污水厂小时进水量变化的运行探讨
生活污水处理厂由于处理的污水主要来源是生活污水，生活污水是受到城镇居民生活习惯的影响的，城镇居民在一天的不同时段的对水的使用和排放规律，也就是污水厂的进水一天内的小时变化的情况。对于污水厂的运行管理来说，运行人员希望每天每小时的进水量都趋于平均，这样的污水进入到污水厂内，对微生物的生存环境改变不是很大，但实际的情况并不是这样的，今天公众号就来探讨下污水厂的小时进水量的变化情况和运行管理需要注意的内容。
对于城镇居民生活用水习惯，是很有规律性的，这是由城镇居民每日的作息习惯密切相关的。每日的三餐时间，洗漱的习惯等，这些生活方式所产生的污水排入到下水管网内，最终汇流到污水处理厂内，也就是污水厂处理污水的来源和水量。首先来看看对城镇居民生活用水量的一些分析，研究人员根据城镇居民生活用水量做的一个统计图如下：
从这个图表中，可以看到在一天内，居民生活用水的与生活作息习惯相关性很强，在6：00~8：00期间，是居民起床开始一天的工作和生活的时间，这个时间需要用水进行洗漱，清洗食材做早饭，以及早晨起来的大小便的冲厕用水等，对水的使用量非常大，而且是从凌晨0：00~4：00的低用水量急剧上升的一个过程。在8：00以后，居民进入正常的工作生活中以后，用水量的峰值开始下降，但是维持在高于夜间用水量的水平，也说明城镇居民在日间的工作生活需要的水量大于夜间睡眠期间的用水量。到了18：00以后，居民在工作生活一天后，回到家中开始晚饭的准备和家庭的收拾清洁，以及夜间睡眠前的清洗，这些同样消耗了大量的水，在一天内出现了第二次的用水峰值，随着深夜的到来，人们的用水量开始逐步下降，直到降到最低点。进入第二日凌晨再次循环形成规律性的变化曲线。图表中还显示出来周末期间人们生活习惯的变化，整体上时间段呈现出向后移动的趋势，也反映出周末期间居民清晨休息时间延长的生活习惯。
通过这个图表，可以清楚的了解到城镇居民生活用水的习惯，当然这个图表会随着居住地的不同，居民生活用水习惯的不同会有不同的变化，但是整体来说由于人的生理作息习惯的原因，各地区的变化都会呈现清晨，夜晚的两个高峰用水量的情况，而这个也就形成了服务于居民生活用水习惯的污水厂的进水水量的变化情况。
一般来说，居民生活用水仅有很少的一部分进入人体，成为人体日常所需的生理所需用水，大部分水被使用后排入到下水道内，最终汇流到污水厂内，但是由于城市污水厂不会在每家每户门口设置一座，城市污水厂是集中式处理的污水厂，所以家家户户的污水需要通过复杂而漫长的地下污水管网汇流到城市污水厂中，因此这个高峰值的用水量不会立即反应到污水厂的进水量的小时变化上，会有一定的滞后性，这个滞后性与城市污水厂的服务区域的大小，城市管网的复杂程度都有一定的关系，个体形差异比较大。一般来说，城市污水厂的进水高峰期会出现在10：00左右，低谷值会出现凌晨0：00以后的时间段内。运营人员可以监控厂内的水量的小时变化来确定各自厂内的进水量变化的情况，绘制自己厂内的进水量小时变化曲线。
设计单位一般会采用一个时变化系数，来计算出一天的最大水量，利用最大水量来核算水处理构筑物的通过能力。时变化系数也就是指最高日最高时供水量与该日平均时供水量的比值，一般用K时来表示。在1986版的《室外给水设计规范》（GBJ13-86）给出的最高日城市综合用水时变化系数宜采用的范围是1.3~1.6。2006版的《室外给水设计规范》（GB50013-2006）给出的最高日城市综合用水时变化系数宜采用的范围是1.2~1.6。城市规模越大，所取K时越小；城市规模越小，所采用的K时越大。这也是很多污水厂所说的运行处理能力超过20~30%还可以通过的说法来源，从设计角度来说这是为了构筑物的水力校核，但并没有考虑到实际运行中从工艺角度应该怎么去应对这种情况，特别是越小的污水厂面临的这个问题越发严重。
由于生活污水厂接收的是城镇居民生活排水，这种水量变化的情况是不可避免的，也就对生活污水厂的运行产生了一定的规律性的影响。要注意这种影响会根据污水厂服务区域的大小，污水厂处理水量的大小，生活污水在进水中所占比例等因素而产生不同的变化幅度。由于进水量的变化对工艺会产生一定的影响，控制较高的污泥浓度，会具备更大的抗冲击能力，也就会消除这种水量日变化的波动对工艺的影响，但是高浓度的污泥浓度往往会带来污泥泡沫，污泥膨胀等运行问题，特别是现阶段对污水厂的运行的稳定和环保指标的密切检测需要对工艺的精准管理，高浓度并不是一劳永逸的解决方案，而且高浓度带来的工艺运行问题解决起来更为棘手。
因此污水厂的运营人员是需要对这种进水的变化程度的大小进行关注的，在实际的运行中，也发现在污泥浓度控制不正确的时候，会出现局部时段的出水水质增高的现象。出现这种情况，要进行厂内的分析，就要结合进水水量和水质的变化曲线共同分析，在水质保持稳定的前提下，就需要对水量的时变化情况进行分析。需要通过数据记录，找到进水水量的高峰时间段，并根据水量来计算出厂内的水力停留时间HRT，把高峰时间段加上停留时间后得到的时间段，是否与出水增高的局部时间吻合的情况进行对比分析。
一般这种因为水量增加而出现的水质波动以敏感的氨氮指标变化表现出来，这主要是因为在高峰水量时，如果提升泵控制是以恒液位的运行模式控制的，那么此时段进入到污水厂内的污水量增加较大，在生物池内的水力停留时间变短，生物池的水力负荷变大，但是污泥浓度和曝气量如果没有同时得到相应的调整，就会出现氨氮这样的敏感指标的周期性的波动。在这种情况下，需要对生物池的活性污泥浓度提高，用高峰水量的负荷来计算F/M的值，使其控制在硝化反应的低负荷范围内，同时也要注意高峰水量时的鼓风曝气量，核算峰值水量的曝气量。由于污泥浓度的提高周期长，不能根据水量变化及时的调整污泥浓度的高低变化，一般会就高不就低，出现水质波动的情况时，注意调控污泥浓度到高值，来保证峰值阶段的水质达标。鼓风机的调整属于设备运行调控，人工调控或者计算机程序控制都非常容易实现，在实际运行中也需要对风机这样的大功率设备的节能降耗的运行，因此精准的管控要根据峰值水量计算出峰值风量，同时把生物池的高峰值时间计算出来，根据这个时间段合理调控风机运行，是鼓风机精准控制基础。
现在各地针对一天之内不同水量的变化，也采取了相应的一些措施来积极的进行调控，比如建设调节池，合并多个较小的城镇污水厂为一个大型污水厂等，这些对平衡峰谷水量等都有一定的效果。
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