CN113554295B - 一种居民生活水污染指标测算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种居民生活水污染指标测算方法，包括以下步骤：1)通过以家庭为单位选取调查对象，连续监测居民生活行为过程的多种污水的产生体积；2)然后测出每类污水对应的六项指标分析浓度，再结合被调查居民各类生活污水的产生频次，测算出六项指标浓度特征值；3)最后通过产污特征值乘以各指标浓度特征值，得到居民生活水污染物产污系数；该方法以居民生活污水体积及水污染物产排量的短期监测为基础，结合居民逐月各类污水产排频次，测算居民季度或全年的产排污系数，同时较大程度避免了居民生活污水类型及产排周期不同、居民用水习惯差异综合导致的测算结果偏差大等不足，提高了测算效率和结果的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及污水统计领域，具体涉及一种居民生活水污染指标测算方法。
背景技术
居民生活过程产生的水污染物是环境水体污染物的重要来源，准确地测算生活污水及污染物排放量对于支撑我国相关政策制定十分重要。
目前，主要采用选取典型居民作为抽样调查对象获取生活污水产排的关键指标。这种方法比较适合年龄、数量、长度等明确指标的统计分析；对于影响因素多、波动性大、变化周期长、不易观察的指标，往往需要基于一定的前提假设，辅助以实验为手段，采集较大的样本量、耗费较长的观察或者监测时间来获取目标数据。在居民生活水污染物产排测算中，由于居民各类用排水行为频次、污水量及污染指标浓度受温度、湿度、水资源易得性、生活习惯、具体生产活动等因素的共同影响，导致这些指标本身波动性大、不具备时间上的连续性，需要花费时间开展监测活动，工作通常需要花费大量的人力、物力和时间，效率低下。
发明内容
本发明为解决上述技术问题而提供一种居民生活水污染指标测算方法，该方法针对居民生活水污染物排放特征及调查监测中存在的问题，以居民生活污水体积及水污染物产排量的短期监测为基础，结合居民逐月各类污水产排频次，测算居民季度或全年的产排污系数，同时较大程度避免了居民生活污水类型及产排周期不同、居民用水习惯差异综合导致的测算结果偏差大等不足，提高了测算效率和结果的可靠性。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种居民生活水污染指标测算方法，包括以下步骤：
1)通过以家庭为单位选取调查对象，连续监测居民生活行为过程的多种污水的排水体积；
2)测出每类污水对应的六项指标分析浓度，再结合被调查居民各类生活污水的产生频次，测算出六项指标浓度特征值；
3)最后通过产污特征值乘以各指标浓度特征值，得到居民生活水污染物产污系数，其中产污特征值为人均日污水产生量。
优选的，所述六项指标包括化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮、总磷和动植物油。
优选的，所述居民生活行为过程的多种污水包括餐厨污水、洗漱污水、洗涤污水、洗澡污水和冲厕污水中的一种或多种。
优选的，所述产生频次指餐厨污水、洗漱污水、洗涤污水、洗澡污水和冲厕污水每周或每月或每季度产生次数，其中每月按30天计算，每季度按90天算。
优选的，所述冲厕污水的监测需要同时记录居民冲厕用水量，并连续收集粪水收集池或化粪池的进口端和出口端污水测算体积，分析六项指标分析浓度；其中，进口端污水指标分析浓度用于冲厕污水产生量的测算；出口端污水指标分析浓度用于冲厕污水排放量对应指标的测算；所述粪水收集池或化粪池若无污染物削减功能，即等同于直接将生活污水排放外部环境，则视进口端和出口端污水同源同质，即冲厕污水产生量等于排放量。此时，只需收集其中一端污水，测量污水体积以及分析六项指标分析浓度。
优选的，所述各类生活污水在采样前需摇匀，然后用16-18目的双层纱布过滤后取样送检。
优选的，所述六项指标浓度特征值的计算公式如下：
被调查居民家庭的第j类生活污水的人均日产生频次qj计算公式为：
其中，mj为被调查居民家庭全体成员在时间t内的第j类生活污水人均产生次数；其中，时间t一般选取7-90天；
第i天，第j类，第k种指标的人均日产生量Qi,j,k计算公式为：
其中，vi,j为被调查居民家庭第i天，第j类污水平均每次实际监测的体积值，单位为升，ci,j,k为被调查居民家庭第i天，第j类污水，第k种指标的分析浓度，单位为毫克/升，ri为第i天的被调查居民家庭的常住人口数，单位为人，i优先选取1-3天，j指餐厨、洗漱、洗涤、洗澡和冲厕中的一种；
被调查居民家庭的第j类生活污水人均日产生体积vj计算公式为：
其中，d为监测的总天数；
被调查居民家庭的第k种污染指标的人均日产生量Qk计算公式为：
其中，n为被调查居民家庭的生活污水种类数；
被调查居民家庭的人均日产生体积v计算公式为：
被调查居民家庭的人均日第k类指标产生浓度ck计算公式为：
优选的，所述剔除处理依次采用物理判别法、统计判别法和数据溯源识别法识别剔除。
优选的，所述物理判别法的判断方式为实测结果不满足：
测定得到的五日生化需氧量/化学需氧量≥0.3；以及
总氮测定值≥氨氮测定值中的任意一项，则视为潜在异常值。
优选的，所述统计判别法为通过对各监测样本数据对数化，取置信区间为95％，将大于偏离标准差3倍的数值视为异常值，并随后采用拉伊达准则、格拉布斯准则、肖维勒准则和狄克逊准则判定依次识别，将不满足上述准则的监测和测定结果视为潜在异常值。所述的水样监测过程的规范性审核，其关键是潜在异常值所属污水的体积测量方法是否正确。
优选的，所述数据溯源识别法根据所述潜在异常值的监测过程、水样采集转运过程和污染指标分析过程的规范性进行审核判定。
优选地，所述水样采集与转运过程的规范性审核，其关键是审核潜在异常值所属污水的采样是否用纱布粗过滤后采集，样品转运过程是否按照《环境水质监测质量保证手册》第四版的要求进行低温保存。
优选地，所述的水样污染指标的分析过程的规范性审核，其关键是审核潜在异常值所属污水的实验室分析的标液选取、标线范围及重现性是否满足《环境水质监测质量保证手册》第四版的要求。
优选的，所述餐厨污水包括所有与饮食相关的行为过程产生的污水，如食材清洗与烹饪过程产生的污水、餐具及辅助设施清洗过程产生的污水和餐厨行为发生场所清洁过程产生的污水。
优选的，所述洗漱污水包括所有非全身性的清洁过程产生污水，重点包括口腔清洁、面部清洁、头部清洁和手部清洁过程产生的污水。
优选的，所述洗涤污水主要包括衣物洗涤、床上用品清洗、家具清洁和餐厨过程以外的房屋清扫、车辆和玩具等的清洁过程产生污水。
优选的，所述洗澡污水指对身体全部和局部清洁过程产生的污水，但不包括洗漱过程涉及的单独的四肢及面部清洁行为。
优选的，所述冲厕污水指居民排便及排尿过程涉及的冲洗厕所、马桶和便池清洗等过程产生的污水。
优选的，针对上述餐厨污水、洗漱污水、洗涤污水、洗澡污水、冲厕污水的污染指标监测是以居民家庭为单位连续收集24小时内所有常住人口产生的上述各类污水，并测量对应污水体积，分析污水中化学需氧量、五日生活需氧量、氨氮、总氮、总磷和动植物油六项指标分析浓度。
优选的，在所述步骤1)中还包含有以下步骤：
1.1)对污水排水体积的异常值进行剔除处理。
优选的，在所述步骤2)中还包含有以下步骤：
2.1)对六项指标分析浓度中的异常值进行剔除处理。
优选的，步骤2)中还包括有步骤随机选取典型用户，对各中间测算指标进行验证。
本发明的有益效果为：通过引入各类生活污水产排频次矫正居民产排污系数的测算过程，优化了调查行为本身对调查对象及监测结果的干扰，同时较大程度避免了居民生活污水类型及产排周期不同、居民用水习惯差异综合导致的测算结果偏差大等不足，提高了测算效率和结果的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种居民生活水污染指标测算方法流程框图。
图2为本发明所述NN片区的生活水污染物产污系数测算流程。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1所示，一种居民生活水污染指标测算方法，包括以下步骤：
1)通过以家庭为单位选取调查对象，连续监测居民生活行为过程的多种污水的排水体积；
2)测出每类污水对应的六项指标分析浓度，再结合被调查居民各类生活污水的产生频次，测算出六项指标浓度特征值；
3)最后通过产污特征值乘以各指标浓度特征值，得到居民生活水污染物产污系数，其中产污特征值为人均日污水产生量。
在本实施例中，所述六项指标包括化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮、总磷和动植物油。
在本实施例中，所述居民生活行为过程的多种污水包括餐厨污水、洗漱污水、洗涤污水、洗澡污水和冲厕污水中的一种或多种。
在本实施例中，所述产生频次指餐厨污水、洗漱污水、洗涤污水、洗澡污水和冲厕污水每周或每月或每季度产生次数，其中每月按30天计算，每季度按90天算。
在本实施例中，所述冲厕污水的监测需要同时记录居民冲厕用水量，并连续收集粪水收集池或化粪池的进口端和出口端污水测算体积，分析六项指标分析浓度；其中，进口端污水指标分析浓度用于冲厕污水产生量的测算；出口端污水指标分析浓度用于冲厕污水排放量对应指标的测算；所述粪水收集池或化粪池若无污染物削减功能，即等同于直接将生活污水排放外部环境，则视进口端和出口端污水同源同质，即冲厕污水产生量等于排放量。此时，只需收集其中一端污水，测量污水体积以及分析六项指标分析浓度。
在本实施例中，所述各类生活污水在采样前需摇匀，然后用16目的双层纱布过滤后取样送检。
在本实施例中，所述六项指标浓度特征值的计算公式如下：
被调查居民家庭的第j类生活污水的人均日产生频次qj计算公式为：
其中，mj为被调查居民家庭全体成员在时间t内的第j类生活污水人均产生次数；其中，时间t一般选取7天；
第i天，第j类，第k种指标的人均日产生量Qi,j,k计算公式为：
其中，vi,j为被调查居民家庭第i天，第j类污水平均每次实际监测的体积值，单位为升，ci,j,k为被调查居民家庭第i天，第j类污水，第k种指标的分析浓度，单位为毫克/升，ri为第i天的被调查居民家庭的常住人口数，单位为人，i优先选取1天，j指餐厨、洗漱、洗涤、洗澡和冲厕中的一种；
被调查居民家庭的第j类生活污水人均日产生体积vj计算公式为：
其中，d为监测的总天数；
被调查居民家庭的第k种污染指标的人均日产生量Qk计算公式为：
其中，n为被调查居民家庭的生活污水种类数；
被调查居民家庭的人均日产生体积v计算公式为：
被调查居民家庭的人均日第k类指标产生浓度ck计算公式为：
在本实施例中，所述剔除处理依次采用物理判别法、统计判别法和数据溯源识别法识别剔除。
在本实施例中，所述物理判别法的判断方式为实测结果不满足：
测定得到的五日生化需氧量/化学需氧量≥0.3；以及
总氮测定值≥氨氮测定值中的任意一项，则视为潜在异常值。
在本实施例中，所述统计判别法为通过对各监测样本数据对数化，取置信区间为95％，将大于偏离标准差3倍的数值视为异常值，并随后采用拉伊达准则、格拉布斯准则、肖维勒准则和狄克逊准则判定依次识别，将不满足上述准则的监测和测定结果视为潜在异常值。所述的水样监测过程的规范性审核，其关键是潜在异常值所属污水的体积测量方法是否正确。
在本实施例中，所述数据溯源识别法根据所述潜在异常值的监测过程、水样采集转运过程和污染指标分析过程的规范性进行审核判定。
在本实施例中，所述水样采集与转运过程的规范性审核，其关键是审核潜在异常值所属污水的采样是否用纱布粗过滤后采集，样品转运过程是否按照《环境水质监测质量保证手册》第四版的要求进行低温保存。
在本实施例中，所述的水样污染指标的分析过程的规范性审核，其关键是审核潜在异常值所属污水的实验室分析的标液选取、标线范围及重现性是否满足《环境水质监测质量保证手册》第四版的要求。
在本实施例中，所述餐厨污水包括所有与饮食相关的行为过程产生的污水，如食材清洗与烹饪过程产生的污水、餐具及辅助设施清洗过程产生的污水和餐厨行为发生场所清洁过程产生的污水。
在本实施例中，所述洗漱污水包括所有非全身性的清洁过程产生污水，重点包括口腔清洁、面部清洁、头部清洁和手部清洁过程产生的污水。
在本实施例中，所述洗涤污水主要包括衣物洗涤、床上用品清洗、家具清洁和餐厨过程以外的房屋清扫、车辆和玩具等的清洁过程产生污水。
在本实施例中，所述洗澡污水指对身体全部和局部清洁过程产生的污水，但不包括洗漱过程涉及的单独的四肢及面部清洁行为。
在本实施例中，所述冲厕污水指居民排便及排尿过程涉及的冲洗厕所、马桶和便池清洗等过程产生的污水。
在本实施例中，针对上述餐厨污水、洗漱污水、洗涤污水、洗澡污水、冲厕污水的污染指标监测是以居民家庭为单位连续收集24小时内所有常住人口产生的上述各类污水，并测量对应污水体积，分析污水中化学需氧量、五日生活需氧量、氨氮、总氮、总磷和动植物油六项指标分析浓度。
在本实施例中，在所述步骤1)中还包含有以下步骤：
1.1)对污水排水体积的异常值进行剔除处理。
优选的，在所述步骤2)中还包含有以下步骤：
2.1)对六项指标分析浓度中的异常值进行剔除处理。
在本实施例中，步骤2)中还包括有步骤随机选取典型用户，对各中间测算指标进行验证。
实施例2
如图2所示，通过调查监测得到NN片区居民家庭一年四季的餐厨、洗澡、洗漱和洗涤污水量、冲厕的体积、混合污水的浓度特征值和各片区各类生活污水随季节的产生频次。通过各类污水产生量特征值乘以对应排放频次，得到冲厕水污染物产量和排放量，再乘以对应污染物浓度特征值，得到居民生活水污染物产生量特征值。
NN片区居民各类污水随期次排放频次，如表1所示；
结合NN片区居民各类污水及浓度特征值，按照图2的测算流程测算得到各期的水污染物产生系数,如表2所示。
表1:
NN市农村居民各类生活污水随季节排放频次
| 类型 | 春季/天 | 夏季/天 | 秋季/天 | 冬季/天 |
| 餐厨 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| 洗澡 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| 洗漱 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| 洗衣 | 0.97 | 1.00 | 0.97 | 0.90 |
| 冲厕 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
表2：
NN市农村居民各期次产污系数特征值
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种居民生活水污染指标测算方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过以家庭为单位选取调查对象，连续监测居民生活行为过程的多种污水的产生体积，对污水产生体积的异常值进行剔除处理；
2)然后测出每类污水对应的六项指标分析浓度，并对六项指标分析浓度中的异常值进行剔除处理，再结合被调查居民各类生活污水的产生频次，测算出六项指标浓度特征值；
所述六项指标浓度特征值的计算公式如下：
被调查居民家庭的第j类生活污水的人均日产生频次qj计算公式为：
其中，mj为被调查居民家庭全体成员在时间t内的第j类生活污水人均产生次数；其中，时间t选取7-90天；
第i天，第j类，第k种指标的人均日产生量Qi,j,k计算公式为：
其中，vi,j为被调查居民家庭第i天，第j类污水平均每次实际监测的体积值，单位为升，ci,j,k为被调查居民家庭第i天，第j类污水，第k种指标的分析浓度，单位为毫克/升，ri为第i天的被调查居民家庭的常住人口数，单位为人，i选取1-3天，j指餐厨、洗漱、洗涤、洗澡和冲厕中的一种；
被调查居民家庭的第j类生活污水人均日产生体积vj计算公式为：
其中，d为监测的总天数；
被调查居民家庭的第k种污染指标的人均日产生量Qk计算公式为：
其中，n为被调查居民家庭的生活污水种类数；
被调查居民家庭的人均日产生体积v计算公式为：
被调查居民家庭的人均日第k类指标产生浓度ck计算公式为：
3)最后通过产污特征值乘以各指标浓度特征值，得到居民生活水污染物产污系数，其中产污特征值为人均日污水产生量。
2.根据权利要求1所述的一种居民生活水污染指标测算方法，其特征在于：所述六项指标包括化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮、总磷和动植物油。
3.根据权利要求1所述的一种居民生活水污染指标测算方法，其特征在于：所述居民生活行为过程的多种污水包括餐厨污水、洗漱污水、洗涤污水、洗澡污水和冲厕污水中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种居民生活水污染指标测算方法，其特征在于：所述产生频次指餐厨污水、洗漱污水、洗涤污水、洗澡污水和冲厕污水每周或每月或每季度产生次数。
5.根据权利要求4所述的一种居民生活水污染指标测算方法，其特征在于：所述冲厕污水的监测需要同时记录居民冲厕用水量，并连续收集粪水收集池或化粪池的进口端和出口端污水测算体积，分析六项指标分析浓度；其中，进口端污水的六项指标分析浓度用于冲厕污水产生量的测算；出口端污水的六项指标分析浓度用于冲厕污水排放量对应指标的测算。
6.根据权利要求1所述的一种居民生活水污染指标测算方法，其特征在于：所述剔除处理依次采用物理判别法、统计判别法和数据溯源识别法识别剔除。
7.根据权利要求6所述的一种居民生活水污染指标测算方法，其特征在于：所述物理判别法的判断方式为实测结果不满足测定得到的五日生化需氧量/化学需氧量≥0.3以及总氮测定值≥氨氮测定值中的任意一项，则视为潜在异常值。
8.根据权利要求6所述的一种居民生活水污染指标测算方法，其特征在于：所述统计判别法为通过对各监测样本数据对数化，取置信区间为95％，将大于偏离标准差3倍的数值视为异常值，并随后采用拉伊达准则、格拉布斯准则、肖维勒准则和狄克逊准则判定依次识别，将不满足上述准则的监测和测定结果视为潜在异常值。
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