统计模型在污水处理厂试运行评价中的应用

统计模型在污水处理厂试运行评价中的应用何雪梅1，吴义锋2(1．合肥水泥研究设计院，安徽合肥230051；2．东南大学环境工程系，江苏南京210096)摘要：运用进、出水时间序列的统计学模型对南京城北污水处理厂试运行状况和稳定性进行综合评价，并对实时监控数据进行了分析和验证。针对试运行期间出现的问题，提出长期和短期的整改措施和建议，为污水处理厂后期运行提供参考。关键词：污水处理厂i试运行；unitank反应器；统计模型；稳定性中圈分类号：Tu992．4文献标识码：A文章编号：1673—5781(2006)05一052卜03南京城北污水处理厂位于南京下关区方家营，地处市区，可用地面积小，采用以Unitank反应器为核心的污水处理流程。污水处理厂设计处理能力30×104m3／d，工程于2003年9月全部建成并投入试运行，目前日处理污水量lo×104m3左右，启用3组Unitank反应器。本文应用统计学原理，通过2004年3月至2005年4月期间试运行的监测数据分析污水处理厂试运行的效率和稳定性，识别其设计、运行或管理方面的缺陷，并给出改进策略。1工艺设计参数及实测数据整理1．1进、出水水质南京城北污水处理厂污水收集系统为合流制截流式，设计进水水质参照南京市其它污水处理厂的进水水质，并进行污染负荷计算，确定城北污水厂的设计进水水质[1]。出水水质执行文献[2]中一级B类排放标准。设计进水、出水水质见表1所列。表1设计进水、出水水质mg／L项目CoDBoD5SS捆’rN’I、P进水水质25012015020303堂查查垦!!!!!!!!!!：11．2反应器参数设计Unitank反应器集曝气池、沉淀池、污泥回流于一体。每座反应器分6组，每组由3格池组成，分别定为A池、B池、C池，平面尺寸分别为27m×26m、24m×26m、27m×26m，相邻池通过池底渠连通。单座池设计流量为6250m3／h，设计污泥负荷o．11kgBOD／(kgMLSS·d)，污泥龄10d，污泥浓度3g／L，边池平均流量下表面负荷为1．48m3／(m2·h)，有效水深6．5m，水力停留时间(包括沉淀时间)设计为12．65h，污泥产率为o．95kgMISS／kB()D。1．3试运行实测数据整理2004年3月至2005年4月试运行期间的进、出水水质指标见表2所列。表2试运行水质参数水质指标进水水质进水平均值出水水质出水平均值一级B标准出水合格率／(％)CoDBoD5SS油TNTP89．510084．310085．O47．82试运行效果评价喜券辇筹羹霁耄雾萋紧尊蒿蒌篇鬻箬嚣凳晏2．1稳定性统计学模型分析污水处理厂的运行稳定性。选取污水厂出水水质各指应用统计学的理论和方法，构建污水厂试运行稳标浓度时间序列的标准差系数、偏态系数和极差系数收稿日期：2006一06一02；修改日期：2006一06—25作者简介：何雪梅(1977一)，女，安徽巢湖人，硕士，合肥水泥研究设计院助理工程师《工程与建设》2006年第20卷第5期521万方数据作为稳定性度量指标来评估试运行稳定性，分别定义为集中度、偏离度和差异度。(1)集中度。出水水质各指标浓度的时间序列在中心位置处的集中程度，用标准差系数度量。即v。一专√挲㈤其中，叉为各水质指标时间序列平均值；X；为时间序列第i个观测值；N为时间序列个数(以下同)。(2)偏离度。出水水质各指标浓度时间序列分布的偏离程度，用偏态系数(三次中心动差的相对数)度量。即岛=婴≯f簿卜2，(3)差异度。出水水质各指标浓度时间序列的最大波动的相对范围，用级差系数度量。即V。一竿水处理厂水质时间序列的散布特征。其中，集中度是衡量稳定性的主要指标，偏离度和差异度为辅助指标。偏离度用于判断多数靠近平均值的监测数值集中在小于平均值还是大于平均值的方向上，差异度表示监测数值相对最大变化范围，代表极端情况时时间序列的不稳定程度。考虑这3个指标的数理特征，结合分析其它污水处理厂常年监测时间序列的特性，分别统计出污水处理厂运行情况的分类，计算污水处理厂运行稳定性好、中、差的数据范围，并最终确定各临界点的最优数值[3]，污水处理厂出水水质的集中度、偏离度和差异度的等级分界，见表3所列。表3稳定性各指标等级评估临界值其中，X。。。为时间序列中最大数值；X。i。为最小数值。集中度、偏离度和差异度分别从不同侧面描述污试运行稳定性评价出水水质指标浓度时间序列的集中度、偏离度和差异度数值及相应的稳定性效果评价，见表4所列。裹4出水水质统计学参数计算裹由表4可以看出，出水水质中COD和BOD；的稳定性基本可以接受，SS和油的浓度稳定较差，而TN、TP浓度时间序列呈现较好的稳定性。2．3实时监控数据对模型评估结果的分析验证实时监控的进水和出水的COD和BOD。的质量浓度分布如图1、图2所示。。其中