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杜安環(huán)保
我國各地市的排水體系受到歷史建設等原因，以雨污合流的排水體系為主，近年來城鎮(zhèn)化速度加快，城鎮(zhèn)硬化地面增加，氣候條件發(fā)生改變降雨量增加等原因，污水廠雨季進水中雨水所占比例呈現(xiàn)上升趨勢，針對污水廠不處理污水，污水進水濃度低的現(xiàn)狀，國家住建部，生態(tài)環(huán)境部等五部委聯(lián)合發(fā)文《住房城鄉(xiāng)建設部等5部門關于加強城市生活污水管網(wǎng)建設和運行維護的通知》建城〔2024〕18號，對城鎮(zhèn)雨污合流的情況要求各地市加快污水管網(wǎng)和雨污分流的整改力度，這對污水廠的穩(wěn)定運行是良好的政策信號，污水廠在雨季承接大量雨水甚至溢流的情況會逐步得到改善，各地市將展開雨污分流工作的進展，那么污水廠應該如何了解雨污分流工作呢？
本篇將從污水廠運行大數(shù)據(jù)來說明分析雨污分流工作開展情況。城鎮(zhèn)雨污分流涉及到的管線眾多，不可能一次性完成全部雨污合流制管網(wǎng)的改造，這就需要城鎮(zhèn)建設部門逐年逐步的分批分計劃的進行雨污管網(wǎng)的改造。對于分階段進行的雨污管網(wǎng)的改造工作，污水廠如何進行判斷？各地市的改造發(fā)展情況各不相同，偶然因素和變化因素也很多，統(tǒng)一的判斷標準很難適用于所有地市，這就需要通過更為全面的角度來分析雨污分流工作的進展情況。
近年來大數(shù)據(jù)的應用使人們獲得了很多復雜事件的內(nèi)在規(guī)律，應用大數(shù)據(jù)的模式我們可以看到很多頭緒繁多和層面復雜的問題核心，對于城鎮(zhèn)雨污分流改造這種復雜的改造事件，也可以引入大數(shù)據(jù)的模式進行一些基本的分析和判斷。
對于污水廠來說，雨水混流進入污水處理系統(tǒng)的直接表現(xiàn)是污水廠進水水質(zhì)的下降，進水水量上升(未滿負荷)，通過分析污水廠進水水質(zhì)水量的變化，可以對雨污分流改造工作做出一些基本的認知。選擇哪些水質(zhì)進行雨污分流改造工作的分析因子，這需要結(jié)合污水處理的工藝實際進行確定。
進水水量可以作為雨污分流改造的主要分析因子，是檢測進水中雨水量的變化，這個無需進行討論。
進水水質(zhì)包含項目眾多，主要有COD、BOD、氨氮、TN、TP、SS等，實際運行中各地市污水廠的BOD的實際檢測能力較弱，統(tǒng)計回來的數(shù)據(jù)準確性較差，數(shù)據(jù)離散程度高，連續(xù)性不夠，因此各污水廠出具的BOD數(shù)據(jù)不具有分析價值，因此不對BOD值進行分析。氨氮和TN數(shù)據(jù)、TP作為污水中的營養(yǎng)污染因子，它們的變化趨勢基本一致，不做單獨分析，同時這些數(shù)據(jù)受做法的偶然誤差影響較大，可靠性不強。COD作為各地市污水廠常規(guī)檢測項目，數(shù)據(jù)全面，連續(xù)性強，可以作為雨污分流改造項目對進水水質(zhì)影響的主要分析因子。
通過收集整理100多座污水廠的進水水量和水質(zhì)數(shù)據(jù)進行分析，并將統(tǒng)計數(shù)據(jù)根據(jù)需求分別繪制成曲線圖，在數(shù)據(jù)曲線圖上可以看到大數(shù)據(jù)下顯示的內(nèi)在規(guī)律。
首先來看污水廠進水水量平均值的變化情況，如下圖所示：
從累計處理水量的變化圖來看，有明顯的雨季(夏秋季)的月份持續(xù)較高，非雨季(冬春季)低的處理量變化情況，由于高水量運行階段出現(xiàn)在6~9月份，一方面有雨季降雨的因素，一方面也有居民生活排水季節(jié)性增加的因素在內(nèi)，為了進一步分析三年來的雨污分流工作是否有所改善雨水匯入的情況，可以對三年的進水水量分別進行統(tǒng)計對比，對比如下：
從三年的曲線變化上來看，首先能看到多座污水廠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，污水廠的處理量在逐年上升，這也反映出了2020~2022年三年平均值為什么出現(xiàn)后半年的處理水量持續(xù)走高的情況，主要原因是2021和2022年的總的處理水量增加，拉高了整個處理曲線的變化走勢。對比三年的處理水量的變化圖來看，2020年有明顯的雨季水量增加的趨勢變化，而在2021和2022年的雨季水量變化不再明顯，從三年的對比變化來看是雨污分流是有一定成效的。但是要考慮污水廠的收水范圍和范圍內(nèi)用水量增加使污水廠達到或者接近滿負荷情況，在這種情況下，雨季期間雨污合流帶來的超過污水廠處理負荷量的雨水不會被污水廠提升，而是從污水廠進口處溢流，不會影響污水廠的處理水量，因此這就需要結(jié)合其他相關因子進行分析，那就是污水廠進水水質(zhì)的變化情況。
對調(diào)查的多座污水廠的進水水質(zhì)進行統(tǒng)計分析，繪制了多座污水廠的進水COD水質(zhì)情況如下：
從多座污水廠的2020~2022年月平均進水COD的變化曲線圖來看，可以看到污水廠進水水質(zhì)出現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化趨勢，進水COD從5月開始快速下降，到8月出現(xiàn)全年最低點，而后逐步回升。這個變化趨勢與調(diào)查地域氣候特點相關性較強，呈現(xiàn)這種變化應該與調(diào)查區(qū)域內(nèi)的季節(jié)性降雨，還有冬夏季節(jié)的居民生活用水習慣兩個因素相關，結(jié)合該區(qū)域雨污合流情況，城鎮(zhèn)居民用水水量變化情況綜合分析，雨污合流的管網(wǎng)體制下，季節(jié)性的雨水大量進入污水管網(wǎng)造成進水濃度下降應占據(jù)較大的比例。
為了進一步分析三年的改造情況，對三年的進水COD分別繪制進行對比如下圖：
從圖中可以看到2020~2022年多座污水廠的進水COD值三年變化情況基本保持不變，呈現(xiàn)了相同的變化趨勢，并且變化的幅度基本都一致，說明2020~2022年三年中，污水廠進水的COD基本沒有產(chǎn)生大的變化，雨污分流改造工作主要在雨季使雨水從污水管中分離，減少季節(jié)性的雨水對污水廠進水的稀釋作用，從三年的變化情況來看，雨污分流改造工作成效不明顯。
當然受到數(shù)據(jù)采集不全面等因素，收集到的數(shù)據(jù)并不能完全準確全面地反映出雨污分流改造的工作。但是通過大數(shù)據(jù)來進行污水廠的運行分析是非常優(yōu)勢的工具，可以從復雜的事件中找到共性的變化規(guī)律，從而更準確的確定問題的核心規(guī)律，污水廠應善于和多方向的收集和整理廠內(nèi)運行的大數(shù)據(jù)，進行工藝相關分析，得出更符合廠內(nèi)工藝運行的規(guī)律和數(shù)據(jù)，來指導污水廠的生產(chǎn)運行工作。
原標題：污水廠運行大數(shù)據(jù)看雨污分流工作
