城乡综合生活污水量变化系数取值分析

尹博涵，王社平，黄宁俊，刘新安，张日霞，曹俊峰

（西安市政设计研究院有限公司，西安 710068）

综合生活污水量变化系数K 是确定城乡污水收集及处理设施设计规模的主要因素之一。 城镇综合生活污水定额是平均值， 而污水管道的实际污水量时刻都在变化，夏季与冬季污水量不同，日间和晚间污水量也不同， 污水量的变化程度用变化系数表示［1］。污水管网系统和污水处理设施的设计规模是根据最大日最大时流量确定， 如公式：Q=qNK/86400，其中Q 为综合生活污水设计流量；q 为每人每日平均污水量定额 ［L/（人·d）］；N 为设计人口数 （人）；K 为综合生活污水量变化系数。 可见设计流量与综合生活污水量变化系数成正比关系。静贺等［2］以北京市某污水处理厂为例， 研究其进水流量日内呈现明显的高峰和低谷， 流量数据在高低两个水平上集中，进水水量不符合正态分布。李春鞠［3］分析了上海市80 座污水泵站5 年的运行数据， 为GB 50014—2021《室外排水设计标准》修编提供了参考和依据。合理确定综合生活污水量变化系数对确定污水管网系统和处理设施规模， 以及相应的工程建设投资具有重要意义。

1 现行标准中的变化系数分析

目前， 国内对综合生活污水量变化系数有相关规定的有GB 50014—2021《室外排水设计标准》（以下简称“国标”）［4］CJJ124《镇（乡）村排水工程技术规程》（以下简称“行标”）［5］及部分地方标准，如《江西省建制镇生活污水处理设施建设技术导则》（以下简称 “江西省标”）［6］、《四川省建制镇生活污水处理设施建设和运行管理技术导则》（以下简称 “四川省标”）［7］和《陕西省建制镇生活污水处理设施建设及运营技术导则》（以下简称“陕西省标”）［8］。江西省标综合污水总变化系数的规定同行标； 陕西省标综合污水总变化系数的规定同四川省标。 各标准规范中综合生活污水量变化系数的相关规定如表1。

表1 综合生活污水量变化系数对比

从表1 可看出， 各规范标准在同流量时综合生活污水量变化系数不尽相同。陕西省标同四川省标，江西地标同行标， 表明综合生活污水量变化系数没有明显的地域差别。 平均日流量在5 ～70 L/s 范围内， 行标综合生活污水量变化系数取值高于国标取值约3%～10%；平均日流量在5 ～30 L/s 范围内，四川省标综合生活污水量变化系数取值高于行标取值约6%～13%，高于国标取值约2%～6%。对比结果总体符合污水量总变化系数大小与设计规模呈负相关的规律［9］。

此外，为便于计算取值，对上述规范中综合生活污水量变化系数进行回归分析， 获得变化系数和平均日流量的经验关系曲线和公式，如图1 和式（1）～式（3）。

图1 综合生活污水量变化系数拟合曲线

根据国标拟合的公式：

根据行标拟合的公式：

根据四川省标拟合的公式：

式（1）～式（3）的决定系数R2分别等于0.9975、0.993、0.9731，说明变化系数趋势线与标准数据实际点绘图匹配率极高，大水量段与内插法所得结果基本相同，小水量段公式计算值略小于内插法计算值。

2 实际工程变化系数测定

某市4 座不同规模的污水处理厂2021 年10 月1 日 至2022 年9 月31日全年的实际运行进水水量数据 （已去除雨天流量数据）如图2。

图2 某市4 座污水厂全年进水量变化曲线

对某市4 座污水厂的进水量数据进行整理分析， 计算实际综合变化系数并与拟合公式计算值、 内插法计算值进行对比，如表2。

表2 各污水厂综合变化系数

从图2 可看出，L 污水厂实际年平均日污水量约58739 m3，由于规模大，进水量全年总体稳定，季节变化不大；W 污水厂实际年平均日污水量约10854 m3，进水量季节性变化较大，11 月至次年3 月水量明显大于其他月份水量；D 污水厂实际年平均日污水量约4175 m3， 进水量波动较大，10 月进水量最大；M 污水厂实际年平均日污水量约1002 m3，进水量无明显的季节性变化，数据离散度高，水量极不稳定，对终端的污水处理设施形成冲击负荷很大，适宜建设调蓄池稳定进水量后再进行处理。 调蓄设施主要进行水量水质调节，保证稳定运行，其建设规模需要根据经济技术对比确定。

从表2 可看出，L 污水厂和W 污水厂污水综合变化系数公式计算值、 内插法计算值和实测水量计算值三者基本吻合；分别采用国标、行标中数据计算D 污水厂综合变化系数， 实测水量计算值与采用行标拟合公式计算值接近； 分别采用国标、 行标和四川、 陕西省标中数据计算M 污水厂综合变化系数，实测水量计算值与采用四川/陕西省标拟合公式计算值接近。

通过以上数据整理和分析， 结合相关标准规范数据，针对现行规范中对污水综合变化系数取值要求存在差异的问题， 建议可按照表3方法计算综合生活污水变化系数。通过合理确定污水综合变化系数，可更科学地确定污水管道系统和污水处理厂规模，避免造成污水系统能力不足或过大。

表3 综合生活污水变化系数设计计算公式

3 结语

对GB 50014—2021 《室外排水设计标准》、CJJ124《镇（乡）村排水工程技术规程》及部分地方标准中综合生活污水量变化系数进行回归分析， 拟合出相应的计算公式， 对比结果表明现行标准中综合生活污水量变化系数没有明显的地域差别， 但与设计规模呈负相关。 给出了不同水量规模时3 个综合生活污水量变化系数取值的计算公式， 可供相关设计人员在污水管网系统和污水处理设施设计规模确定变化系数时参考使用。