废水设计流量的推导
污水流量的准确测定是污水设施设计的第一个基本步骤。为了确保正确的设计,必须提供准确可靠的数据。这需要适当选择设计周期,准确的人口预测,并确定各种流量。同样,下面的讨论涉及社区的细节;但是,还应同时关注工业废水和其他类型废水的测定。
1.6.1设计流程
在污水设施的设计中使用不同类型的流量:平均日流量、最大日流量、峰值小时流量、最小日流量、最小小时流量、持续高流量和持续低流量。每种流速在设计中都有自己的用途。为了确保这些参数的准确值,应该提供统计上足够的数据来推导这些参数。理想情况下,数据量应该是无限的,或者至少是详尽的。
平均日流量是从详尽的流量记录中获得的所有日流量值的平均值。例如,如果一个处理厂一年(365天)的总测量流量为900万立方米,则平均
日流量为9,000,000/365 = 24,658米/日历日。如果记录时间超过一年,则每一年建立一个日流量平均值。所有这些平均值一起考虑,得出一个单一的平均日流量。记录越长,值就越准确。理想的值是记录的长度是穷尽的。
请注意,废水的平均日流量并没有给出发生的概率。与用水量一样,废水的平均日流量是所有可记录的日流量的平均日流量。这是在水的情况下讨论的长期平均值。同样,平均日流量这一特定参数只存在一个值。此外,对于最大日流量、最大小时流量等参数,每个参数只存在一个值,没有附加的发生概率,尽管在概念上,可以要求对应于某个概率的特定值。如果附加一个发生的概率,这意味着一些废水将不会得到处理。例如,如果污水处理厂被设计为处理的最大流量等于或超过10%的时间,这意味着在10%的时间内,一些污水将得不到处理。然而,污水在任何时候都必须处理。
与用水量一样,平均日流量通常根据贡献水量的年中人口进行标准化。因此,如果上一段所举例子的贡献年中人口为5万,则平均日流量也可表示为24,658/50,000 =每人每天0.49 m。
与用于水的平均设计流量类似,废水的平均日流量值用于制定设计中的比率,例如最大日流量与平均日流量的比率,峰值小时流量与平均日流量的比率,等等。因此,知道日平均流量及其比值、日最大流量或小时峰值流量等,就可以确定。
最大日流量是从详尽的流量记录中获得的一天内累积的最大总流量。例如,假设某一年3月10日当天的流量为49316米。如果检查了整个流量记录,没有一个流量在一个日历日的总和超过这个值,那么49,316米/天是最大的日流量。另一方面,最小日流量是从详尽的流量记录中获得的一天内累积的最小总流量。这与最大日流量正好相反。
峰值小时流量是根据详尽的流量记录在某一天内一小时内的最大流量积累。在实际应用中,峰值小时流量可视为瞬时峰值流量。最小小时流量是指从详尽的流量记录中得到的某一天内一小时内的最小流量积累。这正好与峰值每小时流量相反。与峰值时流量一样,最小时流量可视为瞬时最小流量。
持续峰值流量是指从详尽的流量记录中获得的连续指定数量的时间段内持续或超过的流量。注意“或”一词的使用,表示两个事件的结合。例如,选择任何记录,取一组连续7天的流量,如49,300、48,600、47,689、46,000、46,000、44,000和44,000,都以立方米/天为单位。这些值的平均值(46,513米/天)指的是“持续”,在这种情况下,流量在7天内持续。所有连续7天流量集的平均值可以类似地计算。计算的结果将是一个持续流量的数组,可以按降序排列。与前面使用概率分布确定最大值的方法一样,持续峰值流量是具有等于或超过0%概率的持续流量。
持续最小流量是指从详尽的流量记录中获得的连续指定数量的时间段内持续或不超过的流量。再次注意,在两个事件的结合中使用了“或”这个词。这正好与持续的高流量相反;数组不是按降序排列的,而是按升序排列的。持续最小流量是等于或不超过0%的持续流量。
在前面的讨论中,平均日流量、最大日流量、最大小时流量、最小日流量等短语往往被简单地分别简化为平均日流量、最大日流量、最大小时流量、最小日流量等。同样,在计算这些流量时,应提供足够或详尽的数据长度,以产生统计上可接受的值。
1.7从现场调查得出废水的设计流程
设计流程可以通过几种方式建立:使用文献中的值,使用处理厂记录,并进行实地调查。使用文献值是最不可取的,因为流量取决于人们的习惯和土地面积的特征。土地特征影响污水流量,因为土地的性质会影响地下水的深度,而地下水的深度反过来又决定了渗入下水道的水量。
人们的生活习惯也会影响污水的流量。亚洲人的习惯不同于美国人的习惯。农业社区与城市和城市社区有不同的习惯。它们产生不同数量的污水,以及不同的污水成分。马里兰州海洋城的污水中可能含有大量的蟹壳,而犹他州盐湖城的污水中可能含有大量的蟹壳。因此,任何文献价值都可能是没有意义的,因为在提出的设计中,可能没有办法确定该价值是否符合人们的土地特征和习惯。
如果由于上述渗透而使用植物记录无效,则可以进行实地调查。进行实地调查是可取的,但有两个缺点:非常昂贵,而且必须在很短的时间内进行。然而,考虑到这些缺点,进行实地调查可能是前面提到的三种方法中最准确的。
对于现有系统的扩展,流量测量可以很容易地完成,因为系统已经存在。对于全新的系统,可以在附近的城镇或村庄进行计量,那里的系统特征和人们的习惯与拟议的系统相似。相似度的要求非常重要。为了准确预测污水流量,参考城镇显然应该具有与拟议城镇相似的特征。为了说明确定设计流程的各种方法,导出了图1.6和1.7。这些数字还显示了如果在现场调查中监测下水道系统,流动模式会是什么样子。
实际上,在进行任何监测之前,必须首先获得已建成的下水道系统计划,以确定监测设备应设置在何处。一旦确定了这一点,还必须确定贡献人口。这个人口被用来将测量的人均流量归一化,以便数据可以运输;而且,最重要的是,应该参考附近的降水记录来确定旱季和雨季的月份。如果实地调查的目的是确定干旱天气流量,则应根据附近降水站的记录,在干旱天气月份进行监测。如果实地调查的目的是确定入渗情况,则监测应在天气潮湿的月份进行,这同样可以从附近降水站的记录中得到证明。在马里兰州,干旱的月份通常是6月到8月。
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