CN115186960A - 一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及城镇水环境保护领域,提供一种城镇区域内污水有效收集处理能力的核算方法及装置。核算方法以污水集中处理设施的收集范围作为核算单元,获取数据并进行分析后得到生活污水集中收集率及污染物集中收集削减率,同时提供了一种水污染物收集处理能力评估方法,该方法能客观反映城镇区域生活污水有效收集处理能力和水平,有助于精准摸查污水处理底数,为城镇污水处理提质增效提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及城镇水环境保护领域,尤其涉及一种城镇区域内污水有效收集处理能力的核算方法及装置。
背景技术
针对汛期主要断面水环境质量滑坡、污水处理厂进水浓度偏低导致污染物去除效果不佳、水质改善不明显等现象,当前城镇污水收集处理不到位成为制约区域尤其是城市水环境质量改善的主要因素。近年来,许多水环境质量改善工作还只是把目光停留在污水处理厂及尾水排放上,随着全国加快推进污水处理设施建设,城镇污水处理厂处理规模、污水处理率等大幅提升。然而必须清醒认识到,城镇生活污水的有效收集水平并不高。
目前我国尚未建立一套行之有效的城镇区域污水有效收集处理能力的核算方法。现有的相关技术中,采用污水处理总量与污水排放总量的比值计算方式,未考虑城市生活用水量(自备水井)统计、居民生活习惯、污水管网的渗漏、雨水地下水渗入等诸多影响。而采用平均进水浓度与最高进水浓度或污染源普查产排污系数计算的进水浓度的比值作为修正系数,未排除工业、畜禽养殖业等污水的影响。因此,为了全面客观反映污水有效收集处理情况,亟需构建城镇区域污水有效收集处理能力核算方法,进而利用核算结果,指导当地的水生态环境保护工作。
发明内容
本申请提供一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算方法及装置,以解决目前相关技术中,缺乏对城镇区域污水收集处理能力的合理有效评估的问题。
本申请的第一方面,提供一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算方法,以污水集中处理设施的污水收集范围作为核算单元,获取数据分析后获得生活污水集中收集率、污染物集中收集削减率,并判定该核算单元的生活污水理论处理能力,获得生活污水收集缺口量、生活污水污染物收集缺口量、污染物集中处理缺口量,包括以下步骤:
S1:获取污水集中处理设施的进水数据和出水数据、进入该污水集中处理设施的工业废水数据和畜禽养殖废水数据;
S2:根据所述污水集中处理设施的进水数据、进入该污水集中处理设施的工业废水数据和畜禽养殖废水数据,分别计算各自的污染物收集量,获得生活污水污染物收集量;
S3:根据所述生活污水污染物收集量,计算生活污水集中收集量;
S4:获取生活污水产生量;
S5:根据所述生活污水集中收集量和所述生活污水产生量,计算获得生活污水集中收集率;
S6:根据所述污水集中处理设施的进水数据和出水数据,计算污染物削减量;
S7:根据所述生活污水产生量计算生活污水污染物产生量;
S8:根据所述生活污水污染物产生量、进入该污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量以及污染物削减量,计算获得污染物集中收集削减率;
S9:统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,与生活污水产生量进行比较,当所述集中式生活污水收集处理理论规模≥生活污水产生量时,判定该核算单元的生活污水理论处理能力基本满足需求;当所述集中式生活污水收集处理理论规模<生活污水产生量时,判定该核算单元内生活污水理论处理能力不足;
S10:统计获取核算单元内分散处理设施污水收集处理设计规模,根据所述分散处理设施污水收集处理设计规模、生活污水产生量、集中式生活污水收集处理理论规模,计算获得生活污水收集缺口量;
S11:根据生活污水污染物收集量和生活污水污染物产生量,计算获得生活污水污染物收集缺口量;根据生活污水污染物产生量、进入污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量、污染物集中收集削减率,计算获得污染物集中处理缺口量。
可选的,所述污染物为包括COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷在内的任意一种或多种污染物。
可选的,步骤S1中,所述污水集中处理设施为污水处理厂,所述进水数据包括所述污水处理厂的每日进水水量、每日进水污染物浓度;所述出水数据包括所述污水处理厂的每日出水污染物浓度;所述工业废水数据包括核算单元内的进入该污水处理厂的每家在线监测工业企业污水纳管水量和污染物浓度、无在线监测企业污水纳管的污染物平均浓度;所述畜禽养殖废水数据包括核算单元内的进入该污水处理厂的每家畜禽养殖场排水量和污染物浓度。
可选的,本申请的核算方法以COD作为污染物核算因子,以1个年度为核算周期,步骤 S2中,计算各自的污染物收集量以及获得生活污水污染物收集量,包括以下步骤:
S21,污水处理厂COD收集量以MCOD污水厂收集量表示,根据以下公式计算:
其中,Q进水,i和C进水,i分别为核算单元的污水处理厂的第i天的进水水量和进水COD浓度,n为一年总天数;
S22,工业废水COD收集量以MCOD工业收集量表示,按以下公式计算:
其中:Q工业企业,j和C工业企业,j分别为核算单元内第j家在线监测工业企业年度纳管水量和纳管COD浓度;m为核算单元内接管口安装水量、水质自动监测设施的纳管工业企业数量,Q工业用水为核算单元内无在线监测纳管企业的年度工业用水总量,所述Q工业用水为公共供水户、自备水源用水户和外购蒸汽用水户中工业用水量之和;所述K工业污水排放系数为核算单元内,无在线监测纳管企业污水排放量与用水量之比,所述C工业排水为无在线监测企业纳管COD平均浓度,所述K工业污水排放系数和C工业排水分别通过年度环境统计数据或污染源普查数据获得;
S23,根据公式计算畜禽养殖废水COD收集量MCOD畜禽养殖收集量:
其中:Q畜禽养殖排水,k和C畜禽养殖排水,k分别为排入污水处理厂的第k家畜禽养殖场的年度污水排水量和COD浓度,l为核算单元内污水排入污水处理厂的畜禽养殖场数量;
S24,根据步骤S21、S22、S23获得的MCOD污水厂收集量、MCOD工业收集量以及MCOD畜禽养殖收集量,利用以下公式计算得出生活污水COD收集量MCOD生活收集量:
MCOD生活收集量=MCOD污水厂收集量-MCOD工业收集量-MCOD畜禽养殖收集量
步骤S3中,所述生活污水集中收集量以Q生活集中收集表示,根据以下公式计算获得:
Q生活集中收集=MCOD生活收集量/C生活校核浓度
其中,MCOD生活收集量通过所述步骤S24获得,C生活校核浓度为生活污水COD校核浓度,选取260mg/L或350mg/L;
步骤S4中所述生活污水产生量以Q生活污水产生表示,根据以下公式计算获得:
Q生活污水产生=(Q公共供水,生活+Q自备水源,生活)×K生活污水产生系数
其中,Q公共供水,生活为核算单元内取自公共供水设施的年度生活用水总量;Q自备水源,生活为核算单元内取自自备水源的年度生活用水总量;K生活污水产生系数为核算单元内生活污水排放量与用水量的比值,为0.8~0.9;
步骤S5中,所述生活污水集中收集率以R表示,根据以下公式计算获得:
R=Q生活集中收集/Q生活污水产生。
可选的,本申请的核算方法还包括:
步骤S6中,所述污水集中处理设施的污染物削减量,以MCOD处理削减量表示,根据以下公式进行计算:
其中:Q进水,i、C进水,i和C出水,i分别为所述核算单元的污水处理厂的第i天的进水水量、进水COD浓度,出水COD浓度,n为一年总天数;
步骤S7中,根据步骤S4获取的所述生活污水产生量计算生活污水污染物产生量,所述生活污水污染物产生量以MCOD生活产生量表示,按以下公式计算:
MCOD生活产生量=Q生活污水产生×C生活校核浓度,其中所述Q生活污水产生从步骤S4中获得, C生活校核浓度从步骤S3中获得;
步骤S8中,所述污染物集中收集削减率,以R’表示,根据以下公式计算获得:
R’=MCOD处理削减量/(MCOD生活产生量+MCOD工业收集量+MCOD畜禽养殖收集量)。
可选的,本申请的核算方法,还包括:计算城镇核算区域内生活污水集中收集率和核算区域污染物集中收集削减率,分别以R区域和R′区域表示,根据以下公式计算:
其中,Q生活集中收集,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水集中收集量,Q生活污水产生,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水产生量,b为核算的城镇区域内核算单元的数量;
其中,MCOD处理削减量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的污染物削减量,MCOD生活产生量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水污染物产生量, MCOD工业收集量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的工业废水污染物收集量, MCOD畜禽养殖收集量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的畜禽养殖场废水污染物收集量,b 为核算的城镇区域内核算单元的数量。
可选的,本申请的核算方法还包括:
步骤S9中,统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,以Q生活集中处理理论规模表示,按以下公式计算:
Q生活集中处理理论规模=Q设计-Q工业排水-Q畜禽养殖排水
其中,Q设计为集中式污水处理厂总设计规模;Q工业排水为进入集中式污水处理厂的工业企业年度纳管水量,按以下公式计算:
式中:Q工业企业,j、m、Q工业用水、K工业污水排放系数均从步骤S22中获得;
Q畜禽养殖排水为核算单元内进入集中式污水处理厂的畜禽养殖场年度纳管水量,按以下公式计算:
其中,l和Q畜禽养殖排水,k均从步骤S23中获得;
步骤S10中,获取核算单元内分散处理设施污水收集处理设计规模,用Q分散处理表示,按以下公式计算:
Q分散式,x为核算单元内第x个分散式污水处理设施设计规模;c为核算单元内分散式污水处理设施的数量;
计算获得生活污水收集缺口量以Q缺口表示,按以下公式计算:
Q缺口=Q生活污水产生-Q生活集中处理理论规模-Q分散处理
所述生活污水产生量Q生活污水产生从步骤S4获取;
步骤S11中,生活污水COD收集缺口量以MCOD生活收集缺口量表示,按以下公式计算:
MCOD生活收集缺口量=MCOD生活产生量-MCOD生活收集量
其中,MCOD生活产生量从步骤S7中获得,MCOD生活收集量从步骤S24中获得;
COD集中处理缺口量以MCOD处理缺口量表示,按以下公式计算:
MCOD处理缺口量=(MCOD生活产生量+MCOD工业收集量+MCOD畜禽养殖收集量)×(1-R’)。
可选的,本申请的核算方法还包括:
将统计获得的城镇区域内各个核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模进行求和,获得核算区域集中式生活污水收集处理理论规模,将各个核算单元的生活污水产生量进行求和,获得区域内生活污水产生量;
当核算区域内集中式生活污水收集处理理论规模≥区域内生活污水产生量时,判定该核算区域内生活污水理论处理能力基本满足需求;当核算区域集中式生活污水收集处理理论规模<区域内生活污水产生量时,判定该核算区域内生活污水理论处理能力不足。
可选的,本申请的核算方法还包括:将计算获得的城镇区域内的各个核算单元的生活污水收集缺口量进行求和,获得区域生活污水收集缺口量;
将计算获得的城镇区域内的各个核算单元的污染物集中收集处理缺口量进行求和,获得区域污染物集中收集处理缺口量。
本申请的第二方面,提供一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算装置,包括:
污水数据输入模块,用于输入污水集中处理设施的进水数据和出水数据、工业废水数据、畜禽养殖废水数据;
污染物收集量计算模块,用于根据所述污水输入模块获得的数据,计算生活污水污染物收集量;
污水收集量计算模块,用于根据获得的生活污水污染物收集量,计算生活污水收集量;
污水产生量获取模块,用于获取生活污水产生量;
污水集中收集率计算模块,用于根据所述生活污水收集量和所述生活污水产生量,计算获得生活污水集中收集率;
污染物削减量计算模块,用于根据所述污水集中处理设施的进水数据和出水数据,计算污染物削减量;
生活污水污染物产生量计算模块,根据所述生活污水产生量计算污染物产生量;
污染物削减率计算模块,用于根据所述生活污水污染物产生量、进入该污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量、以及污染物削减量,计算获得污染物集中收集削减率;
生活污水理论处理能力判定模块,用于统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,与生活污水产生量进行比较,当所述集中式生活污水收集处理理论规模≥生活污水产生量时,判定该核算单元的生活污水理论处理能力基本满足需求;当所述集中式生活污水收集处理理论规模<生活污水产生量时,判定该核算单元内生活污水理论处理能力不足;
生活污水收集缺口量计算模块,用于统计获取核算单元内分散处理设施污水收集处理设计规模,根据所述分散处理设施污水收集处理设计规模、生活污水产生量、集中式生活污水收集处理理论规模,计算获得生活污水收集缺口量;
污染物集中收集处理缺口量计算模块,用于根据生活污水污染物收集量和生活污水污染物产生量,计算获得生活污水污染物收集缺口量;根据生活污水污染物产生量、进入污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量、污染物集中收集削减率,计算获得污染物集中处理缺口量。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的城镇区域内污水有效收集处理能力的核算方法及装置,便于客观反映城镇区域生活污水有效收集处理能力和水平,消除一些重点干扰因素的影响,通过对于污水集中收集能力的核算评估,能够避免因污水管网的渗漏、雨水地下水渗入、工业和生活污水混合处理等因素影响而导致的城镇污水处理率“虚高”问题。另外,采用该方法可精准摸查污水处理底数,找准薄弱环节,支撑补齐水污染治理短板,持续提升水生态环境质量,具有良好的环境效益。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,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为本发明实施例核算方法步骤S1-S8的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请进行详细说明。
需要说明的是本发明所提到的核算单元,是以污水集中处理设施例如污水处理厂的废水收集地域为范围,也即1个核算单元对应1个污水集中处理设施。
此外,本发明所提到的“核算区域”可以是某一个县(市、区)城市规划区、产城融合的省级及以上工业园区,也可以为某一个连片建设的设区市城市规划区。核算周期可以为某一个年度,也可以为某一段连续的时间内。
该方法的所述污染物为包括COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷在内的任意一种或多种污染物。
实施例1
本实施例提供一种针对城镇区域的污水有效收集处理能力的评估核算方法,以污水集中处理设施的辐射地域也即污水收集地域范围作为核算单元,在本实施例中,所述污水集中处理设施即等同于污水处理厂,并以COD作为核算因子,以1个年度为核算周期,最终获得城镇区域的生活污水集中收集率、COD集中收集削减率、生活污水收集缺口量、生活污水污染物收集缺口量、污染物集中处理缺口量,并判定区域的生活污水理论处理能力是否满足需求。
本实施例的核算方法流程,其中步骤S1-S8如图1所示,具体包括以下步骤:
S1:获取污水集中处理设施的进水数据和出水数据、进入该污水集中处理设施的工业废水数据和畜禽养殖废水数据;
污水集中处理设施即污水处理厂,所述进水数据包括所述污水处理厂的每日进水水量、每日进水污染物浓度;所述出水数据包括每日出水污染物浓度;所述工业废水数据包括核算单元内的进入该污水处理厂的每家在线监测工业企业污水纳管水量和污染物浓度、无在线监测企业污水纳管的污染物平均浓度;所述畜禽养殖废水数据包括核算单元内的进入该污水处理厂的每家畜禽养殖场排水量和污染物浓度。
S2:根据所述污水集中处理设施的进水数据、进入该污水集中处理设施的工业废水数据和畜禽养殖废水数据,分别计算各自的污染物收集量,获得生活污水污染物收集量;各自的污染物收集量是指污水集中处理设施的污染物收集量、工业废水污染物收集量以及畜禽养殖废水污染物收集量。
在本实施例中,污染物指COD,具体而言,通过核算污水集中处理设施进水COD总量,扣除进入该污水集中处理设施的工业和畜禽养殖废水COD贡献,即为该核算单元内生活污水 COD收集量;
按照以下步骤进行:
S21,污水处理厂COD收集量以MCOD污水厂收集量表示,根据以下公式计算:
其中,Q进水,i和C进水,i分别为核算单元内污水处理厂的每日进水水量和进水COD浓度,应从厂区进水口计量,n为天数,在本实施例中,以一年为周期,n即表示为一年的总天数;
根据各量的单位的不同,可在公式之前乘以系数1000或0.001等,以保持公式左右的计量平衡。例如,当进水量为Q进水,i的单位为m3/d(d表示天数),C进水,i的单位为mg/L,MCOD污水厂收集量的单位为kg/a(a表示年数),这时可在公式右边乘以系数0.001,以获得计量单位上的平衡。
S22,工业废水COD收集量以MCOD工业收集量表示,按以下公式计算:
其中:Q工业企业,j和C工业企业,j分别为核算单元内第j家在线监测工业企业年度纳管水量和纳管COD浓度,应从企业污水纳管口测量;m为核算单元内接管口安装水量、水质自动监测设施的纳管工业企业数量;Q工业用水为核算单元内无在线监测纳管企业的年度工业用水总量,所述Q工业用水为公共供水户、自备水源用水户和外购蒸汽用水户中工业用水量之和;所述K工业污水排放系数为核算单元内,无在线监测纳管企业污水排放量与用水量之比,所述C工业排水为无在线监测企业纳管COD平均浓度,所述K工业污水排放系数和C工业排水分别通过年度环境统计数据或污染源普查数据获得;同一区域内的各核算单元的K工业污水排放系数一般可以取相同或者近似值。
S23,根据公式计算畜禽养殖废水COD收集量MCOD畜禽养殖收集量:
其中:Q畜禽养殖排水,k和C畜禽养殖排水,k分别为排入污水处理厂的第k家畜禽养殖场的污水排水量和COD浓度,l为核算单元内污水排入污水处理厂的畜禽养殖场数量;
S24,根据步骤S21、S22、S23获得的MCOD污水厂收集量、MCOD工业收集量以及MCOD畜禽养殖收集量,利用以下公式计算得出生活污水COD收集量MCOD生活收集量:
MCOD生活收集量=MCOD污水厂收集量-MCOD工业收集量-MCOD畜禽养殖收集量
S3:根据所述生活污水污染物收集量,计算生活污水集中收集量;
根据步骤S2获取的核算单元生活污水COD收集量,通过城镇生活污水污染物校核浓度进行校核,得出该核算单元的生活污水集中收集量;
所述生活污水集中收集量以Q生活集中收集表示,根据以下公式计算获得:
Q生活集中收集=MCOD生活收集量/C生活校核浓度
其中,MCOD生活收集量通过所述步骤S24获得,C生活校核浓度为生活污水COD校核浓度,选取260mg/L或350mg/L。
具体地,根据城镇污水处理厂进水COD浓度、城镇居民每人每天COD排放量、居民生活污水定额和污染物的迁移转化等因素,本发明采用核算区域内城镇生活污水COD低阶校核浓度(即260mg/L)或高阶校核浓度(即350mg/L)进行核算,选择时可根据核算区域经济发展、居民生活水平等条件进行选择,在城镇较为发达,人口较为稠密的地区,例如江苏地区,可采用高阶校核浓度350mg/L。同一核算区域内的不同核算单元,生活污水COD校核浓度一般可以取相同的值。
S4:获取生活污水产生量;
步骤S4中所述生活污水产生量以Q生活污水产生表示,根据以下公式计算获得:
Q生活污水产生=(Q公共供水,生活+Q自备水源,生活)×K生活污水产生系数
其中,Q公共供水,生活为核算单元内取自公共供水设施的年度生活用水总量,为用水户实际用水量;公共供水户为各类自来水厂。对于有计量设施的用水户,应以实测水量作为用水量的统计依据。无计量设施的用水户,可通过典型用水户样本获得用水定额,推算用水量。
Q自备水源,生活为核算单元内取自自备水源的年度生活用水总量;自备水源用水量应从水源取水口计量,逐一统计。未采取计量的可按典型单位时间出水量(单位耗电出水量)指标或按照选取的典型用水户样本获得用水定额,推算用水量。
K生活污水产生系数为核算单元内生活污水排放量与用水量的比值,参照《室外排水设计规范》 (GB 50014-2006),取值为0.8~0.9。同一核算区域内的不同核算单元,K生活污水产生系数一般取相同的值。
S5:根据所述生活污水收集量和所述生活污水产生量,计算生活污水集中收集率;
所述生活污水集中收集率以R表示,根据以下公式计算获得:
R=Q生活集中收集/Q生活污水产生
其中,Q生活集中收集的值从步骤S3中获得,Q生活污水产生的值从步骤S4中获得。
S6:根据所述污水集中处理设施的进水数据和出水数据,计算污染物削减量;
所述污水集中处理设施的污染物削减量,以MCOD处理削减量表示,根据以下公式进行:
其中:Q进水,i、C进水,i和C出水,i分别为所述核算单元的污水处理厂的每日进水水量、进水COD浓度,出水COD浓度,n为一年总天数;上述数据从步骤S1中即可获得。
S7:根据步骤S4获取的所述生活污水产生量计算生活污水污染物产生量,按以下公式计算所述生活污水污染物产生量,以MCOD生活产生量表示:MCOD生活产生量=Q生活污水产生× C生活校核浓度,其中所述Q生活污水产生从步骤S4中获得,C生活校核浓度从步骤S3中获得;
S8:根据所述生活污水污染物产生量、进入该污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量以及污染物削减量,计算获得污染物集中收集削减率;
所述污染物集中收集削减率,以R’表示,根据以下公式计算获得:
R’=MCOD处理削减量/(MCOD生活产生量+MCOD工业收集量+MCOD畜禽养殖收集量)。
正如附图1所示,通过上述步骤可以计算获得核算单元的生活污水集中收集率和污染物集中收集削减率。此外,进一步地,将城镇区域内的各核算单元的生活污水集中收集量、生活污水产生量、污染物削减量、污染物产生量均通过上述步骤进行一一计算,然后按照下述步骤,可以计算得到城镇核算区域内生活污水集中收集率和核算区域污染物集中收集削减率:
分别以R区域和R′区域表示城镇核算区域内生活污水集中收集率和核算区域污染物集中收集削减率,根据以下公式计算:
其中,Q生活集中收集,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水集中收集量,Q生活污水产生,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水产生量,b为核算的城镇区域内核算单元的数量;
其中,MCOD处理削减量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的污染物削减量,MCOD生活产生量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水污染物产生量, MCOD工业收集量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的工业废水污染物收集量, MCOD畜禽养殖收集量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的畜禽养殖场废水污染物收集量,b 为核算的城镇区域内核算单元的数量。
值得注意的是,除了采用上述方法来计算城镇核算区域的生活污水集中收集率和核算区域污染物集中收集削减率,也可不按照本实施例的固定步骤顺序,在中间过程中即进行各核算单元相关值的叠加,例如,在步骤S3之后求和,也就是核算区域内各核算单元生活污水 COD收集量之和即为该核算区域生活污水COD收集总量,进而通过城镇生活污水污染物校核浓度进行校核,得出该核算区域内生活污水集中收集总量;又例如,在步骤S6之后,即可将城镇区域内各核算单元的COD削减量相加后得到该核算区域的COD削减总量;进而进行核算区域的生活污水集中收集率和核算区域的污染物集中收集削减率的计算。
步骤S9:统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,即区域集中式污水处理厂总设计规模与进入集中式污水处理厂的工业企业、畜禽养殖场纳管水量的差值,与生活污水产生量进行比较;
统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,以Q生活集中处理理论规模表示,按以下公式计算:
Q生活集中处理理论规模=Q设计-Q工业排水-Q畜禽养殖排水
其中,Q设计为集中式污水处理厂总设计规模;Q工业排水为进入集中式污水处理厂的工业企业年度纳管水量,按以下公式计算:
式中:Q工业企业,j、m、Q工业用水、K工业污水排放系数均从步骤S22中获得;
Q畜禽养殖排水为核算单元内进入集中式污水处理厂的畜禽养殖场年度纳管水量,按以下公式计算:
其中,l和Q畜禽养殖排水,k均从步骤S23中获得;
当Q生活集中处理理论规模≥Q生活污水产生,表示核算单元内生活污水理论处理能力基本满足需求;
当Q生活集中处理理论规模<Q生活污水产生,表示核算单元内生活污水理论处理能力不足,应通过新建或扩建污水处理设施来提高生活污水处理能力,加快补齐污水处理设施建设短板。
S10:统计获取核算单元内分散处理设施污水收集处理设计规模,根据所述分散处理设施污水收集处理设计规模、生活污水产生量、集中式生活污水收集处理理论规模,计算获得生活污水收集缺口量;其中,分散处理设施污水收集处理设计规模用Q分散处理表示,按以下公式计算:
其中,Q分散式,x为核算单元内第x个分散式污水处理设施设计规模;c为核算单元内分散式污水处理设施的数量。
计算获得生活区域生活污水收集缺口量以Q缺口表示,按以下公式计算:
Q缺口=Q生活污水产生-Q生活集中处理理论规模-Q分散处理
所述生活污水产生量Q生活污水产生从步骤S4获取;
步骤S11中,生活污水COD收集缺口量以MCOD生活收集缺口量表示,按以下公式计算:
MCOD生活收集缺口量=MCOD生活产生量-MCOD生活收集量
其中,MCOD生活产生量从步骤S7中获得,MCOD生活收集量从步骤S24中获得;
COD集中处理缺口量以MCOD处理缺口量表示,为生活污水未经处理直排COD量,以及集中收集生活、工业、畜禽废水经处理后排入环境的总量,按以下公式计算:
MCOD处理缺口量=(MCOD生活产生量+MCOD工业收集量+MCOD畜禽养殖收集量)×(1-R’)
其中,R’从步骤S8中获得。
以上为针对某一核算单元的核算方法,若要对整个城镇区域的进行核算,则本核算方法还包括:
将统计获得的城镇区域内各个核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模进行求和,获得核算区域集中式生活污水收集处理理论规模,将各个核算单元的生活污水产生量进行求和,获得区域内生活污水产生量;
当核算区域内集中式生活污水收集处理理论规模≥区域内生活污水产生量时,判定该核算区域内生活污水理论处理能力基本满足需求;当核算区域集中式生活污水收集处理理论规模<区域内生活污水产生量时,判定该核算区域内生活污水理论处理能力不足;
将计算获得的城镇区域内的各个核算单元的生活污水收集缺口量进行求和,获得核算区域生活污水收集缺口量;
将计算获得的城镇区域内的各个核算单元的污染物集中收集处理缺口量进行求和,获得核算区域污染物集中收集处理缺口量。
实施例2:
以某一含产城融合的省级及以上工业园区的县(市、区)为例,对城镇区域污水有效收集处理能力进行核算,以COD为核算因子。
核算单元一:集中式污水处理厂COD收集量为3780000kg/a;进入该污水厂的在线监测纳管企业工业废水COD收集总量为8900kg/a,非在线监测纳管企业的工业用水量为3250000 m3/a,该核算单元年度环境统计数据中K工业污水排放系数为0.70、纳管COD平均浓度为330mg/L;该单元无畜禽养殖废水进入污水厂。
根据本发明的核算方法,计算获得核算单元一的生活污水COD收集量为3020000kg/a。
核算单元二:集中式污水处理厂COD收集量为580000kg/a;进入该污水厂的在线监测纳管企业工业废水COD收集总量为6500kg/a,非在线监测纳管企业的工业用水量为1620000 m3/a,该核算单元年度环境统计数据中K工业污水排放系数为0.80、纳管COD平均浓度为240mg/L;该单元无畜禽养殖废水进入污水厂。
根据本发明的核算方法,计算获得核算单元二的生活污水COD收集量为262500kg/a。
核算区域内各核算单元生活污水COD收集量之和即为该核算区域生活污水COD收集总量;通过城镇生活污水污染物校核浓度进行校核,得出该核算区域内生活污水集中收集总量。具体如下:该核算区域生活污水COD收集总量为3282500kg/a;该核算区域城镇生活污水COD校核浓度选取为350mg/L,核算区域生活污水集中收集量为9378600m3/a。
核算区域内生活用水总量为19000000m3/a,核算区域生活污水排放量与用水量的比值 K生活污水产生系数选取0.90;核算区域内生活污水产生总量为17100000m3/a;因此,核算区域内生活污水集中收集总量与生活污水产生总量之比即为该核算区域生活污水集中收集率,计算得到区域生活污水集中收集率为55%。
核算区域污水处理厂COD削减总量为4005000kg/a;核算区域生活污水COD产生总量为5985000kg/a,进入污水集中处理设施的工业废水COD总量为1077190kg/a,无畜禽养殖废水进入污水集中处理设施;核算区域COD集中收集削减率为57%。
从上述生活污水集中收集率55%和COD集中收集削减率为57%可以看出,该核算区域城镇生活污水有效收集能力并不高,可能存在污水收集能力不足、管网建设滞后、雨污分流不到位、污水集中处理设施进水浓度低等问题,亟需对现状污水收集处理情况摸排评估,精准推动污水处理基础设施建设和提质增效。
核算区域内集中式污水处理厂总设计规模为3600万m3/a,进入集中式污水处理厂的工业企业纳管水量为360万m3/a,无畜禽养殖废水进入,则核算区域内集中式生活污水收集处理理论规模为3240万m3/a;由于核算区域内集中式生活污水收集处理理论规模大于生活污水产生总量,因此表明该核算区域内生活污水理论处理能力基本满足需求。
核算区域内无分散式污水处理设施,核算区域生活污水收集缺口量为负值,表明该核算区域生活污水收集无缺口量,因此提高污水有效收集处理能力应注重污水收集管网提质增效建设。
核算区域生活污水COD收集缺口量为2702500kg/a,核算区域内COD集中收集处理缺口总量为3037000kg/a,表明该核算区域仍存在城镇生活污水污染物排入外环境中,污染物有效收集处理能力并不高,亟需采取措施提高该区域城镇生活污水收集处理能力和水平。
本发明基于评估核算的结果,可追踪基础设施建设运行过程中存在的问题,为相关部门制定水环境治理措施提供数据支撑,并指导地方找准薄弱环节、分类实施差别化治理。实际测算表明,本发明核算结果准确,具有较强的实用价值,并经反复多次在不同区域的实例验证,均取得了可靠的核算结果,这里不再一一详述。
实施例3
本实施例3为本申请的装置实施例,可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节,请参照本发明方法实施例。
本申请实施例3提供一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算装置,包括:
污水数据输入模块,用于输入污水集中处理设施的进水数据和出水数据、工业废水数据、畜禽养殖废水数据;
污染物收集量计算模块,用于根据所述输入模块获得的数据,计算生活污水污染物收集量;
污水收集量计算模块,用于根据获得的生活污水污染物收集量,计算生活污水收集量;
污水产生量获取模块:用于获取生活污水产生量;
污水集中收集率计算模块:用于根据所述生活污水收集量和所述生活污水产生量,计算获得生活污水集中收集率;
污染物削减量计算模块:用于根据所述污水集中处理设施的进水数据和出水数据,计算污染物削减量;
生活污水污染物产生量计算模块:根据所述生活污水产生量计算生活污水污染物产生量;
污染物削减率计算模块:用于根据所述生活污水污染物产生量、进入该污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量、以及污染物削减量,计算获得污染物集中收集削减率。
生活污水理论处理能力判定模块:用于统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,与生活污水产生量进行比较,当所述集中式生活污水收集处理理论规模≥生活污水产生量时,判定该核算单元的生活污水理论处理能力基本满足需求;当所述集中式生活污水收集处理理论规模<生活污水产生量时,判定该核算单元内生活污水理论处理能力不足;
生活污水收集缺口量计算模块:用于统计获取核算单元内分散处理设施污水收集处理设计规模,根据所述分散处理设施污水收集处理设计规模、生活污水产生量、集中式生活污水收集处理理论规模,计算获得生活污水收集缺口量;
污染物集中收集处理缺口量计算模块:用于根据生活污水污染物收集量和生活污水污染物产生量,计算获得生活污水污染物收集缺口量;根据生活污水污染物产生量、进入污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量、污染物集中收集削减率,计算获得污染物集中处理缺口量。
通过上述列举的各个实施例可以看出,本发明提供了一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算方法,以污水集中处理设施收集范围为核算单元,通过核算进水污染物总量,扣除其中的工业和农业废水污染物贡献,获得该核算单元内生活污水污染物收集量;各核算单元生活污水污染物收集量之和即为核算区域生活污水污染物收集总量;通过城镇生活污水污染物校核浓度进行校核,得出核算区域内生活污水集中收集总量;其结果与生活污水产生总量之比即为核算区域生活污水集中收集率;核算区域内污水厂污染物削减总量,与区域生活污水污染物产生量、进入污水厂的工业和畜禽养殖废水污染物总量之和的比值,即为区域污染物集中收集削减率。并且,进一步地计算获得生活污水收集缺口量、污染物集中处理缺口量,并判定区域的生活污水理论处理能力是否满足需求。本发明申请提供的核算方法能客观反映城镇区域生活污水有效收集处理能力和水平,有助于精准摸查污水处理底数,为城镇污水处理提质增效提供技术支撑。
具体实现中,本申请还提供一种计算机存储介质,其中,该计算机存储介质可存储有程序,该程序执行时可包括本申请提供的一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算方法及装置的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文:read-only memory,简称:ROM)或随机存储记忆体(英文:random access memory,简称:RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其,对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本申请精神和范围的情况下,可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算方法,其特征在于,以污水集中处理设施的污水收集范围作为核算单元,获取数据分析后获得生活污水集中收集率、污染物集中收集削减率,并判定该核算单元的生活污水理论处理能力,获得生活污水收集缺口量、生活污水污染物收集缺口量、污染物集中处理缺口量,包括以下步骤:
S1:获取污水集中处理设施的进水数据和出水数据、进入该污水集中处理设施的工业废水数据和畜禽养殖废水数据;
S2:根据所述污水集中处理设施的进水数据、进入该污水集中处理设施的工业废水数据和畜禽养殖废水数据,分别计算各自的污染物收集量,获得生活污水污染物收集量;
S3:根据所述生活污水污染物收集量,计算生活污水集中收集量;
S4:获取生活污水产生量;
S5:根据所述生活污水集中收集量和所述生活污水产生量,计算获得生活污水集中收集率;
S6:根据所述污水集中处理设施的进水数据和出水数据,计算污染物削减量;
S7:根据所述生活污水产生量计算生活污水污染物产生量;
S8:根据所述生活污水污染物产生量、进入该污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量以及污染物削减量,计算获得污染物集中收集削减率;
S9:统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,与生活污水产生量进行比较,当所述集中式生活污水收集处理理论规模≥生活污水产生量时,判定该核算单元的生活污水理论处理能力基本满足需求;当所述集中式生活污水收集处理理论规模<生活污水产生量时,判定该核算单元内生活污水理论处理能力不足;
S10:统计获取核算单元内分散处理设施污水收集处理设计规模,根据所述分散处理设施污水收集处理设计规模、生活污水产生量、集中式生活污水收集处理理论规模,计算获得生活污水收集缺口量;
S11:根据生活污水污染物收集量和生活污水污染物产生量,计算获得生活污水污染物收集缺口量;根据生活污水污染物产生量、进入污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量、污染物集中收集削减率,计算获得污染物集中处理缺口量。
2.根据权利要求1所述的核算方法,其特征在于,所述污染物为包括COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷在内的任意一种或多种污染物。
3.根据权利要求1所述的核算方法,其特征在于,步骤S1中,所述污水集中处理设施为污水处理厂,所述进水数据包括所述污水处理厂的每日进水水量、每日进水污染物浓度;所述出水数据包括所述污水处理厂的每日出水污染物浓度;
所述工业废水数据包括核算单元内的进入该污水处理厂的每家在线监测工业企业污水纳管水量和污染物浓度、无在线监测企业污水纳管的污染物平均浓度;
所述畜禽养殖废水数据包括核算单元内的进入该污水处理厂的每家畜禽养殖场排水量和污染物浓度。
4.根据权利要求3所述的核算方法,其特征在于,以COD作为污染物核算因子,以1个年度为核算周期,步骤S2中,计算各自的污染物收集量以及获得生活污水污染物收集量,包括以下步骤:
S21,污水处理厂COD收集量以MCOD污水厂收集量表示,根据以下公式计算:
其中,Q进水,i和C进水,i分别为核算单元的污水处理厂的第i天的进水水量和进水COD浓度,n为一年总天数;
S22,工业废水COD收集量以MCOD工业收集量表示,按以下公式计算:
其中:Q工业企业,j和C工业企业,j分别为核算单元内第j家在线监测工业企业年度纳管水量和纳管COD浓度;m为核算单元内接管口安装水量、水质自动监测设施的纳管工业企业数量,Q工业用水为核算单元内无在线监测纳管企业的年度工业用水总量,所述Q工业用水为公共供水户、自备水源用水户和外购蒸汽用水户中工业用水量之和;所述K工业污水排放系数为核算单元内,无在线监测纳管企业污水排放量与用水量之比,所述C工业排水为无在线监测企业纳管COD平均浓度,所述K工业污水排放系数和C工业排水分别通过年度环境统计数据或污染源普查数据获得;
S23,根据公式计算畜禽养殖废水COD收集量MCOD畜禽养殖收集量:
其中:Q畜禽养殖排水,k和C畜禽养殖排水,k分别为排入污水处理厂的第k家畜禽养殖场的年度污水排水量和COD浓度,l为核算单元内污水排入污水处理厂的畜禽养殖场数量;
S24,根据步骤S21、S22、S23获得的MCOD污水厂收集量、MCOD工业收集量以及MCOD畜禽养殖收集量,利用以下公式计算得出生活污水COD收集量MCOD生活收集量:
MCOD生活收集量=MCOD污水厂收集量-MCOD工业收集量-MCOD畜禽养殖收集量
步骤S3中,所述生活污水集中收集量以Q生活集中收集表示,根据以下公式计算获得:
Q生活集中收集=MCOD生活收集量/C生活校核浓度
其中,MCOD生活收集量通过所述步骤S24获得,C生活校核浓度为生活污水COD校核浓度,选取260mg/L或350mg/L;
步骤S4中所述生活污水产生量以Q生活污水产生表示,根据以下公式计算获得:
Q生活污水产生=(Q公共供水,生活+Q自备水源,生活)×K生活污水产生系数
其中,Q公共供水,生活为核算单元内取自公共供水设施的年度生活用水总量;Q自备水源,生活为核算单元内取自自备水源的年度生活用水总量;K生活污水产生系数为核算单元内生活污水排放量与用水量的比值,为0.8~0.9;
步骤S5中,所述生活污水集中收集率以R表示,根据以下公式计算获得:
R=Q生活集中收集/Q生活污水产生。
5.根据权利要求4所述的核算方法,其特征在于,包括:
步骤S6中,所述污水集中处理设施的污染物削减量,以MCOD处理削减量表示,根据以下公式进行计算:
其中:Q进水,i、C进水,i和C出水,i分别为所述核算单元的污水处理厂的第i天的进水水量、进水COD浓度,出水COD浓度,n为一年总天数;
步骤S7中,根据步骤S4获取的所述生活污水产生量计算生活污水污染物产生量,所述生活污水污染物产生量以MCOD生活产生量表示,按以下公式计算:
MCOD生活产生量=Q生活污水产生×C生活校核浓度,其中所述Q生活污水产生从步骤S4中获得,C生活校核浓度从步骤S3中获得;
步骤S8中,所述污染物集中收集削减率,以R’表示,根据以下公式计算获得:
R’=MCOD处理削减量/(MCOD生活产生量+MCOD工业收集量+MCOD畜禽养殖收集量)。
6.根据权利要求5所述的核算方法,其特征在于,还包括:
计算城镇核算区域内生活污水集中收集率和核算区域污染物集中收集削减率,分别以R区域和R′区域表示,根据以下公式计算:
其中,Q生活集中收集,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水集中收集量,Q生活污水产生,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水产生量,b为核算的城镇区域内核算单元的数量;
其中,MCOD处理削减量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的污染物削减量,MCOD生活产生量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的生活污水污染物产生量,MCOD工业收集量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的工业废水污染物收集量,MCOD畜禽养殖收集量,h为核算的城镇区域内第h个核算单元的畜禽养殖场废水污染物收集量,b为核算的城镇区域内核算单元的数量。
7.根据权利要求6所述的核算方法,其特征在于,还包括:
步骤S9中,统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,以Q生活集中处理理论规模表示,按以下公式计算:
Q生活集中处理理论规模=Q设计-Q工业排水-Q畜禽养殖排水
其中,Q设计为集中式污水处理厂总设计规模;Q工业排水为进入集中式污水处理厂的工业企业年度纳管水量,按以下公式计算:
式中:Q工业企业,j、m、Q工业用水、K工业污水排放系数均从步骤S22中获得;
Q畜禽养殖排水为核算单元内进入集中式污水处理厂的畜禽养殖场年度纳管水量,按以下公式计算:
其中,l和Q畜禽养殖排水,k均从步骤S23中获得;
步骤S10中,获取核算单元内分散处理设施污水收集处理设计规模,用Q分散处理表示,按以下公式计算:
Q分散式,x为核算单元内第x个分散式污水处理设施设计规模;c为核算单元内分散式污水处理设施的数量;
计算获得生活污水收集缺口量以Q缺口表示,按以下公式计算:
Q缺口=Q生活污水产生-Q生活集中处理理论规模-Q分散处理
所述生活污水产生量Q生活污水产生从步骤S4获取;
步骤S11中,生活污水COD收集缺口量以MCOD生活收集缺口量表示,按以下公式计算:
MCOD生活收集缺口量=MCOD生活产生量-MCOD生活收集量
其中,MCOD生活产生量从步骤S7中获得,MCOD生活收集量从步骤S24中获得;
COD集中处理缺口量以MCOD处理缺口量表示,按以下公式计算:
MCOD处理缺口量=(MCOD生活产生量+MCOD工业收集量+MCOD畜禽养殖收集量)×(1-R’)。
8.根据权利要求1所述的核算方法,其特征在于,还包括:
将统计获得的城镇区域内各个核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模进行求和,获得核算区域集中式生活污水收集处理理论规模,将各个核算单元的生活污水产生量进行求和,获得区域内生活污水产生量;
当核算区域内集中式生活污水收集处理理论规模≥区域内生活污水产生量时,判定该核算区域内生活污水理论处理能力基本满足需求;当核算区域集中式生活污水收集处理理论规模<区域内生活污水产生量时,判定该核算区域内生活污水理论处理能力不足。
9.根据权利要求1所述的核算方法,其特征在于,还包括:
将计算获得的城镇区域内的各个核算单元的生活污水收集缺口量进行求和,获得区域生活污水收集缺口量;
将计算获得的城镇区域内的各个核算单元的污染物集中收集处理缺口量进行求和,获得区域污染物集中收集处理缺口量。
10.一种城镇区域污水有效收集处理能力的核算装置,其特征在于,包括:
污水数据输入模块,用于输入污水集中处理设施的进水数据和出水数据、工业废水数据、畜禽养殖废水数据;
污染物收集量计算模块,用于根据所述污水输入模块获得的数据,计算生活污水污染物收集量;
污水收集量计算模块,用于根据获得的生活污水污染物收集量,计算生活污水收集量;
污水产生量获取模块,用于获取生活污水产生量;
污水集中收集率计算模块,用于根据所述生活污水收集量和所述生活污水产生量,计算获得生活污水集中收集率;
污染物削减量计算模块,用于根据所述污水集中处理设施的进水数据和出水数据,计算污染物削减量;
生活污水污染物产生量计算模块,根据所述生活污水产生量计算污染物产生量;
污染物削减率计算模块,用于根据所述生活污水污染物产生量、进入该污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量、以及污染物削减量,计算获得污染物集中收集削减率;
生活污水理论处理能力判定模块,用于统计获取核算单元内集中式生活污水收集处理理论规模,与生活污水产生量进行比较,当所述集中式生活污水收集处理理论规模≥生活污水产生量时,判定该核算单元的生活污水理论处理能力基本满足需求;当所述集中式生活污水收集处理理论规模<生活污水产生量时,判定该核算单元内生活污水理论处理能力不足;
生活污水收集缺口量计算模块,用于统计获取核算单元内分散处理设施污水收集处理设计规模,根据所述分散处理设施污水收集处理设计规模、生活污水产生量、集中式生活污水收集处理理论规模,计算获得生活污水收集缺口量;
污染物集中收集处理缺口量计算模块,用于根据生活污水污染物收集量和生活污水污染物产生量,计算获得生活污水污染物收集缺口量;根据生活污水污染物产生量、进入污水集中处理设施的工业废水和畜禽养殖废水的污染物收集量、污染物集中收集削减率,计算获得污染物集中处理缺口量。
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CN116431976A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-07-14 | 江苏省环境工程技术有限公司 | 一种考虑外水的污水处理厂和管网效能计算方法及装置 |
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CN116431976B (zh) * | 2023-06-14 | 2023-08-29 | 江苏省环境工程技术有限公司 | 一种考虑外水的污水处理厂和管网效能计算方法及装置 |
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