該文是中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司孫永利團(tuán)隊(duì)關(guān)于城鎮(zhèn)居民人均日生活污水污染物產(chǎn)生量系列研究之二，將發(fā)表在《中國(guó)給水排水》2020年3月第6期，作者：孫永利、張維、鄭興燦、高晨晨、祝磊、王詣達(dá)、楊超、劉靜。2019年10月—12月選擇常州市某居民樓宇開展居民生活污水污染物的源頭產(chǎn)生量及規(guī)律研究。檢測(cè)日的居民生活污水人均日產(chǎn)生量為216L/(人·d)，在06:30—10:30和19:00—21:30兩個(gè)時(shí)段分別出現(xiàn)較高值，最大時(shí)排放量和日均時(shí)排放量的比值為1.92；樓宇排水口COD、BOD5、NH3-N、TN和TP日均濃度分別為549、259、45.43、79.23和7.45mg/L，也出現(xiàn)了兩個(gè)較高值，其中第一個(gè)高峰時(shí)段提前至凌晨，最大濃度與日均濃度的比值分別為1.63、1.56、2.15、2.01和2.03；人均日污染物產(chǎn)生量分別為121、59、9.5、17.0和1.6g/（人·d），同樣在06:30—10:30和19:00—21:30出現(xiàn)兩個(gè)高峰時(shí)段，但污染物產(chǎn)生量的時(shí)變化更加顯著，最大值和最小值的比值分別達(dá)到15.68、19.68、9.22、14.16和14.20；BOD5/COD、BOD5/NH3-N、BOD5/TN和BOD5/TP日均濃度比值分別達(dá)到0.47、5.71、3.27和34.82，其中BOD5/COD波動(dòng)不明顯，最大值與最小值的比值僅為1.63，而BOD5/NH3-N、BOD5/TN和BOD5/TP波動(dòng)較為明顯，均在08:30—20:30時(shí)段出現(xiàn)相對(duì)較大值。

按文獻(xiàn)[1]研制了城鎮(zhèn)居民人均日生活污水污染物產(chǎn)生量測(cè)算系統(tǒng)，2019年10月—12月選擇常州市某高層樓宇開展了測(cè)試工作，通過(guò)調(diào)整優(yōu)化，基本上實(shí)現(xiàn)了居民人均日生活污水污染物產(chǎn)生量測(cè)算系統(tǒng)的成套化和標(biāo)準(zhǔn)化，具備在全國(guó)開展測(cè)算工作的基本條件，有望獲得城鎮(zhèn)居民生活排水相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提升城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和監(jiān)管水平。

通過(guò)約3個(gè)月的測(cè)試，已得到5組有效的測(cè)試周期數(shù)據(jù)，初步獲得了該居民樓宇秋冬季節(jié)的人均日污水排放量、污染物濃度、污染物產(chǎn)生量和各污染物濃度比值及其時(shí)間變化規(guī)律。鑒于目前的測(cè)試結(jié)果僅為秋冬季節(jié)，不具有代表意義，故僅對(duì)某24h測(cè)試周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析。

01項(xiàng)目概況

測(cè)試樓宇為2010年前后建設(shè)的28層高層住宅小區(qū)，其中一層為架空結(jié)構(gòu)，樓宇內(nèi)實(shí)際住戶112戶，試驗(yàn)期間入住率在80%左右，人員流動(dòng)監(jiān)控顯示高峰期人口接近240人，人數(shù)較少時(shí)也在60人以上，基本可以滿足測(cè)試要求。

在一樓出入口、一樓消防出口和地下停車場(chǎng)樓道間3個(gè)人員出入口安裝了帶有自存儲(chǔ)功能的人員出入監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)一樓架空區(qū)域的污水干管進(jìn)行改造，并增設(shè)2個(gè)生活污水提升裝置；鑒于錯(cuò)接混接改造的雨水立管排水無(wú)法進(jìn)入污水提升裝置，對(duì)所有改造后的雨水立管進(jìn)行了二次截流改造，通過(guò)潛污泵提升至其中一個(gè)生活污水提升裝置，有效保障了測(cè)試期間樓宇排放的所有污水均得到收集。

02測(cè)試分析方法

嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化的采樣程序，由測(cè)試系統(tǒng)自帶的哈希全自動(dòng)采樣器根據(jù)污水計(jì)量裝置的取樣程序完成水樣采集，由常州市排水監(jiān)測(cè)站安排專人現(xiàn)場(chǎng)采樣，確保運(yùn)輸過(guò)程符合CMA檢測(cè)的樣品保存要求，采用國(guó)標(biāo)法進(jìn)行COD、BOD5、NH3-N、TN和TP五項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試，并完成數(shù)據(jù)上傳。水量、時(shí)間間隔、人口當(dāng)量等數(shù)據(jù)由城鎮(zhèn)居民人均日生活污水污染物產(chǎn)生量測(cè)算系統(tǒng)各功能單元自動(dòng)獲取并上傳至數(shù)據(jù)計(jì)算平臺(tái)。

03結(jié)果與討論

選取跨2個(gè)連續(xù)工作日的24h檢測(cè)結(jié)果，對(duì)該居民樓宇的人均日污水排放量、污染物濃度、污染物產(chǎn)生量、污染物濃度比值及其時(shí)間變化規(guī)律進(jìn)行分析。

3.1污水排放量

城鎮(zhèn)居民人均日生活污水污染物產(chǎn)生量測(cè)算系統(tǒng)測(cè)算的該樓宇居民人均日污水排放量為216L/(人·d)，人均污水排放量的24h變化規(guī)律見圖1。

由圖1可知，人均排水量的兩個(gè)高峰值分別出現(xiàn)在06:30—10:30和19:00—21:30，每個(gè)時(shí)段的人均排水量均超過(guò)12L/（人·h），其中最高時(shí)段的瞬時(shí)人均排水量達(dá)到17.25L/（人·h），上午的排水高峰應(yīng)與早起后的洗漱、大小便、早餐及長(zhǎng)期居家人員的餐后保潔等行為有關(guān)；晚間時(shí)段的排水高峰應(yīng)與晚間的家庭就餐、洗漱、洗衣、洗澡等行為有關(guān)；12:00—18:00期間的排水量并不高，說(shuō)明下午居家人員的用水量相對(duì)不大；00:00—5:00期間的排水量相對(duì)較低，最低時(shí)段的瞬時(shí)人均排水量為1.56L/（人·h）。最大時(shí)排放量與日均時(shí)排放量比值為1.92，最大時(shí)排放量與最小時(shí)排放量的比值為11.09，城鎮(zhèn)居民排水量的時(shí)變化特征明顯，與樓宇內(nèi)居民的生活情況基本吻合。

3.2污染物濃度

被測(cè)試樓宇生活污水COD、BOD5、NH3-N、TN和TP的日均加權(quán)濃度分別為549、259、45.43、79.23和7.45mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)的24h濃度變化規(guī)律分別見圖2～6。

由圖2～6可知，居民樓宇生活污水的COD、BOD5、NH3-N、TN和TP濃度變化規(guī)律與排水規(guī)律基本吻合，也分別出現(xiàn)了兩個(gè)高峰時(shí)段，但早上高峰時(shí)段的濃度值明顯提前于污水排放量高峰值，自凌晨起就出現(xiàn)了較高值，更好地說(shuō)明了夜間小便和早起大小便行為是污水污染物濃度較高的主要原因，而洗漱等行為則是排水量相對(duì)較高的主要原因；晚間的污染物濃度高峰值與污水排放量高峰值基本吻合，與晚間就餐及餐后清洗等行為有關(guān)；其他時(shí)段的污染物濃度相對(duì)較為平穩(wěn)。檢測(cè)日不同測(cè)試時(shí)段COD、BOD5、NH3-N、TN和TP濃度變化范圍分別為234～896、99～403、22.8～97.7、40.9～159和3.53～15.1mg/L，體現(xiàn)了不同排水時(shí)段的污染物濃度波動(dòng)特征。其中最大濃度與日均濃度的比值分別為1.63、1.56、2.15、2.01和2.03，最大濃度和最小濃度的比值分別為3.83、4.08、4.29、3.89和4.28。24h各指標(biāo)濃度的最大、最小值及比例關(guān)系見表1。

3.3污染物產(chǎn)生量

按文獻(xiàn)[1]計(jì)算獲得不同時(shí)段的人均居民生活污水污染物產(chǎn)生量，加和確定人均日COD、BOD5、NH3-N、TN和TP產(chǎn)生量分別為121.56、58.79、9.45、16.97和1.62g/(人·d)。各類污染物產(chǎn)生量的24h變化規(guī)律見圖7～11。

由圖7～11可知，各項(xiàng)污染物指標(biāo)的人均日產(chǎn)生量也在檢測(cè)日出現(xiàn)兩個(gè)高峰時(shí)段，分別為06:30—10:30和18:30—21:30，產(chǎn)生量相對(duì)較低的時(shí)段出現(xiàn)在凌晨00:00—04:30期間，與上述時(shí)段的城市居民生產(chǎn)生活習(xí)慣基本一致，也與污水排放量和污染物濃度變化規(guī)律一致。不同時(shí)段居民樓宇人均時(shí)污染物產(chǎn)生量最大值和時(shí)均值的比值分別為2.43、2.57、2.79、3.01和2.68，最大值和最小值的比值分別為15.68、19.68、9.22、14.16和14.20，說(shuō)明在污染物濃度和排水量疊加的情況下，人均污染物產(chǎn)生量的時(shí)變化更加顯著。不同時(shí)段居民樓宇人均時(shí)污染物排放量最大值、最小值及相關(guān)比例關(guān)系見表2。

3.4污染物濃度比

被測(cè)試樓宇居民生活污水的BOD5/COD、BOD5/NH3-N、BOD5/TN和BOD5/TP比值分別為0.47、5.71、3.27、34.82，不同取樣時(shí)段的比值見圖12～15。

由圖12可知，檢測(cè)日樓宇居民生活污水的BOD5/COD比值為0.35～0.56，波動(dòng)并不顯著，最大值與最小值的比值僅為1.63，說(shuō)明居民生活污水的BOD5/COD比值相對(duì)平穩(wěn)。

由圖13、14可知，檢測(cè)日08:30—20:30時(shí)段樓宇居民生活排水的BOD5/NH3-N和BOD5/TN比值大部分高于平均值，最大值分別達(dá)到11.85和5.78，表明做飯、洗碗、洗衣、拖地等產(chǎn)生的居民日常生活污水碳氮比相對(duì)較高；而居民生活夜間排水的BOD5/NH3-N和BOD5/TN比值普遍低于平均值，僅為2.69和2.02，表明夜間洗漱、小便產(chǎn)生污水的碳氮比相對(duì)較低，可能是城鎮(zhèn)污水處理廠碳源最不足的時(shí)段。

由圖15可知，BOD5/TP的變化趨勢(shì)與BOD5/TN基本類似，也在08:30—20:30時(shí)段出現(xiàn)較高值，最大值達(dá)到57.90，而較低時(shí)段也達(dá)到23.44，基本上可以滿足生物除磷的碳磷比需求。各項(xiàng)指標(biāo)比值24h的最大值、最小值情況見表3。

04結(jié)論

（1）完成了常州市某高層樓宇人均日生活污水污染物產(chǎn)生量測(cè)試，初步獲得了該居民樓宇秋冬季節(jié)的人均日污水排放量、污染物濃度、污染物產(chǎn)生量和各污染物濃度比值及其時(shí)間變化規(guī)律。

（2）被測(cè)試樓宇測(cè)定日的居民生活污水日排放量為216L/（人·d），最高時(shí)段和最低時(shí)段的瞬時(shí)人均排水量分別為17.25、1.56L/（人·h），最大時(shí)排放量與日均時(shí)排放量比值為1.92，與最小時(shí)排放量的比值為11.09，排水量的時(shí)變化特征明顯。

（3）被測(cè)試樓宇測(cè)定日的COD、BOD5、NH3-N、TN和TP的日均濃度分別為549、259、45.43、79.23和7.45mg/L，其中最大濃度與日均濃度的比值分別為1.63、1.56、2.15、2.01和2.03，最大濃度和最小濃度的比值分別為3.83、4.08、4.29、3.89和4.28。

（4）被測(cè)試樓宇測(cè)定日的居民人均時(shí)COD、BOD5、NH3-N、TN和TP產(chǎn)生量分別為121.56、58.79、9.45、16.97和1.62g/（人·h），不同時(shí)段的人均時(shí)污染物排放量最大值和時(shí)均值的比值分別為2.43、2.57、2.79、3.01和2.68，最大值和最小值的比值分別為15.68、19.68、9.22、14.16和14.20，人均污染物產(chǎn)生量的時(shí)變化較其他指標(biāo)更加顯著。

（5）被測(cè)試樓宇居民生活污水的BOD5/COD、BOD5/NH3-N、BOD5/TN和BOD5/TP日均濃度比值分別為0.47、5.71、3.27、34.82，其中BOD5/COD波動(dòng)不明顯，最大值與最小值的比值僅為1.63，而BOD5/NH3-N、BOD5/TN和BOD5/TP波動(dòng)較明顯，均在08:30—20:30時(shí)段出現(xiàn)相對(duì)較大值，其他時(shí)段比值相對(duì)較小。

05特別說(shuō)明

（1）所有以天為計(jì)數(shù)單位的數(shù)據(jù)都是由每個(gè)時(shí)段測(cè)定值或計(jì)算值的加和或加權(quán)平均獲得，是真實(shí)的累計(jì)值。

（2）所有以小時(shí)為計(jì)數(shù)單位的數(shù)據(jù)都是基于每個(gè)取樣時(shí)段測(cè)定結(jié)果或計(jì)算結(jié)果的折算值，僅用以表征變化趨勢(shì)或說(shuō)明變化規(guī)律，不具有統(tǒng)計(jì)意義。

（3）圖中的橫線長(zhǎng)度代表每次取樣的時(shí)間長(zhǎng)度，橫線越長(zhǎng)代表該取樣時(shí)段的時(shí)間越長(zhǎng)。

（4）鑒于污染物輸送過(guò)程中的自然衰減問(wèn)題，上述測(cè)算結(jié)果僅代表被測(cè)試樓宇居民生活污水的水量、濃度和污染物總量，并不代表城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)推薦值。

致謝：本測(cè)試系統(tǒng)由中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司負(fù)責(zé)概念設(shè)計(jì)和日常維護(hù)，江蘇一環(huán)集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)整體設(shè)計(jì)、加工和安裝，宜興市普天視電子有限公司負(fù)責(zé)人員出入監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)測(cè)算平臺(tái)的設(shè)計(jì)與調(diào)試；常州市排水管理處負(fù)責(zé)管道改造和裝置安裝運(yùn)維的組織協(xié)調(diào)，常州市排水監(jiān)測(cè)站負(fù)責(zé)取樣和分析化驗(yàn)，被測(cè)試樓宇物業(yè)公司及全體業(yè)主全力配合了測(cè)試工作，在此一并表示感謝。

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