CN116307932B - 一种污水厂污水处理能力计算、评价方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种污水厂污水处理能力计算、评价方法及装置,包括:使用在线流量计采集实际日污水处理量数据,通过在线化学法仪表采集进水及出水的TN实际浓度数据、进水及出水的TP实际浓度数据、进水及出水的BOD5实际浓度数据;通过实际日污水处理量数据、进水及出水的TN实际浓度数据、进水及出水的TP实际浓度数据、进水及出水的BOD5实际浓度数据计算污水厂的物耗节能能力F4。本发明有益效果:通过计算污水厂的物耗节能能力F4,构建了一种城镇污水厂以“水”—“能/物”—“碳”三个方面相互作用为基础计算体系,可以准确地量化污水厂污水处理能力。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,尤其是涉及一种污水厂污水处理能力计算、评价方法及装置。
背景技术
随着我国环境保护的不断深入,城镇污水处理厂的排放标准逐渐提高。目前城镇污水厂在力求出水水质达标的情况下,如何节能降耗地运行,达到低碳排放的目的是实现国家“碳达峰”、“碳中和”目标的重要保障。
因此,如何快速和准确的计算污水厂污水处理能力,并对算污水厂污水处理能力给予客观的系统性运行综合评价,加强城镇污水处理厂的监督管理是目前行业内亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种污水厂污水处理能力计算、评价方法及装置,以期解决上述部分技术问题中的至少之一。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明第一方面提供了一种污水厂污水处理能力计算方法,包括:
使用在线流量计采集实际日污水处理量数据,通过在线化学法仪表采集进水及出水的TN实际浓度数据、进水及出水的TP实际浓度数据、进水及出水的BOD5实际浓度数据;
通过实际日污水处理量数据、进水及出水的TN实际浓度数据、进水及出水的TP实际浓度数据、进水及出水的BOD5实际浓度数据计算污水厂的物耗节能能力F4,所述物耗节能能力F4包括:周期单位干固体脱水PAM药耗F41、周期单碳源综合药耗F42、周期单位总磷消减量PAC药耗F43,计算污水厂的低碳排放能力F5,所述低碳排放能力F5包括:单位污水碳排放强度F51、单位污染物消减量碳排放强度F52;
根据污水厂的处理模式和加权算法分别量化物耗节能能力F4及低碳排放能力F5的得分。
进一步的,所述污水厂污水处理能力计算方法还包括:
计算污水厂的能耗节能能力F3,所述能耗节能能力F3包括:周期单位污水处理量电耗F31、周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32、单位电能耗产生供气量F33、进水提升泵吨水电耗F34;
根据污水厂的处理模式和加权算法量化能耗节能能力F3的得分。
进一步的,所述污水厂污水处理能力计算方法还包括:
计算污水厂的生产运行效率F1,所述生产运行效率F1包括:周期运行率F11、周期水力负荷率F12、周期污染物负荷率F13;
计算污水厂的运营质量F2,所述运营质量F2包括:周期水质运行效率F21、周期泥质达标率F22、周期单位污水污染物消减量指数F23、周期污染物综合削减率指数F24、产泥比F25;
根据污水厂的处理模式和加权算法分别量化生产运行效率F1、运营质量F2的得分。
进一步的,所述计算污水厂的能耗节能能力F3的流程如下:
周期单位污水处理量电耗比率F31是指周期度内处理单位污水量电耗的平均值与初步设计的吨水电耗比率;
周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32是指周期度内处理单位耗氧污染物削减量曝气系统电耗的平均值;
单位电能耗产生供气量F33是指污水厂曝气系统周期均单位电耗下产生的供气风量;
进水提升泵吨水电耗F34,是指污水厂进水提升泵处理单位吨水量的周期均电耗。
进一步的,所述周期单位干固体脱水PAM药耗F41是指周期度内单位干固体脱水药耗的平均值;
周期单碳源综合药耗F42是指周期度内单位碳源综合药耗,通过将不同种类的碳源药剂统一为一种通用指标,对每种类碳源药剂进行BOD或者COD的换算,换算过程如下:
脱氮工艺中C/N的值为5:1,除磷工艺中C/P的值为15:1;
一般脱氮除磷工艺:BOD差值=5TN差值+15×TP差值;
有碳源投加强化脱氮除磷工艺:BOD差值+碳源投加量=5TN差值+15×TP差值;
碳源投加公式:CS=进水量×(5×TN差值+15×TP差值-BOD差值)/碳源BOD当量;
其中,CS为脱氮除磷工艺碳源投加量,TN差值为进水TN-生物系统出水TN,TP差值为进水TP-生物系统出水TP,BOD差值为进水BOD-生物系统出水BOD;
周期单碳源综合药耗F42的计算公式如下:
;
其中,F42为周期均单位碳源综合药耗,Mcs为周期碳源实际总耗量,EQBOD为所用碳源BOD当量,ωc为所用碳源的质量分数,Qdai为实际日污水处理量,TNrai为日均进水的TN实际浓度,TNeai为日均出水的TN实际浓度,TPrai为日均进水的TP实际浓度,TPeai为日均出水的TP实际浓度,BODrai为日均进水的BOD5实际浓度,BODeai为日均出水的BOD5实际浓度,PTPaa为污水中由化学法被去除的评价周期度总磷量;
周期单位总磷消减量PAC药耗F43是指周期度内单位总磷消减量PAC药耗平均值。
进一步的,所述单位污水碳排放强度F51的计算公式如下:
指周期内对象温室气体二氧化碳排放当量,计算公式如下:
;
其中,为污水厂周期内单位污水碳排放强度,/>为污水厂周期内产生的N2O折算为二氧化碳当量的年排放量,/>为污水厂周期内产生的CH4折算为二氧化碳当量的年排放量,/>为污水厂周期内产生化石燃料燃烧产生的CO2直接排放量,/>为电耗产生的CO2直接排放量,/>为外购热力产生的CO2直接排放量,/>为污水处理厂周期内生产运行过程中消耗碳源产生的CO2直接排放量,/>为总氮去除率修正系数,/>为污水处理厂第i天进水水量;
对象温室气体二氧化碳排放当量的计算公式如下:
;
其中,E为碳排放量,AD为活动数据,单个排放源与温室气体排放直接相关的具体用量,EF为排放因子,单位某排放源使用量所释放的温室气体,GWP为温室气体的全球增温潜势,i为排放源释放多种温室气体,对于污水污泥处理行业来讲,包括CO2、CH4、N2O三种温室气体;
单位污染物消减量碳排放强度F52的计算公式如下:
。
进一步的,所述周期运行率F11是指运行天数占周期总天数的百分比;
周期均水力负荷率F12是指实际周期内污水处理量占设计周期内污水处理量的百分比;
周期均污染物负荷率F13是指实际周期进水中污染物占该污水厂前三周期污染物累积频率达90%的进水中污染物总量的百分比。
进一步的,所述周期水质运行效率F21、周期泥质达标率F22、周期单位污水污染物消减量指数F23、周期污染物综合削减率指数F24、产泥比F25;
周期水质运行效率F21是指周期均各污染物进出水差值与各污染物进水、标准出水要求差值的百分比;
周期泥质达标率F22是指周期内出泥泥质达标天数占运行天数的百分比;
周期单位污水污染物消减量指数F23是指周期内处理单位污水削减的污染物综合加权度量;
周期污染物综合削减率指数F24是指各污染物周期均削减率的加权综合度量;
实际产泥比例F25指的实际产泥量与理论污泥产生量的比值,其中理论产泥量为生化系统理论产泥量与化学产泥量的和。
本发明第二方面提供了一种应用第一方面所述污水厂污水处理能力计算方法的评价方法,其特征在于,根据生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4、低碳排放能力F5的得分对污水厂污水处理能力进行分级;
根据生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4、低碳排放能力F5的得分制作雷达诊图。
本发明第三方面提供了一种应用第一方面所述污水厂污水处理能力计算方法的装置,其特征在于,包括:
数据采集模块,所述数据采集模块用于在线采集污水厂的运行数据;
计算模块,所述计算模块用于通过污水厂的运行数据计算污水厂的生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4及污水厂的低碳排放能力F5;
所述物耗节能能力F4包括:周期单位干固体脱水PAM药耗F41、周期单碳源综合药耗F42、周期单位总磷消减量PAC药耗F43;
所述低碳排放能力F5包括:单位污水碳排放强度F51、单位污染物消减量碳排放强度F52;
所述生产运行效率F1包括:周期运行率F11、周期水力负荷率F12、周期污染物负荷率F13;
所述运营质量F2包括:周期水质运行效率F21、周期泥质达标率F22、周期单位污水污染物消减量指数F23、周期污染物综合削减率指数F24、产泥比F25;
所述能耗节能能力F3包括:周期单位污水处理量电耗F31、周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32、单位电能耗产生供气量F33、进水提升泵吨水电耗F34;
计算污水厂的低碳排放能力F5,所述低碳排放能力F5包括:单位污水碳排放强度F51、单位污染物消减量碳排放强度F52;
数据分析模块,所述数据分析模块根据污水厂的处理模式和加权算法分别量化生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4及低碳排放能力F5的得分;
储存模块,所述储存模块用于储存数据分析模块得出的数据。
本发明第四方面提供了一种服务器,包括至少一个处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如第一方面所述的污水厂污水处理能力计算方法。
相对于现有技术,本发明所述的一种污水厂污水处理能力计算、评价方法及装置具有以下有益效果:
(1)本发明所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,通过计算污水厂的物耗节能能力F4、低碳排放能力F5,构建了一种城镇污水厂以“水”—“能/物”—“碳”三个方面相互作用为基础计算体系,可以准确地量化污水厂污水处理能力。
(2)本发明所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,周期单碳源综合药耗F42的评价公式是一种评价碳源综合药耗的简便及准确计算方法,其将不同种类的碳源药剂统一为一种通用指标,对每种类碳源药剂进行BOD或者COD的换算,解决了单纯从投加量上无法衡量不同污水厂投加碳源的区别问题。同时,公式分母部分是全面考虑了去除总氮工艺其他影响因素的数学模型,而非简单的总氮去除量。解决了我国污水处理厂使用碳源种类不同、处理去除总氮工艺造成的无法统一进行计算和评价的问题,本发明的计算方法具有普适性和准确性。
(3)本发明所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,根据国家“碳排放双控”工作要求,建立了一种从碳排放角度进行城镇污水厂低碳运行评价体系,通过对评价周期内污水厂单位污水碳排放强度、单位污染物消减量碳排放强度两个方面进行分析。模型中“碳”利用其他两相中水量、水质、能耗、物耗数据作为基础,将各部分数据归一构建为“碳排放强度”评价指标,从碳排放的角度进行城镇污水厂低碳运行评价,可以更为直观地看出评价污水厂的碳排放情况,是否存在过度“以能耗物耗来换取出水水质”的情况等。
(4)本发明所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,本发明构建了一种城镇污水厂以“水”—“能/物”—“碳”三个方面相互作用为基础,同时包含生产运行效率、运营质量评价等体现污水厂运行能力及管理水平的管理手段的城镇污水处理厂运营概念模型,评价方法选取3个及以上的评价项目进行综合评价,能够全面、准确地评价城镇污水处理厂的运营情况,更符合客观实际情况。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的处理能力计算方法流程示意图;
图2为本发明实施例所述的某污水厂污水处理能力评价雷达诊图。
实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一:
如图1所示,一种污水厂污水处理能力计算方法,包括:计算生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4、低碳排放能力F5。
生产运行效率F1包括周期运行率F11、周期均水力负荷率F12、周期均污染物负荷率F13三个指标。
周期运行率F11是指运行天数占周期总天数的百分比,计算公式为:
F11=运行天数/日历天数;
式中:F11-周期运行率(%);日历天数为周期内的日历天数;运行天数是指日水力负荷率大于50%的天数。
日水力负荷率是指实际日污水处理量占设计日污水处理量的百分比,计算公式为:Pdh=Qda/Qdd;式中Pdh-日水力负荷率(%);Qda-实际日污水处理量(m3/d);Qdd–设计日污水处理量(m3/d)。
通过在线流量计采集污水的流量数据,通过污水的流量数据计算实际日污水处理量Qda。
周期运行率F11的计算过程如下。
表一:周期运行率得分FF11计算表
周期均水力负荷率F12是指实际周期内污水处理量占设计周期内污水处理量的百分比,计算公式为:F12=Qaa/Qad式中F12-周期均水力负荷率(%);Qaa-周期实际总污水处理量(m3);Qad-周期设计总污水处理量(m3)。
周期实际总污水处理量的计算公式为:Qaa=∑i=1日历天(Qdai);
周期设计总污水处理量的计算公式为:Qad=Qd×日历天数。
表二:周期均水力负荷率得分FF12计算表
周期均污染物负荷率F13是指实际周期进水中污染物占该污水厂前三评价周期污染物累积频率达90%的进水中污染物总量的百分比,计算公式为:
F13=0.4×∑i=1日历天(CODrai×Qdai)/(CODme×Qdd×日历天)+0.4×∑i=1日历天(TNrai×Qdai)/(TNme×Qdd×日历天)+0.2×∑i=1日历天(TPrai×Qdai)/(TPme×Qdd×日历天);
通过在线化学法仪表采集进水及出水的TN实际浓度数据、进水及出水的TP实际浓度数据、进水及出水的COD实际浓度数据、进水及出水的BOD5实际浓度数据、进水及出水的NH4 +-N实际浓度;
根据进水及出水的TN实际浓度数据、进水及出水的TP实际浓度数据、进水及出水的COD实际浓度数据、进水及出水的BOD5实际浓度数据,计算进水中实际COD浓度的日均值、出水中实际COD浓度的日均值、进水中实际TN浓度的日均值、出水中实际TN浓度的日均值、进水中实际TP浓度的日均值、出水中实际TP浓度的日均值、进水中实际BOD5浓度的日均值、出水中实际BOD5浓度的日均值、日均进水的NH4 +-N实际浓度、日均出水的NH4 +-N实际浓度。
式中F13-评价周期均污染物负荷率(%);CODra–进水中实际COD浓度的日均值(mg/L);CODme-前三评价周期进水COD累积频率达90%数值(mg/L);TNra-进水中实际TN浓度的日均值(mg/L);TNme-前三评价周期进水TN累积频率达90%数值(mg/L);TPra-进水中实际TP浓度的日均值(mg/L);TPme-前三评价周期进水TP累积频率达90%数值(mg/L)。
表三:周期均污染物负荷率得分FF13计算表
运营质量F2包括:周期水质运行效率F21、周期泥质达标率F22、周期单位污水污染物消减量指数F23、周期污染物综合削减率指数F24、产泥比F25。
周期水质运行效率F21是指评价周期均各污染物进出水差值与各污染物进水、标准出水要求差值的百分比,计算公式为:
F21=0.3EFCOD+0.1EFBOD+0.1EFSS+0.3EFNH3+0.1EFTN+0.1EFTP;
式中F21-评价周期均水质运行效率;EFCOD-CODcr的评价周期均运行效率;EFBOD-BOD5的评价周期均运行效率;EFSS-SS的评价周期均运行效率;EFNH3–NH4 +-N的评价周期均运行效率;EFTN-TN的评价周期均运行效率;EFTP-TP的评价周期均运行效率。
CODcr评价周期均运行效率的计算公式为:CODcr评价周期均运行效率=〔∑ i=1 日历天 ((CODrai -CODeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 ((CODrai -CODP)×Qdai )〕;
式中CODra–日均进水的COD实际浓度(mg/L);CODea–日均出水的COD实际浓度(mg/L);CODP–执行标准要求出水COD浓度值(mg/L)。
BOD5评价周期均运行效率的计算公式为:BOD5评价周期均运行效率=〔∑ i=1 日历天 ((BODrai -BODeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 ((BODrai -BODP)×Qdai )〕。
式中BODra–日均进水的BOD5实际浓度(mg/L);BODea–日均出水的BOD5实际浓度(mg/L);BODP–执行标准要求出水BOD浓度值(mg/L)。
SS评价周期均运行效率的计算公式为:SS评价周期均运行效率=〔∑ i=1 日历天 ((SSrai -SSeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 ((SSrai -SSP)×Qdai )〕。
式中SSra–日均进水的SS实际浓度(mg/L);SSea–日均出水的SS实际浓度(mg/L);SSP–执行标准要求出水SS浓度值(mg/L)。
NH4 +-N评价周期均运行效率的计算公式为:NH4 +-N评价周期均运行效率=〔∑ i=1 日历天 ((NH4 +-Nrai -NH4 +-Neai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 ((NH4 +-Nrai -NH4 +-NP)×Qdai )〕。
式中NH4 +-Nra–日均进水的NH4 +-N实际浓度(mg/L);NH4 +-Nea–日均出水的NH4 +-N实际浓度(mg/L);NH4 +-NP–执行标准要求出水NH4 +-N浓度值(mg/L)。
TN评价周期均运行效率的计算公式为:TN评价周期均运行效率=〔∑ i=1 日历天 ((TNrai -TNeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 ((TNrai -TNP)×Qdai )〕。
式中TNra–日均进水的TN实际浓度(mg/L);TNea–日均出水的TN实际浓度(mg/L);TNP–执行标准要求出水TN浓度值(mg/L)。
TP评价周期均运行效率的计算公式为:TP评价周期均运行效率=〔∑ i=1 日历天 ((TPrai -TPeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 ((TPrai -TPP)×Qdai )〕;
式中TPra–日均进水的TP实际浓度(mg/L);TPea–日均出水的TP实际浓度(mg/L);TPP–执行标准要求出水TP浓度值(mg/L)。
其中,CODP、BODP、SSP、NH4 +-NP、TNP、TPP–污水厂出水执行标准要求。
表四:周期水质运行效率得分FF21计算表
周期泥质达标率F22是指评价周期内出泥泥质达标天数占运行天数的百分比,计算公式为:周期泥质达标率F22=达标天数/运行天数;
达标天数是指评价周期内出泥含水率的日均值达到设计污泥含水率的天数。
表五:周期泥质达标率得分FF22计算表
周期单位污水污染物消减量指数F23是指评价周期内处理单位污水削减的污染物综合加权度量,计算公式为:F23=0.3MCOD+0.1MBOD+0.1MSS+0.3MNH3+0.1MTN+0.1MTP;
式中F23-评价周期均污染物综合削减量指数;MCOD–CODcr的评价周期均削减量指数;MBOD–BOD5的评价周期均削减量指数;MSS–SS的评价周期均削减量指数;MNH3–NH4 +-N的评价周期均削减量指数;MTN–TN的评价周期均削减量指数;MTP–TP的评价周期均削减量指数。
表六:各污染物评价周期均削减量指数的取值表
CODcr年均单位污水削减量的计算公式为:CODcr年均单位污水削减量=〔∑ i=1 日历天 ((CODrai -CODeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (Qdai )〕;
式中CODra–日均进水的CODcr实际浓度(mg/L);CODea–日均出水的COD实际浓度(mg/L)。
BOD5年均单位污水削减量的计算公式为:
BOD5年均单位污水削减量=〔∑ i=1 日历天 ((BODrai -BODeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (Qdai )〕;
式中BODra–日均进水的BOD5实际浓度(mg/L);BODea–日均出水的BOD5实际浓度(mg/L)。
SS年均单位污水削减量的计算公式为:
SS年均单位污水削减量=〔∑ i=1 日历天 ((SSrai -SSeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (Qdai )〕;
式中SSra–日均进水的SS实际浓度(mg/L);SSea–日均出水的SS实际浓度(mg/L)。
NH4 +-N年均单位污水削减量的计算公式为:
NH4 +-N年均单位污水削减量=〔∑ i=1 日历天 ((NH4 +-Nrai -NH4 +-Neai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (Qdai )〕;
式中NH4 +-Nra–日均进水的NH4 +-N实际浓度(mg/L);NH4 +-Nea–日均出水的NH4 +-N实际浓度(mg/L)。
TN年均单位污水削减量的计算公式为:
TN年均单位污水削减量=〔∑ i=1 日历天 ((TNrai -TNeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (Qdai )〕。
式中TNra–日均进水的TN实际浓度(mg/L);TNea–日均出水的TN实际浓度(mg/L)。
TP年均单位污水削减量的计算公式为:
TP年均单位污水削减量=〔∑ i=1 日历天 ((TPrai -TPeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (Qdai )〕。
式中TPra–日均进水的TP实际浓度(mg/L);TPea–日均出水的TP实际浓度(mg/L)。
表七:周期单位污水污染物消减量指数得分FF23计算表
周期污染物综合削减率指数F24;
评价周期均污染物综合削减率指数是指各污染物评价周期均削减率的加权综合度量,计算公式如下:F24=0.3ECOD+0.1EBOD+0.1ESS+0.3ENH3+0.1ETN+0.1ETP;
式中F24-评价周期均污染物综合削减率指数;ECOD-CODcr的评价周期均削减率指数;EBOD-BOD5的评价周期均削减率指数;ESS-SS的评价周期均削减率指数;ENH3–NH4 +-N的评价周期均削减率指数;ETN-TN的评价周期均削减率指数;ETP-TP的评价周期均削减率指数。
表八:各污染物评价周期均削减率指数的取值表
CODcr评价周期均削减率的计算公式为:CODcr评价周期均削减率=〔∑ i=1 日历天 ((CODrai -CODeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (CODrai ×Qdai )〕;
BOD5评价周期均削减率的计算公式为:BOD5评价周期均削减率=〔∑ i=1 日历天 ((BODrai -BODeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (BODrai ×Qdai )〕;
SS评价周期均削减率的计算公式为:SS评价周期均削减率=〔∑ i=1 日历天 ((SSrai -SSeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (SSrai ×Qdai )〕;
NH4 +-N评价周期均削减率的计算公式为:NH4 +-N评价周期均削减率=〔∑ i=1 日历天 ((NH4 +-Nrai -NH4 +-Neai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (NH4 +-Nrai ×Qdai )〕;
TN评价周期均削减率的计算公式为:TN评价周期均削减率=〔∑ i=1 日历天 ((TNrai -TNeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (TNrai ×Qdai )〕;
TP评价周期均削减率的计算公式为:TP评价周期均削减率=〔∑ i=1 日历天 ((TPrai -TPeai )×Qdai )〕/〔∑ i=1 日历天 (TPrai ×Qdai )〕。
表九:周期污染物综合削减率指数得分FF24计算表
产泥比F25指的是实际产泥量/理论污泥产生量,考察排泥的及时性和合理性,即评价周期内选取稳定排泥时间段“实际产泥量/理论产泥量”;理论产泥量需要考虑生化系统理论产泥量与化学产泥量,即“生化产泥量+化学产泥量”主要通过以下公式进行计算。
;
式中SCda-日脱水污泥实际产量(kg);SWda-日均脱水污泥的含水率(%)。
生化产泥量计算公式:;
式中-生化产泥量,kg/d;Qda-实际日污水处理量(m3/d);Y-污泥产率系数,kgSS/kgBOD5(按照污水厂初设中的数值确定);BODra–日均进水的BODra实际浓度(kg/m3);BODea–日均出水的BODea实际浓度(kg/m3);BODSra-日外加碳源折合BOD,kg/m3;Kd-衰减系数,0.05d-1;V-生物反应池的容积,m3;XV-MLVSS,kg/m3;f-惰性固体百分比,0.5;SSra-日均进水的SS实际浓度(kg/m3);SSea-日均出水的SS实际浓度(kg/m3)。
若采用的总磷消减量药剂为水处理剂PAC,则其化学产泥量WAP的计算过程如下:
化学除磷工艺中的水处理剂聚氯化铝参照标准GB22627-2014,考虑Al2O3与污水中的磷酸根(PO4 3-)反应生成的磷酸铝沉淀。化学除磷的反应方程式:Al2O3+2PO4 3-=2AlPO4↓;磷酸铝与Al2O3的摩尔质量比:MAP=244/102=2.39磷酸铝污泥的总产量:
化学产泥量WAP的计算公式为:;
式中:WAP——月度磷酸铝污泥的总产量(kg)。
表十:产泥比得分FF25计算表
城镇污水厂如何高效地利用污水处理厂各个工艺功能作用达到出水水质标准要求,尽量减少能源以及药剂的投入,减少“以能耗物耗来换取出水水质”的程度,是行业在国家“双碳”背景下对城镇污水厂的必然要求。此部分的评价内容是基于“水”—“能/物”—“碳”模型中“能/物”提出的对城镇污水厂节能降耗方面进行评价,主要是通过污水厂能耗以及主要投加药剂的药耗数据进行分析评价。“能/物”在模型中影响着“水”中的水质,也是“碳”评价的基础。
能耗节能能力F3包括周期单位污水处理量电耗F31、周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32、单位电能耗产生供气量F33、进水提升泵吨水电耗F34。
周期单位污水处理量电耗F31是指评价周期度内处理单位污水量电耗的平均值与初步设计的吨水电耗比率,计算公式为:
;
式中F31-评价周期单位污水处理量电耗(kW·h/m3);Eaa–评价周期实际总电耗(kW·h)。
表十一:能耗节能能力得分FF31计算表
周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32是指评价周期度内处理单位耗氧污染物削减量曝气系统电耗的平均值,计算公式为:
;
式中F32-评价周期均单位耗氧污染物削减量电耗(kW·h/kg);k-评价周期内污水厂BOD/COD消减量的比值;Eb–评价周期曝气系统的总耗电量(kW·h)。
表十二:周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗得分FF32计算表
单位电能耗产生供气量F33是指污水厂曝气系统评价周期均单位电耗下产生的供气风量,计算公式如下:
;
式中:F33—单位电能耗产生供气量,m3/kW·h;—日曝气系统供气总风量,m3;—日曝气系统的总耗电量,kW·h。
表十三:周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗得分FF33计算表
进水提升泵吨水电耗F34是指污水厂进水提升泵处理单位吨水量的评价周期均电耗,按下式计算:
;
式中:F34 —进水提升泵吨水电耗,kW·h/m3;El—进水提升泵评价周期总耗电量,kW·h;Qaa—提升系统处理水量,m3。
表十四:进水提升泵吨水电耗得分FF34计算表
根据我国污水污染物特点,目前城镇污水厂一般会采用的处理药剂有:碳源药剂、除磷药剂、脱水药剂三类。在保证污水处理厂处理后出水不超标的情况下,尽可能少用处理药剂是评价污水厂运营质量水平的体现。
物耗节能能力F4包括:周期单位干固体脱水PAM药耗F41、周期单碳源综合药耗F42、周期单位总磷消减量PAC药耗F43。
周期单位干固体脱水PAM药耗F41(污泥含水率以达到国家标准关于污水厂出泥含水率应小于80%的要求)是指评价周期度内单位干固体脱水药耗的平均值,计算公式为:
;
式中F41-评价周期均单位干固体脱水药耗(kg/T);日历天-评价周期有效运行日历天数。PMda-日絮凝剂实际耗量(kg)。SCda-日脱水污泥实际产量(T);SWda-日均脱水污泥的含水率(%)。根据脱水机类型计算周期单位干固体脱水PAM药耗得分FF41。
表十五:周期单位干固体脱水PAM药耗得分FF41计算表
周期单碳源综合药耗F42是指周期度内单位碳源综合药耗,通过将不同种类的碳源药剂统一为一种通用指标,对每种类碳源药剂进行BOD或者COD的换算,换算过程如下:
脱氮工艺中C/N的值为5:1,除磷工艺中C/P的值为15:1;
一般脱氮除磷工艺:BOD差值=5×TN差值+15×TP差值;
有碳源投加强化脱氮除磷工艺:BOD差值+碳源投加量=5×TN差值+15×TP差值;
碳源投加公式:CS=进水量×(5×TN差值+15×TP差值-BOD差值)/碳源BOD当量;
其中,CS为脱氮除磷工艺碳源投加量,TN差值为进水TN-生物系统出水TN,TP差值为进水TP-生物系统出水TP,BOD差值为进水BOD-生物系统出水BOD;
周期单碳源综合药耗F42的计算公式如下:
;
其中,F42为周期均单位碳源综合药耗,Mcs为周期碳源实际总耗量,EQBOD为所用碳源BOD当量,ωc为所用碳源的质量分数,Qda 为实际日污水处理量,TNra为日均进水的TN实际浓度,TNea为日均出水的TN实际浓度,TPra为日均进水的TP实际浓度,TPea为日均出水的TP实际浓度,BODra为日均进水的BOD5实际浓度,BODea为日均出水的BOD5实际浓度;
若采用的总磷消减量药剂为水处理剂PAC,则其中化学除磷量算法如下:化学除磷工艺中的水处理剂聚氯化铝参照标准GB22627-2014,考虑Al2O3与污水中的磷酸根(PO4 3-)反应生成的磷酸铝沉淀。
化学除磷的反应方程式:Al3 ++HnPO4 (3-n)⟷AlPO4↓+nH+Al2O3→2Al
磷与氧化铝的摩尔质量比:MPAO=62/102=0.61。
污水中由化学法被去除的总磷量:
;
式中:PTPaa—污水中由化学法被去除的评价周期度总磷量(kg);MPC-评价周期PAC实际总耗量(kg);ωP-PAC的质量分数(%)。
表十六:周期单碳源综合药耗得分FF42计算表
周期单位总磷消减量PAC药耗F43是指周期度内单位总磷消减量PAC药耗平均值。计算公式为:;
式中F43-评价周期均单位干固体脱水药耗(kg/kg);MPC-评价周期PAC实际总耗量(kg);ωP-PAC的质量分数(%)。
表十七:周期单位总磷消减量PAC药耗得分FF43计算表
城镇污水厂运行过程中,在达到出水水质标准要求的前提下,通过优化运行节能降耗以达到降低碳排放是行业内实现国家实现“碳达峰”、“碳中和”目标的重要保障。此部分的评价内容是基于“水”—“能/物”—“碳”模型中“碳”提出的对城镇污水厂低碳运行水平进行评价,主要是通过对评价周期内污水厂单位污水碳排放强度、单位污染物消减量碳排放强度两个方面进行分析评价。模型中“碳”利用其他两相中水量、水质、能耗、物耗数据作为基础,将各部分数据归一构建为“碳排放强度”评价指标,从碳排放的角度进行城镇污水厂低碳运行评价,可以更为直观地看出评价污水厂的碳排放情况,是否存在过度“以能耗物耗来换取出水水质”的情况等。
单位污水碳排放强度F51是指周期内对象温室气体二氧化碳排放当量的计算公式如下:
;
其中,F51污水厂周期内单位污水碳排放强度,污水厂周期内产生的N2O折算为二氧化碳当量的年排放量,/>污水厂周期内产生的CH4折算为二氧化碳当量的年排放量,污水厂周期内产生化石燃料燃烧产生的CO2直接排放量,/>电耗产生的CO2直接排放量,/>外购热力产生的CO2直接排放量,/>污水处理厂周期内生产运行过程中消耗碳源产生的CO2直接排放量,/>总氮去除率修正系数,/>污水处理厂第i天进水水量。
总氮去除率修正系数的计算方法如下:
使用总氮去除率()修正系数修正N2O排放因子,用/>表示,不同/>对应的详见表。总氮去除率如下公式:/>
;
式中,—总氮去除率,%;t—评价周期内日历天数,d;/>—污水厂第i天平均进水TN浓度,mg/L;/>—污水厂第i天平均出水TN浓度,mg/L。
表十八:表总氮去除率修正系数对照表
对象温室气体二氧化碳排放当量的计算公式如下:
;
其中,E为碳排放量,AD为活动数据,单个排放源与温室气体排放直接相关的具体用量,EF为排放因子,单位某排放源使用量所释放的温室气体,GWP为温室气体的全球增温潜势,i为排放源释放多种温室气体,对于污水污泥处理行业来讲,包括CO2、CH4、N2O三种温室气体。
城镇污水厂的评价周期碳排放量计算公式为:
;
式中,E—评价周期内碳排放量,kgCO2eq;—污水处理过程CH4直接排放折算为二氧化碳当量的评价周期排放量,kgCO2eq;/>—污水处理过程N2O直接排放折算为二氧化碳当量的评价周期排放量,kgCO2eq;/>—污水处理厂评价周期度用到的化石燃料直接排放二氧化碳的量,kgCO2eq;/>—城镇污水处理厂评价周期耗电力产生的CO2排放当量,kgCO2eq;/>—城镇污水处理厂评价周期外购热力产生的CO2排放当量,kgCO2eq;/>—城镇污水处理厂评价周期生产运行过程中消耗碳源产生的CO2排放当量,kgCO2eq。
其中:
;
式中,—污水厂评价周期度产生的CH4折算为二氧化碳当量的评价周期排放量,kgCO2eq;/>—污水处理厂第i天进水水量,m3;/>—污水处理厂第i天平均进水CODCr浓度,mg/L;/>—污水处理厂第i天平均出水CODCr浓度,mg/L;/>—污水处理厂第i天产生的干污泥量,kg;/>—污水处理厂第i天干污泥的有机分,%;/>—污泥中的有机物与CODCr的转化系数,取值为1.42kgCODCr/kgDS;/>—厌氧过程降解单位CODCr时CH4的产率系数,取值为0.25kgCH4/kgCODCr;/>—污水处理过程CH4修正因子。当初沉池正常刮泥排泥、厌氧和缺氧区充分混合搅拌、曝气池好氧区曝气均匀时,各构筑物内无污泥淤积,/>取值0.003;当存在初沉池刮泥排泥不正常、厌氧或缺氧区搅拌不充分、曝气池好氧区曝气不均匀等状况时,构筑物内存在污泥淤积,/>取值0.03;/>—污水处理厂第i天CH4回收体积,m³;0.717—标准状况(1个标准大气压和温度0℃)下CH4的密度,kgCH4/m³;/>—CH4为温室气体的全球增温潜势,取值为29kgCO2/kgCH4。
。
式中, —污水厂评价周期度产生的N2O折算为二氧化碳当量的评价周期排放量,kgCO2eq;/>—污水处理厂第i天进水水量,m3;/>—污水处理厂第i天平均进水TN浓度,mg/L;/>—污水处理厂第i天平均出水TN浓度,mg/L;/>—N2O排放因子,取值为0.016kgN2O-N/kgTN;/>—N2O/N2分子量之比,取值为44/28;/>—N2O为温室气体的全球增温潜势,取值为298kgCO2/kgN2O。
。
式中,—污水厂年度产生化石燃料燃烧产生的CO2直接排放量,kgCO2eq;/>—标准煤CO2排放因子,取值为2.7725kgCO2/kg标准煤;/>—第j种化石燃料使用量,按标准煤计算,kg标准煤;j—化石燃料种类代号;l—化石燃料种类数量。
。
式中, —电耗产生的CO2直接排放量,kgCO2eq;/>—电耗碳排放因子,kgCO2/(kW·h),取值详见表;/>—第i天外购电量,kW·h。
表十九:电耗碳排放因子对照表/>
;
式中, —外购热力产生的CO2直接排放量,kgCO2eq;/>—标准煤CO2排放因子,取值为2.7725kgCO2/kg标准煤;/>—第i天用于污水处理运行的外购热量,按标准煤计算,kg标准煤。
;
式中, —污水处理厂年度生产运行过程中消耗碳源产生的CO2直接排放量,kgCO2eq;/>—第g种化学药剂的CO2排放因子,单位为kgCO2/kg,主要化学药剂的CO2排放因子详见表;/>—第i天使用第g种化学药剂的质量,kg;/>—第g种化学药剂质量分数(%);g—化学药剂种类代号;m—化学药剂种类数量。
表二十:化学药剂种类及其CO2排放因子对照表
表二十一:单位污水碳排放强度得分FF51计算表
单位污染物消减量碳排放强度F52的计算公式如下:
。
表二十二:单位污染物消减量碳排放强度得分FF52计算表
一种污水厂污水处理能力评价方法,根据生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4、低碳排放能力F5的得分对污水厂污水处理能力进行分级。
计算生产运行效率得分FF1、运营质量得分FF2、能耗节能能力得分FF3、物耗节能能力得分FF4、低碳排放能力得分FF5。
每个评价项目的等级分别为A、B、C、D四个等级。
表二十三:得分分级计算表
生产运行效率得分FF1的计算公式为:
;
式中,—生产运行效率总得分;/>—评价周期运行率指标的权重,优选值为0.2;/>—评价周期运行率指标的得分;/>—评价周期水力负荷率指标的权重,优选值为0.4;/>—评价周期水力负荷率指标的得分;/>—评价周期污染物负荷率指标的权重,优选值为0.4;/>—评价周期污染物负荷率指标的得分。
运营质量得分FF2的计算公式为:
;
式中,—运营质量总得分;/>—评价周期水质运行效率指标的权重,优选值为0.3;/>—评价周期水质运行效率指标的得分;/>—评价周期泥质达标率指标的权重,优选值为0.15;/>—评价周期泥质达标率指标的得分;/>—评价周期单位污水污染物消减量指标的权重,优选值为0.2;/>—评价周期单位污水污染物消减量指标的得分;—价周期污染物综合削减率指标的权重,优选值为0.2;/>—价周期污染物综合削减率指标的得分;/>—实际吨水产泥量/理论干泥产生量指标的权重,优选值为0.15;/>—实际吨水产泥量/理论干泥产生量指标的得分。
能耗节能能力得分FF3的计算公式为:
;
式中,—能耗评价总得分;/>—评价周期单位污水处理量电耗指标的权重,优选值为0.3;/>—评价周期单位污水处理量电耗指标的得分;/>—评价周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗指标的权重,优选值为0.3;/>—评价周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗指标的得分;/>—单位电能耗产生供气量(曝气)指标的权重,优选值为0.2;—单位电能耗产生供气量(曝气)指标的得分;/>—进水提升泵吨水电耗指标的权重,优选值为0.2;/>—进水提升泵吨水电耗指标的得分。
物耗节能能力得分FF4的计算公式为:
;
式中,—能耗评价总得分;/>—评价周期单位污水处理量电耗指标的权重,优选值为0.2;/>—评价周期单位污水处理量电耗指标的得分;/>—评价周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗指标的权重,优选值为0.5;/>—评价周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗指标的得分;/>—单位电能耗产生供气量(曝气)指标的权重,优选值为0.3;—单位电能耗产生供气量指标的得分。
低碳排放能力得分FF5的计算公式为:
;
式中,—低碳评价总得分;/>—评价周期单位污水碳排放强度指标的权重,优选值为0.5;/>—评价周期单位污水碳排放强度指标的得分;/>—评价周期单位污染物消减量碳排放强度指标的权重,优选值为0.5;/>—评价周期单位污染物消减量碳排放强度电耗指标的得分。
如图2所示,根据生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4、低碳排放能力F5的得分制作雷达诊图。
一种污水厂污水处理能力计算装置,其特征在于,包括:
数据采集模块,所述数据采集模块用于在线采集污水厂的运行数据;
计算模块,所述计算模块用于通过污水厂的运行数据计算污水厂的生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4及污水厂的低碳排放能力F5;
所述物耗节能能力F4包括:周期单位干固体脱水PAM药耗F41、周期单碳源综合药耗F42、周期单位总磷消减量PAC药耗F43;
所述低碳排放能力F5包括:单位污水碳排放强度F51、单位污染物消减量碳排放强度F52;
所述生产运行效率F1包括:周期运行率F11、周期水力负荷率F12、周期污染物负荷率F13;
所述运营质量F2包括:周期水质运行效率F21、周期泥质达标率F22、周期单位污水污染物消减量指数F23、周期污染物综合削减率指数F24、产泥比F25;
所述能耗节能能力F3包括:周期单位污水处理量电耗F31、周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32、单位电能耗产生供气量F33、进水提升泵吨水电耗F34;
计算污水厂的低碳排放能力F5,所述低碳排放能力F5包括:单位污水碳排放强度F51、单位污染物消减量碳排放强度F52;
数据分析模块,所述数据分析模块根据污水厂的处理模式和加权算法分别量化生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4及低碳排放能力F5的得分;
储存模块,所述储存模块用于储存数据分析模块得出的数据。
通过计算污水厂的物耗节能能力F4、低碳排放能力F5,构建了一种城镇污水厂以“水”—“能/物”—“碳”三个方面相互作用为基础计算体系,可以准确地量化污水厂污水处理能力。
实施例二:
一种服务器,包括至少一个处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如实施例一所述的污水厂污水处理能力计算方法。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法和系统,可以通过其它的方式实现。例如,以上所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种污水厂污水处理能力计算方法,其特征在于,包括:
使用在线流量计采集实际日污水处理量数据,通过在线化学法仪表采集进水及出水的TN实际浓度数据、进水及出水的TP实际浓度数据、进水及出水的BOD5实际浓度数据;
通过实际日污水处理量数据、进水及出水的TN实际浓度数据、进水及出水的TP实际浓度数据、进水及出水的BOD5实际浓度数据计算污水厂的物耗节能能力F4,所述物耗节能能力F4包括:周期单位干固体脱水PAM药耗F41、周期单碳源综合药耗F42、周期单位总磷消减量PAC药耗F43,计算污水厂的低碳排放能力F5,所述低碳排放能力F5包括:单位污水碳排放强度F51、单位污染物消减量碳排放强度F52;
根据污水厂的处理模式和加权算法分别量化物耗节能能力F4及低碳排放能力F5的得分;
周期单位干固体脱水PAM药耗F41是指周期度内单位干固体脱水药耗的平均值;
周期单碳源综合药耗F42是指周期度内单位碳源综合药耗,通过将不同种类的碳源药剂统一为一种通用指标,对每种类碳源药剂进行BOD或者COD的换算,换算过程如下:
脱氮工艺中C/N的值为5:1,除磷工艺中C/P的值为15:1;
一般脱氮除磷工艺:BOD差值=5TN差值+15×TP差值;
有碳源投加强化脱氮除磷工艺:BOD差值+碳源投加量=5TN差值+15×TP差值;
碳源投加公式:CS=进水量×(5×TN差值+15×TP差值-BOD差值)/碳源BOD当量;
其中,CS为脱氮除磷工艺碳源投加量,TN差值为进水TN-生物系统出水TN,TP差值为进水TP-生物系统出水TP,BOD差值为进水BOD-生物系统出水BOD;
周期单碳源综合药耗F42的计算公式如下:
;
其中,F42为周期均单位碳源综合药耗,Mcs为周期碳源实际总耗量,EQBOD为所用碳源BOD当量,ωc为所用碳源的质量分数,Qdai为实际日污水处理量,TNrai为日均进水的TN实际浓度,TNeai为日均出水的TN实际浓度,TPrai为日均进水的TP实际浓度,TPeai为日均出水的TP实际浓度,BODrai为日均进水的BOD5实际浓度,BODeai为日均出水的BOD5实际浓度,PTPaa为污水中由化学法被去除的评价周期度总磷量;
周期单位总磷消减量PAC药耗F43是指周期度内单位总磷消减量PAC药耗平均值;
单位污水碳排放强度F51的计算公式如下:
指周期内对象温室气体二氧化碳排放当量,计算公式如下:
;
其中,为污水厂周期内单位污水碳排放强度,/>为污水厂周期内产生的N2O折算为二氧化碳当量的年排放量,/>为污水厂周期内产生的CH4折算为二氧化碳当量的年排放量,/>为污水厂周期内产生化石燃料燃烧产生的CO2直接排放量,/>为电耗产生的CO2直接排放量,/>为外购热力产生的CO2直接排放量,/>为污水处理厂周期内生产运行过程中消耗碳源产生的CO2直接排放量,/>为总氮去除率修正系数,/>为污水处理厂第i天进水水量;
对象温室气体二氧化碳排放当量的计算公式如下:
;
其中,E为碳排放量,AD为活动数据,单个排放源与温室气体排放直接相关的具体用量,EF为排放因子,单位某排放源使用量所释放的温室气体,GWP为温室气体的全球增温潜势,i为排放源释放多种温室气体,对于污水污泥处理行业来讲,包括CO2、CH4、N2O三种温室气体;
单位污染物消减量碳排放强度F52的计算公式如下:
。
2.根据权利要求1所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,其特征在于:所述污水厂污水处理能力计算方法还包括:
计算污水厂的能耗节能能力F3,所述能耗节能能力F3包括:周期单位污水处理量电耗F31、周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32、单位电能耗产生供气量F33、进水提升泵吨水电耗F34;
根据污水厂的处理模式和加权算法量化能耗节能能力F3的得分。
3.根据权利要求1所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,其特征在于:所述污水厂污水处理能力计算方法还包括:
计算污水厂的生产运行效率F1,所述生产运行效率F1包括:周期运行率F11、周期水力负荷率F12、周期污染物负荷率F13;
计算污水厂的运营质量F2,所述运营质量F2包括:周期水质运行效率F21、周期泥质达标率F22、周期单位污水污染物消减量指数F23、周期污染物综合削减率指数F24、产泥比F25;
根据污水厂的处理模式和加权算法分别量化生产运行效率F1、运营质量F2的得分。
4.根据权利要求2所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,其特征在于:所述计算污水厂的能耗节能能力F3的流程如下:
周期单位污水处理量电耗比率F31是指周期度内处理单位污水量电耗的平均值与初步设计的吨水电耗比率;
周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32是指周期度内处理单位耗氧污染物削减量曝气系统电耗的平均值;
单位电能耗产生供气量F33是指污水厂曝气系统周期均单位电耗下产生的供气风量;
进水提升泵吨水电耗F34,是指污水厂进水提升泵处理单位吨水量的周期均电耗。
5.根据权利要求3所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,其特征在于:周期运行率F11是指运行天数占周期总天数的百分比;
周期均水力负荷率F12是指实际周期内污水处理量占设计周期内污水处理量的百分比;
周期均污染物负荷率F13是指实际周期进水中污染物占该污水厂前三年污染物累积频率达90%的进水中污染物总量的百分比。
6.根据权利要求3所述的一种污水厂污水处理能力计算方法,其特征在于:
周期水质运行效率F21、周期泥质达标率F22、周期单位污水污染物消减量指数F23、周期污染物综合削减率指数F24、产泥比F25
周期水质运行效率F21是指周期内各污染物进出水差值与各污染物进水、标准出水要求差值的百分比;
周期泥质达标率F22是指周期内出泥泥质达标天数占运行天数的百分比;
周期单位污水污染物消减量指数F23是指周期内处理单位污水削减的污染物综合加权度量;
周期污染物综合削减率指数F24是指各污染物周期均削减率的加权综合度量;
实际产泥比例F25指的实际产泥量与理论污泥产生量的比值,其中理论产泥量为生化系统理论产泥量与化学产泥量的和。
7.一种应用权利要求1-6任一所述污水厂污水处理能力计算方法的评价方法,其特征在于,根据生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4、低碳排放能力F5的得分对污水厂污水处理能力进行分级;
根据生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4、低碳排放能力F5的得分制作雷达诊图。
8.一种应用权利要求1-6任一所述污水厂污水处理能力计算方法的装置,其特征在于,包括:
数据采集模块,所述数据采集模块用于在线采集污水厂的运行数据;
计算模块,所述计算模块用于通过污水厂的运行数据计算污水厂的生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4及污水厂的低碳排放能力F5;
所述物耗节能能力F4包括:周期单位干固体脱水PAM药耗F41、周期单碳源综合药耗F42、周期单位总磷消减量PAC药耗F43;
所述低碳排放能力F5包括:单位污水碳排放强度F51、单位污染物消减量碳排放强度F52;
所述生产运行效率F1包括:周期运行率F11、周期水力负荷率F12、周期污染物负荷率F13;
所述运营质量F2包括:周期水质运行效率F21、周期泥质达标率F22、周期单位污水污染物消减量指数F23、周期污染物综合削减率指数F24、产泥比F25;
所述能耗节能能力F3包括:周期单位污水处理量电耗F31、周期单位耗氧污染物削减量曝气电耗F32、单位电能耗产生供气量F33、进水提升泵吨水电耗F34;
计算污水厂的低碳排放能力F5,所述低碳排放能力F5包括:单位污水碳排放强度F51、单位污染物消减量碳排放强度F52;
数据分析模块,所述数据分析模块根据污水厂的处理模式和加权算法分别量化生产运行效率F1、运营质量F2、能耗节能能力F3、物耗节能能力F4及低碳排放能力F5的得分;
储存模块,所述储存模块用于储存数据分析模块得出的数据。
9.一种服务器,其特征在于:包括至少一个处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述处理器执行,以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-6任一所述的污水厂污水处理能力计算方法。
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