模拟生活污水在排水管网中的COD浓度变化

科技导报2011，29（29）0引言随着污水处理厂的大量兴建，其配套排水管网的建设与管理显得更为重要。排水管网的运行状况关系到生活污水的收集和处理程度、污水厂污水处理设施的运行效率及地区水体的污染状况。在珠三角地区，城镇生活污水处理厂进水化学需氧量（COD）浓度偏低现象普遍，严重影响污水处理设施的除磷效果及反硝化效果[1]，降低COD减排效率，造成能源的极大浪费。因此，建立管网COD浓度变化模型，准确预测排水管网节点COD浓度及污水处理厂进水COD浓度是优化排水管网管理，提高COD减排效率的关键。模拟生活污水在排水管网中的COD浓度变化郑国辉，罗建中，邱鸿荣收稿日期：2011-03-15；修回日期：2011-10-10作者简介：郑国辉，研究方向为水污染控制工程，电子信箱：zgh207905@163.com；罗建中（通信作者），教授，研究方向为水污染控制工程，电子信箱：a6238@163.com广东工业大学环境科学与工程学院，广州510006摘要以一维移流扩散方程为基础，针对排水管网中常用的混凝土圆管排水管道，建立排水管道化学需氧量（COD）浓度模型，运用有限差分法对模型进行求解，并利用VB和Excel进行实现。经现场试验验证，模型可较好地模拟污水在单管排水管道输送过程中的COD浓度变化，模拟值与实测值的最大相对误差为2.5%。以珠三角某镇排水管网为例，进一步结合节点混合模型，模拟城镇生活污水在排水管网传送过程中的COD浓度变化，模拟结果表明，模型的各参数计算及取值较为合理，能准确地反映出实际污水处理厂进水COD浓度，模拟值与实测值的相对误差为6.6%。运用此模型有助于预测判断排水管网各节点的污水COD浓度，尤其是污水处理厂的进水COD浓度，有利于对城镇排水管网进行管理。关键词水质模型；排水管道；一维扩散方程；节点混合模型中图分类号X505文献标识码Adoi10.3981/j.issn.1000-7857.2011.29.008SimulationofSewageCODConcentrationVariationforMunicipalDrainagePipeNetworkZHENGGuohui,LUOJianzhong,QIUHongrongFacultyofEnvironmentalScienceandEngineering,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,ChinaAbstractInallusiontoroundcrosssectionconcretesewagepipe,themathematicalmodelofsewageCODwasbuiltbasedontheone-dimensionaldiffusingequation.AndsolutionofthemodelwasperformedwiththefinitedifferencemethodandprogramofVisualBasicandExcel.TheresultsshowthatthemodelpredictsthevariationsofsewageCODconcentrationsintheprocessofsewagetransmittingalongthesewerwell,andthemaximumrelativeerrorbetweenthesimulateddataandthemeasureddataisonly2.5%.TakingthesewagepipenetworkofatowninPearlRiverdeltaregionforexample,andfurthercombiningwithmixed-nodemodel,thevariationsofsewageCODconcentrationinmunicipalsewagesystemwasalsostimulated.TheresultsshowthatalltheparametersofthemodelarereasonablycalculatedandsetandthemodelpredictstheinfluentCODconcentrationofthesewagetreatmentplantquitewell.Therelativeerrorbetweenthesimulatedvalueandthemeasuredvalueis6.6%.Therefore,themodelisabletomakepredictionsandjudgmentsonsewageCODconcentrationofthenodes,andisofbenefittothemanagementofmunicipalse