污水

居民每人每天所产生的污水总量随着城市规模的扩大而呈增加趋势，这主要是由于人民生活方式的改变和对第二、第三产业投入的增加所引起的。同时也因世界各地区发展程度的不同而有所不同，此外也会受到饮用水价格体系的影响。

我国很多农村地区的污水量低于70L(人·d)，而城镇地区的污水量已经达到了约200L(人·d)。在法国巴黎，使用大量的水清洗街道，其污水排放量高于300L(人·d)。在美国和瑞士的很多城市污水量更是远远高于400L(人·d)。对于未采取防渗措施的排水干管，水位较高的地下水会渗透至其内部，再加上排水管网维护不善，使得依地形坡度而建的零散排水系统增大了污水排放量。

这种情况的代价很大，这是因为污水处理厂的规模取决于待处理水中的污染物总量以及污水处理厂的水力负荷。

城市污水的排放量在一天内是变化的。在一些小城镇,通常记录有两个排水高峰，而在大城市的中心区域只有一个排水高峰。社会的发展变化使得后一种日变化模式更为普遍(图1)。

图1

管网规模越小，所服务的人口越少,排水高峰值就越大。当管网中设有很多提升单元时，也会带来同样的影响，即会使排水高峰值增大。

一般来讲，污染物负荷的变化范围要大于污水流量的变化(如图1及表1所示)，而且污水流量峰值往往伴随着污染物浓度峰值的出现而出现。

表1 污水及污染物的日变化

项目	流量	悬浮固体	BOD	总凯氏氮
最大值	3.1	3.6	7.6	5.5

另外，即使曲线形状相同,每种污染物自主地衰减变化,也会相应地得到最大值与最小值之间不同的比值，如图2-28所示(一个很典型的例子)。

在很多国家，早季流量是以白天平均污水排放量Qm来定义的。若用Qd表示日排放

量,则Qm的变化范围通常在和之间。

注意:Qd的单位应是m?/d，Qm(白天平均流量)的单位应是m?/h,这和下面Qm的含

义(全日平均流量)和单位L/s是不同的。

同时,在独立系统中,旱季高峰排水量Q可用下面的公式近似计算得出:

其中，Qm=平均日排水量=

同时,峰值系数的限值为:

≤3

除了污水量的日变化，也越来越多地看到其周变化(周末)甚至季节波动，这种情况在大城市也能看到。这些波动与节假日密切相关，反映了城市居民前往夏季或冬季休闲中心的流动性。

雨水

雨水流量取决于:a.汇水流域的坡度和面积；b.地面的渗透系数；c.降雨强度。

很多学者已经提出了一些涵盖以上参数的公式，包括 Caquot公式。越来越多的软件应用于计算整个或者部分汇水流域的雨量，而且还能在降雨中及时地提供实际降雨深度，这与由雨量计测得的数据相同。

设计降雨强度取决于降雨重现期及降雨历时，国内各城市基本均有当地的设计暴雨径流计算标准，如北京市地方标准《城镇雨水系统规划设计暴雨径流计算标准》(DB11/T969-2016)。

悬浮固体

原水中每人每日所带来的悬浮固体粗略估计为:

①分流制系统:60~80g,包括70%~80%挥发性物质；

②合流制系统:70~90g,包括60%~80%挥发性物质。

居民所排放的污染物的量会随着人民生活水平的提高以及城市规模的扩大而增加。但是污染物量的增加没有污水量增加得快，结果使得所收集污水的浓度越来越低。污水管网系统的建设水平较低导致的地下水渗入加重了这一趋势。

上文提及的悬浮固体的量，主要是指原污水经格栅和除砂处理后悬浮固体的量，并没有考虑预处理单元收集的产物，包括：

(1)格栅

①格栅间距40mm,2~5L栅渣/(人·a)；

②格栅间距20mm,5~10L栅渣/(人·a)；

③格栅间距6mm,10~25L栅渣/(人·a)。

这类栅渣经过排水并压榨后的含水率为60%~75%。

(2)除砂

在合流制系统中，每人每年的砂量约为5L(合建公寓楼地区)到12L(独立别墅地区)。

(3)除油脂

油脂的去除量因国家和生活习惯的不同而有所不同。法国的油脂量为16~18g/(p.e.·d)。但只有一小部分油脂是固态的(受温度影响极大的那一部分)，可以被除油器收集：一般而言在温度约为15℃时，固态油脂只占油脂总量的10%~20%，或者1.5~3.5g/(p.e.·d)。

含碳有机污染物

《室外排水设计规范》(GB50014-2006)规定，城镇生活污水(城市污水)的设计水质应根据调查资料确定，或参照邻近城镇、类似工业区和居住区的水质确定。无调查资料时，生活污水的五日生化需氧量(BOD5)可按每人每天25~50g计算。

在欧洲，经过预处理之后，城市污水中每人每天所排放的BOD3负荷(除非有特别说明，否则一般所讲的BOD就是指BOD5)较高：分流制50~70g；合流制60~80g。

因此，1991年5月21日的欧盟指令n°91/271/CEE以60g/(p.e.·d)作为一个参考标准。

大约有1/3的污染物是溶解于水中的，剩余的2/3吸附在颗粒状的物质上(可沉或不可沉)。一般来说，合流制系统中可沉有机物所占的比重要高于分流制系统，但这也因地理位置的不同而有所不同。

城市污水系统中的比值在2~2.8之间变化

大体上，发达国家的这一比例(2.2~2.8)要高于发展中国家(2~2.3)。

其他成分

表2列出了典型城市污水污染物含量的平均范围

(1)氮

我国生活污水的总氮量可按每人每天5~11g计算。在欧洲地区的生活污水中，总凯氏氮(TKN)大约是BOD5的20%~25%,TKN每人每天排放量为10-15g。

表2 典型城市污水水质特性

参数	法国城市	中国城市	参数	法国城市	中国城市
pH	7.5~8.5	7~8.5	NH4+-N/(mg/L)	20~80	25~50
总干物质重/(mgL)	500~1500	500~1500	NO2+-N/(mg/L)	<1	<1
总悬浮固体/(mgL)	150~500	100~400	NO3+-N/(mg/L)	<1	<1
BOD5/(mg/L)	100~400	100~250	表面活性剂/(mg/L)	6~13	-
COD/(mg/L)	300~1000	200~600	P/(mg/L)	4~18	4~6
TOC/(mg/L)	100~300	80~200	油脂/(mg/L)	50~120	20~50
TKN/(mg/L)	30~100	30~60

(2)磷

我国生活污水的总磷量可按每人每天07~1.4g计算，而欧洲地区每人每日磷的排放量约为2.5~3g，主要来源于人体的新陈代谢以及使用的洗涤产品。有关限制含磷洗涤剂使用的法规的实施使得磷的排放量逐步降低。

(3)表面活性剂

可生物降解洗涤剂的广泛使用减少了污水处理厂运行中的泡沫问题。但表面活性剂这

类产品的消耗仍在不断增大。

(4)微量元素

重金属是危害最大的元素(特别是在污水处理厂排放的污泥中)。这些主要是由于金属加工企业的排污水与城市污水管道相连的结果所造成的(即使这种工业废水已经进行了适当的预处理)。重金属是可以扩散的，如住宅区的管道腐蚀现象等。铜、锌、铬、铅、镉、汞和镍是最常见的重金属污染物。这些元素的浓度通常小于1mgL。法律禁止将有毒物质(例如氰化物、羟基环状化合物)直接排入市政排水管道或自然环境中(更为恶劣)。尽管如此,仍有一部分溶剂(除污剂)、清洁剂和家庭日常用品排至城市下水道，它们都含有不可生物降解COD(难降解COD)，都是对环境影响极大的持久性有机污染物。例如，氯化溶剂、多氯联苯以及多环芳烃都是以痕量(μg/L~mg/L)存在的,有些已经在饮用水

水源中被检出。

因此，法国通用技术规范规定了进入城市污水处理厂的污水平均每小时取样的水质需要满足表3的条件。

表3污水水质要求

指标	要求	指标	要求
pH	55-85	每种重金属 Zn,Pb, Cd,Cr,Cu,Ni	低于2.0mg/L
温度	低于25℃	汞(以Hg计)	低于0.2mg/L
氢压指数(rH)	进水口处高于18	酚类化合物	低于5.0mg/L
有效氰化物(以CN计)	低于0.5mg/L	总烃类化合物	低于30mg/L
六价铬(以Cr计)	低于0.2mg/L	硝化抑制作用	不高于20%
总重金属(Zn+ Pb+Cd+Cr+Cu+Hg+Ni)	低于10mg/L	曝气池内氯化物(以C计)	在24小时内都应低500mg/L

我国《污水排入城镇下水道水质标准》(GBT31962-2015)规定了排入城镇下水污水的水质要求，并根据城镇下水道末端污水处理厂的处理程度,将控制项目限值分为A、B、C三个等级。此外，如前文所述，一些处理后的工业废水在排入城市污水处理厂(间接排放)前也应符合相关行业的污染物排放标准。

城市污水携带很多包括病原体在内的微生物:细菌、病毒、原生动物及寄生虫。

由于水中病原生物体的鉴定是一个漫长的过程，常规的检测方法只是测定水中的细

总数。最常用的方法就是测定总大肠杆菌和粪大肠杆菌，以大肠埃希氏菌为主，有时也包。

括粪链球菌。在100mL的城市污水中，一般有10⁷~10⁹个总大肠杆菌,10⁶~10⁸个粪大肠杆菌。(注意:指定地点的总大肠杆菌与粪大肠杆菌的比值一般在4~7之间变化)。

检测城市污水中细菌的意义在于能够估计污水的净化水平(或者局部的消毒水平)：对某个给定的处理工艺采用对数单位(10的幂)来表示细菌总数。例如每100mL污水中当总大肠杆菌群从107个减少至104个时,会降低3个数量级,以31g表示。

注意:尽管某股污水中可能不含大肠杆菌,但是并不意味着这股污水中没有致病菌。

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城市污水处理厂污泥量计算方法

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知识点：城市污水处理量计算