一种城镇污水系统健康评价方法与流程

本发明属于污水系统，具体涉及一种城镇污水系统健康评价方法。

背景技术：

1、城镇污水系统是保护河湖水质以及确保城镇安全运行的重要基础设施。然而，污水系统在运行中的各种因素易导致排水系统健康状态下降，包括排水管道结构损坏、性能下降、堵塞、污水溢流等，同时可能对社会和环境等方面产生严重影响，因此有必要对排水系统进行健康评价，以制定更为合理科学的污水系统效能提升措施。

2、申请号为cn201910191577.8的发明专利申请，公开了一种城市污水系统问题诊断方法，以污水提升泵站为节点，将城市污水系统的污水管网分为一级管网、二级管网、三级管网和污水处理厂，诊断包括收集各节点污水提升泵站的数量、设计规模和运行规模，污水处理厂的设计规模和运行规模，污水处理厂进水浓度和出水浓度，城市用水总量；计算并以一级管网的污水收集效率评价城市污水收集系统，计算并以污水输送效率评价城市污水输送系统，计算并以污水水量处理效率评价城市污水处理系统，计算并以污水回用效率评价城市污水回用系统；其综合考虑城市污水收集-输送-处理-回用，并结合水量和水质指标进行诊断，了解城市污水系统的问题。

3、但目前的污水系统评价仅针对污水处理厂的运行效能，评价指标单一，导致对污水系统的健康评价有失偏颇，因此亟需一种全面且科学的污水系统健康评价方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种城镇污水系统健康评价方法，能够全面且科学的对污水系统进行健康评价。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、提供了一种城镇污水系统健康评价方法，包括以下步骤：

4、构建城镇污水系统的健康评价指标体系；所述健康评价指标体系包括多个一级指标，且每一个所述一级指标均包括若干个二级指标；

5、基于收集的污水系统全流程资料，获取每一个二级指标的现状值；

6、基于设定的二级指标的期望值，以及每一个二级指标的现状值，获取每一个二级指标的得分；

7、获取所有一级指标的权重和二级指标的权重；

8、基于每一个二级指标的得分、一级指标权重和二级指标权重，获取城镇污水系统健康综合评价得分，并根据综合评价得分评价城镇污水系统的健康状态。

9、可选地，所述多个一级指标包括污水收集指标n1、污水输送指标n2、污水处理指标n3、循环利用指标n4、运行维护指标n5、生态环境指标n6以及社会服务指标n7；

10、所述污水收集指标n1的二级指标包括：污水设施覆盖率指标n11、污水系统服务人口比例指标n12、管网密度指标n13以及污水收集率指标n14；

11、所述污水输送指标n2的二级指标包括：溢流污水化学需氧量入河污染负荷指标n21、溢流污水总氮入河污染负荷指标n22、溢流污水总磷入河污染负荷指标n23、溢流污水特征污染物入河污染负荷指标n24、管网缺陷率指标n25、雨水混入率指标n26以及地下水混入率指标n27；

12、所述污水处理指标n3的二级指标包括：污水水量处理率指标n31、污水化学需氧量处理率指标n32、污水总氮处理率指标n33、污水总磷处理率指标n34、污水特征污染物处理率指标n35以及污水处理达标率指标n36；

13、所述循环利用指标n4的二级指标包括：尾水回用率指标n41、尾水回用量占城镇总用水量比例指标n42以及回用尾水水质达标率指标n43；

14、所述运行维护指标n5的二级指标包括：常规维护频次指标n51、运行维护成本指标n52以及实时监管覆盖率指标n53；

15、所述生态环境指标n6的二级指标包括：温室气体排放量下降率指标n61；

16、所述社会服务指标n7的二级指标包括：服务人口满意度指标n71。

17、可选地，所述基于设定的二级指标的期望值，以及每一个二级指标的现状值，获取每一个二级指标的得分中，

18、每一所述污水收集指标n1的二级指标、每一所述污水处理指标n3的二级指标、每一所述循环利用指标n4的二级指标、所述生态环境指标n6的二级指标以及所述社会服务指标n7的二级指标的得分均通过二级指标得分公式计算：

19、所述二级指标得分公式为：

20、

21、其中，scj为第j个二级指标的得分，cuj为第j个二级指标的现状值，euj为第j个二级指标的期望值；fj为第j个二级指标的设定满分值；

22、对于获取所述污水输送指标n2的二级指标的得分而言，

23、其中，所述溢流污水化学需氧量入河污染负荷指标n21、溢流污水总氮入河污染负荷指标n22、溢流污水总磷入河污染负荷指标n23以及溢流污水特征污染物入河污染负荷指标n24，均是将现状值与期望值进行对比，若现状值与期望值相等，则该二级指标的得分为满分，否则，记为0分；所述管网缺陷率指标n25、雨水混入率指标n26以及地下水混入率指标n27，均是按照现状值所处的设定区间，获取对应的得分；

24、对于获取所述运行维护指标n5的二级指标的得分而言，

25、其中，所述常规维护频次指标n51和运行维护成本指标n52均是按照现状值所处的设定区间，获取对应的得分；所述实时监管覆盖率指标n53根据所述二级指标得分公式进行计算确定得分。

26、可选地，各个所述二级指标的设定满分值均为100。

27、可选地，所述基于收集的污水系统全流程资料，获取每一个二级指标的现状值中，

28、所述污水系统全流程资料包括：城镇建成区总面积、城镇建成区总人口、城镇年总用水量、城镇生活年用水量、当年晴天天数、污水设施覆盖的城镇建成区面积、城镇污水系统服务人口、折污系数、城镇排水管网长度、城镇排水管网缺陷数量、污水处理厂逐日进出水量数据、污水处理厂逐日进出水污染物浓度数据、年尾水回用量、年溢流污水量和溢流污水污染物浓度。

29、可选地，所述获取所有一级指标的权重和二级指标的权重，包括：

30、采用赋值法确定各个一级指标的权重，且所有一级指标的权重和为1；

31、对于每一个一级指标而言，其所包括的各个二级指标的权重均相同，且所有二级指标的权重和为1。

32、可选地，所述基于每一个二级指标的得分、一级指标权重和二级指标权重，获取城镇污水系统健康综合评价得分，并根据综合评价得分评价城镇污水系统的健康状态中，

33、所述城镇污水系统健康综合评价得分sc为：

34、

35、其中，βi为第i个一级指标的权重，γj为第j个二级指标的权重，scj为第j个二级指标的得分，p为一级指标的个数，q为二级指标的个数；

36、当获取的所述城镇污水系统健康综合评价得分sc≥80时，则城镇污水系统的健康状态为健康；

37、当获取的所述城镇污水系统健康综合评价得分60≤sc<80时，则城镇污水系统的健康状态为亚健康；

38、当获取的所述城镇污水系统健康综合评价得分sc<60时，则城镇污水系统的健康状态为不健康。

39、可选地，所述雨水混入率指标n26的现状值curmr为：

40、

41、所述地下水混入率指标n27的现状值cugmr为：

42、

43、其中，rainq为雨水混入量，gwq为地下水混入量，sumq为污水处理厂年进水量；

44、所述雨水混入量rainq为：

45、rainq＝sumq-rawq-gwq

46、其中，rawq为污水处理厂原生污水量；

47、所述污水处理厂原生污水量rawq为：

48、rawq＝q1×m

49、所述地下水混入量gwq为：

50、

51、其中，rawq为污水处理厂原生污水量，q1为污水处理厂最小进水量，m为当年自然日天数，s为当年的晴天天数，qk为污水处理厂逐日进水量数据升序排列后的第k个进水量数据，qs为污水处理厂逐日进水量数据升序排列后的第s个进水量数据。

52、可选地，所述溢流污水特征污染物入河污染负荷指标n24以及所述污水特征污染物处理率指标n35中，所述特征污染物包括持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料中的一种或者多种，所述特征污染物的确定基于城镇排水户排放污水的特征确定。

53、可选地，所述管网缺陷率指标n25中，管网缺陷包括功能性缺陷和结构性缺陷；

54、所述功能性缺陷包括沉积、结垢、残墙与坝根、树根、障碍物或者浮渣；

55、所述结构性缺陷包括腐蚀、变形、破裂、错口、渗漏、起伏、堵塞、接口材料脱落、异物穿入或者支管暗接。

56、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

57、本发明的一级指标在选择上，更符合城镇污水处理的工作和运行流程，在计算一级指标的各个二级指标得分中，若出现了分值过低的情况，能够及时的发现和定位问题的所在，从而便于后期的维护以及针对性的提出对应的修正措施，另外，一级指标和二级指标的选择更加全面、易获取且可量化，从而能够保证对污水系统的健康评价更加的精准和科学，本发明可直接应用于各个城镇污水系统管理中，为制定科学的污水系统效能提升措施提供技术支持，具有实用性和适用性。