質，得到了運行進水量總變化系數1.64(包括時變化系數1.25和日變化系數1.31)和設計進水水質指標的運行出現頻率，其中BOD5、 COD 、SS、 TN、TP的出現頻率分別為94.6%、66.0%、91.8%、86.5%、96.4%，還提出了一些建議，其結果可供類似城市污水處理廠設計時參考。
關鍵詞：總變化系數 頻率 COD負荷 統計
進水量總變化系數(包括時變化系數和日變化系數)和進水水質指標數據是設計污水處理廠的基礎數據。通常按有關規范和城鎮總體規劃的有關人口和土地規劃等確定和預測。由于經濟和社會發展很快，涉及的可變因素多等，所以已建成后的城鎮污水處理廠的進水量及進水水質，運行值跟設計值相差較大，影響了工程建設和運行效果[1] [2]。
設計人員是依據《室外排水設計規范》(GB 50014—2006)給出的總變化系數Kz值來確定計算流量，但不同區域排水體制、人們生活習慣等差異，其污水量相差比較大。如果有歷史統計資料，可以通過統計分析計算出污水量的變化系數，但實際中往往缺乏或不重視這方面的資料積累，結果造成污水處理廠建成后水量達不到設計規模或構筑物處理能力不能滿足要求[3] [4]。
南方城市污水處理廠實際運行水質遠小于設計值[5]。設計進水水質的確定，一般是實測污水廠服務范圍內污水各項水質指標，據此確定污水廠設計進水水質，但是，有時很難得到實測污水廠進水水質，通常情況，設計人員參照鄰近地區、類似工業區、居住區的水質或依據《室外排水設計規范》(GB 50014—2006)給出的按人均每天排入水體的水質指標量、《給排水設計手冊》第五冊建議典型的生活污水水質等方法確定，但設計規范對有關的調查方法、取得的實測水質數據如何進行處理和分析等則未作明確規定[4] [6]。
南方某污水處理廠工程（以下簡稱“某污水處理廠”）的設計規模為3×104m3/d，運行水量范圍為2.50×104m3/d～4.20×104m3/d，處理效果比設計更好。本文統計了該廠4年多的進水量和進水水質數據，得出的結果，可供類似污水處理廠工程的設計和運行參考。
一、進水量總變化系數
由于居住區生活污水定額是平均值，因此根據設計人口和生活污水定額計算所得的是污水平均流量。而實際上流入污水管道的污水量時刻都在變化。污水量的變化程度通常用變化系數表示。
某污水處理廠2005～2008年各年進水最大日所在月的逐日流量變化曲線所示，4年中最大日進水的瞬時變化曲線。由此得出日變化系數Kd=1.31，時變化系數KH=1.25，總變化系數KZ=1.64（Kz = Kd?Kh）。
上述統計結果表明：進水量總變化系數，運行值1.64，跟設計值1.45比較接近，1.64表述了某污水處理廠工程的排水系統為部分帶截留設施的合流制，因雨季有一部分雨水進入，所以總變化系數較大。
二、進水水質統計結果與分析
城市污水廠的質量負荷為污水中的組分濃度與污水流量之乘積，在流量已確定的條件下，水質指標濃度值的確定將直接影響質量負荷的大小[7]。城市污水流量變化實際上與水質變化并不同步，因此在設計過程中，流量確定之后，如何按水質變化確定相應的水質指標就顯得非常重要。本文采用COD負荷進行分析。
由上述結果可看出：五項指標設計值在運行中出現的頻率除COD為66.0%以外，其它均在86%以上，BOD5、SS、 TN、TP的出現頻率分別為94.6%、91.8%、86.5%、96.4%。它們的生化（脫碳、脫氮和除磷）比為BOD5/COD=0.58，BOD5/TN=6和BOD5/TP=30。如果85%[4] [6] [8]的水質指標BOD5、COD、SS、 TN、TP（詳見表2）分別為124、307、200、25、3.8，生化比為BOD5/COD=0.4，BOD5/TN=5和BOD5/TN=33。因為BOD5與COD比數，前者（0.58）大于后者（0.4），BOD5與TN比數，前者（6.0）大于后者（5.0），所以前者（設計值）的生化條件比后者（85%頻率的出現值）好。
旱季和雨季的差異很明顯，雨季平均流量比旱季的大了43.0%，雖然值兩者較接近，但是旱季COD負荷均值近似是雨季的1.2倍。旱季COD負荷變化范圍為122.54～525.03kg?COD/h，平均值為311.5kg?COD/h，雨季COD負荷變化范圍為119.01～500kg?COD/h，平均值為261.2kg?COD/h。設計COD負荷為325.0kg?COD/h，介于旱季與雨季平均COD負荷范圍之間。
三、結論與建議
（1）某污水處理廠四年運行進水量的總變化系數為1.64，日變化系數1.31和時變化系數1.25。建議可供類似的城鎮污水處理廠工程的設計參考，但若已有或能測得進水量實際數據，應由該數據統計得出。關于現行《室外排水設計規范》[9]的表3.1.3，該表系我國自1972年起，先后在北京、長春、廣州、鄭州和鞍山5座城市進行觀測和歷史觀測資料，共27個觀測點的2000個數據，經綜合分析后得出。在1987年實行的《室外排水設計規范》（GBJ14-87）里[10]，還對總變化系數指出：當有實際生活污水量變化系數值時，按實際資料取值。雖然該表的基礎數據來源于我國代表地區的實測數據，但該表距今已達37年，我國居民生活污水量已發生巨大變化，建議國家有關部門應盡快組織修訂。
（2）五項設計水質指標（BOD5、COD、SS、TN、TP分別為150mg/l、260mg/l、230 mg/l、25mg/l、5mg/l）在四年運行水質數值中出現的頻率分別為BOD594.6%、COD66.0%、SS91.8%、TN86.5%和TP96.4%。若已有（或能測出）一定數量的進水水質實際數值，同時擬用頻率確定類似工程的設計進水水質，本工程得出的頻率建議可供參考。
（3）從進水量和COD濃度數據的分布示出，旱季和雨季的差異很明顯，雨季平均流量比旱季大了43.0%，雖然COD負荷值兩者較接近，但是旱季COD負荷均值近似是雨季的1.2倍。旱季平均值為311.5kgCOD/h，雨季平均值為261.2kgCOD/h，旱季比雨季大19.3%。如何在污水處理廠的工程設計中適應或利用這客觀規律，待探討之。其它進水水質負荷指標的分布情況待補充。 來源：水工業市場雜志
