一种降雨造成区域污水溢流量的测算方法与流程

本发明涉及城市污水处理领域，特别是用于生态环境污染评估、污水处理系统设置及运行效率评价和政府对污染治理监督执法的重要数据支撑的一种降雨造成区域污水溢流量的测算方法。

背景技术：

1、目前，大多数城市采用雨污分流的管网设计，污水管道、箱涵和蓄水池收集城市污水（包括部分工农业污水和生活污水）进入污水处理系统（污水处理厂），在污水处理系统内进行污水中污染物负荷收集处理以后，形成符合标准的中水回收使用或者进入到河道等自然水体中。而在下雨时，雨水管道将收集到的雨水直接排入到河道等自然水体中。

2、在一些特殊情况下，由于突发强降雨，大量雨水涌入污水管网中出现雨污混流现象，大量雨水挤占了污水管道空间，使污水管道饱和，导致雨水携带污水溢流，反馈到污水处理系统（污水处理厂）就是进水水量增加，但是由于进水污染物浓度大幅下降，导致收集污染物负荷显著降低，显然，有很多的污水随着雨水溢流出污水管网而未经污水处理系统进行污染物负荷收集处理，流入到自然水体中，给城市自然水体环境造成污染和水质带来影响。如 2024年5月在长江沿岸某市发现，某污水处理厂2023年全年有3500余万吨污水由于降雨导致污水溢流直排长江，如何治理污水溢流问题和准确测算降雨导致污水溢流进入自然水体污染物的总量，是当前打造韧性安全城市、加强流域治理、基于年度降雨量及其降雨分布情况进行区域污水处理能力及排污管网合理设计等迫切需要解决的系统性问题。溢流监测和定量计算具有成本高、难以全面覆盖等难题。

3、现有技术中，溢流估算可以在构建机理模型上，经过实验数据进行模拟估算。然而模型构建技术难度大、影响因素多、输入数据要求高、估算结果无法验证、可信度低、实施困难。

4、如中国专利公布号cn 118111524 a公布了“一种雨污系统溢流量的计算方法”，该方法能够根据雨水混入量快速、便捷、高效地直接预测得到该降雨数据对应日期的雨污系统溢流量。但是，考虑污水管网、箱涵和调蓄池本身具有一定的污水存储能力等不确定因素，造成溢流量计算结果的可靠性较低，计算结果无法验证。

5、如中国专利公布号cn 110334468 a公布了“一种城市排水管网雨水汇入量与溢流量的定量方法”该方法同样是采用管网模型实现溢流量的定量，该技术方案的缺点是：数据获取困难、建模难度大、计算周期长、影响结果因素多、定量结果可靠性无法验证。

技术实现思路

1、本发明针对目前污水溢流计算存在的构建机理模型困难、溢流量计算结果的可靠性较低，计算结果无法验证等缺点，本发明提供一种降雨造成区域污水溢流量的测算方法。

2、本发明实现其技术目的技术方案是： 一种降雨造成区域污水溢流量的测算方法，该方法基于该区域污水处理系统的污水处理量、污水中污染物浓度和累积降雨量，测算本次降雨造成的污水溢流事件的污水溢流量，其特征在于：该测算方法包括以下步骤：

3、步骤1.参数确定

4、（1）.降雨量阈值；根据污水处理系统污水收集和处理能力，确定该污水处理系统最大可承受降雨量阈值；

5、（2）.污水溢流事件时间界定；从连续两天累计降雨量大于阈值开始，到连续两天累计降雨量为0的前一天结束，为本次污水溢流事件的界定时间；

6、（3）.确定污染负荷收集量基准值和污水中污染物浓度基准值；

7、确定原则：基于负荷恒定原则，该区域在无降雨干扰下，一定时间段内在无明显人员或工业生产活动改变的情况下，设污染负荷收集量为恒定量，负荷收集量=污水收集量x污染物浓度；

8、负荷收集量基准值：取连续无雨日的污染物负荷收集量数值，去除数值巨变的最高值和最低值后，取其均值为负荷收集量基准值；

9、污染物基准浓度值；取连续无雨日的污染物浓度值，去除数值巨变的最高值和最低值后，取其均值为污染物浓度基准值；

10、步骤2. 降雨造成的污水溢流事件发生的判断

11、若两天累积降雨量＞降雨量阈值，且负荷收集量<负荷收集量基准值，则判断有污水溢流；

12、步骤3. 降雨时污水处理系统是否有污水兜底的判断

13、将污水处理系统管网、箱涵和蓄水池本身具有的富余污水储存能力定义为污水兜底；

14、若两天累积降雨量＞降雨量阈值，且负荷收集量＞负荷收集量基准值，则判断有污水兜底；

15、步骤4. 污水溢流事件时间内，降雨造成的污水溢流量的计算

16、当满足步骤2的条件，判断有污水溢流时间段内；

17、溢流量计算公式为：

18、溢流量=∑（负荷收集量基准值-负荷收集量）/污染物基准浓度值

19、步骤5. 污水溢流事件时间内，降雨造成的污水兜底量的计算

20、当满足步骤3的条件，判断有污水兜底时间段内；

21、污水兜底量的计算公式为：

22、污水兜底量=∑（负荷收集量-负荷收集量基准值）/污染物基准浓度值

23、步骤6. 污水溢流事件时间内实际污水溢流量的计算

24、实际污水溢流量的计算公式为：

25、实际污水溢流量=污水溢流量-污水兜底量。

26、本发明的有益效果是：该方法基于该区域无降雨发生时污水处理系统的污水处理量、污水中污染物浓度和本次积累降雨量，为主要计算依据，测算降雨造成的污水溢流量，测算方法影响因素少、测算简单、测算结果的准确性可交叉验证。引用污水中不同污染物负荷分别计算污水溢流量，溢流量计算结果的可靠性高，计算结果可交叉验证，测算数据的可信度高或可获取测算数据均值等优点。特别是对于溢流造成直接进入自然环境污染物总量的统计准确可靠。本发明可广泛用于生态环境污染评估、污水处理系统设置及运行效率评价和政府对污染治理监督执法的重要数据支撑。

27、以下将结合实施例，对本发明进行较为详细的说明。

技术特征：

1.一种降雨造成区域污水溢流量的测算方法，该方法基于该区域污水处理系统的污水处理量、污水中污染物浓度和累积降雨量，测算本次降雨造成的污水溢流事件的污水溢流量，其特征在于：该测算方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种降雨造成区域污水溢流量的测算方法，其特征在于：该方法基于多区域和多个污水处理系统，同时多个污水处理系统存在污水协调调度，进行污水溢流量的测算时；

3.根据权利要求1或2所述的一种降雨造成区域污水溢流量的测算方法，其特征在于：所述的污染物负荷中，可分别选取两组以上含量稳定的污染物数据分别作为溢流量的测算数据，获得的溢流量的测算数据用于交叉验证测算数据的可信度或获取测算数据均值。

技术总结一种降雨造成区域污水溢流量的测算方法，解决降雨造成区域污水溢流量的测算问题，该方法基于该区域污水处理系统的污水处理量、污水中污染物浓度和累积降雨量，测算污水溢流量，该测算方法包括：参数确定、基准值确定、污水溢流事件发生的判断、溢流判断、兜底判断，通过污水溢流量和污水兜底量的计算、测算出实际污水溢流量。本发明基于该区域污水处理系统的污染物负荷和降雨量为主要计算依据，测算降雨造成的污水溢流量，测算方法影响因素少、测算简单、测算结果可交叉验证。特别是对于溢流造成进入自然环境污染物总量的统计准确。可用于生态环境污染评估、污水处理系统科学合理设置及运行效率评价和政府对污染治理监督执法的重要数据支撑。技术研发人员：孙滔滔,杜照钧,于江,黄毅,谢林伸,李玮,朱婷婷,张华怡乐,韩龙,杨运动,赵仁竹,庞伟程,聂亚文,高薇,赵尚飞,廖国威,刘伟,郑媛媛受保护的技术使用者：深圳市环境科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/11/21