污水計量裝置主要用于精準(zhǔn)收集、計量和均勻混合每個時間間隔樓宇內(nèi)居民產(chǎn)生的污水，并自動完成每個時間間隔的取樣工作，主要由進(jìn)出水管、取樣池、取樣調(diào)節(jié)池、采樣器等功能單元構(gòu)成。雖然也可使用在線分析儀表代替采樣器完成測試工作，但為確保實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，原則上推薦利用采樣器的標(biāo)準(zhǔn)取樣程序進(jìn)行自動取樣，并交由有資質(zhì)的化驗室進(jìn)行分析化驗。

取樣池容積應(yīng)根據(jù)樓宇內(nèi)常住人口數(shù)量、居民生活污水排放特征和國內(nèi)外市場上可選用自動采樣器取樣瓶數(shù)量確定，鑒于自動采樣器取樣過程及相關(guān)泵閥開關(guān)時間要求，取樣池停留時間以40 ~ 60 min，水量變化系數(shù)以不低于1.5為宜，取樣池內(nèi)需設(shè)置攪拌機(jī)、液位計、閥門控制的排水管等;取樣調(diào)節(jié)池用于取樣期間居民排放污水的臨時存儲，一般可按15 ~ 20 min停留時間或取樣池容積1/3設(shè)計;按設(shè)計液位、時間周期和特定啟動條件三種方式設(shè)置取樣程序，為保障樣品的均勻性，原則上取樣前應(yīng)設(shè)置3~ 5 min的混合攪拌時間;取樣程序結(jié)束后排空取樣池，開啟取樣調(diào)節(jié)池閥門，進(jìn)入下一個取樣時間間隔。

2.2 人員出入監(jiān)控系統(tǒng)

城鎮(zhèn)居民人均日生活污水污染物產(chǎn)生量測算需要的另一個重要數(shù)據(jù)是每個取樣時間間隔內(nèi)的排污人口當(dāng)量，也即產(chǎn)生該排污量的人口數(shù)量，由取樣時間間隔起始點的人口基準(zhǔn)值和該時間間隔內(nèi)出入樓宇人員停留時間的折算當(dāng)量計算，各時間間隔的起點和終點由計量裝置的取樣程序確定。第一次取樣前需對樓宇內(nèi)的人口基準(zhǔn)值進(jìn)行摸底調(diào)查，以后各取樣時間間隔起始點的人口基準(zhǔn)值由人員出入監(jiān)控系統(tǒng)自動統(tǒng)計計算;各時間間隔內(nèi)進(jìn)出人員的折算當(dāng)量可由該時間間隔內(nèi)所有進(jìn)入樓宇人員自進(jìn)入樓宇到本次時間間隔結(jié)束的時間總和，扣減所有離開樓宇人員自離開樓宇到本次時間間隔結(jié)束的時間總和，除以該時間間隔總時長計算獲得，計算結(jié)果為正值代表該時間間隔排污人口當(dāng)量增加，負(fù)值代表該時間間隔排污人口當(dāng)量減少。以某城市樓宇為例，如2:00—3:00取樣時間間隔內(nèi)，2:15有10人離開樓宇，則10人離開樓宇到本次時間間隔結(jié)束的總時間為10*45 min=450 min;2:45有20人進(jìn)入樓宇，則20人進(jìn)入樓宇到本次時間間隔結(jié)束的總時間為20*15 min=300 min，據(jù)此可計算2:00 ~ 3:00取樣時間間隔內(nèi)出入樓宇人員停留時間為300-450=-150 min，人口當(dāng)量為-150/60=-2.5，如2:00 ~ 3:00取樣時間間隔起始點人數(shù)200人，則該時間間隔的人口當(dāng)量為200-2.5=197.5人。

鑒于居民樓宇人員進(jìn)出情況的特殊性，為盡量降低對樓宇內(nèi)居民生活的影響，原則上該人員出入監(jiān)控系統(tǒng)不做人員身份識別，不做每個個體在樓宇內(nèi)停留時間的具體分析，只記錄每個時間點的人員進(jìn)出數(shù)量，也就是說人員出入監(jiān)控系統(tǒng)只記錄某時間點有多少人員進(jìn)入樓宇，有多少人員離開樓宇。

2.3 數(shù)據(jù)計算平臺

在取樣階段，污水收集計量裝置和人員出入監(jiān)控系統(tǒng)是兩個獨立運(yùn)行的系統(tǒng)，但每次取樣時間間隔的起始和終止時間是由污水收集計量裝置的控制系統(tǒng)決定的，也就是說人員出入監(jiān)控系統(tǒng)的排污人口當(dāng)量數(shù)據(jù)計算有賴于污水收集計量裝置提供的起始和終止時間。但受限于樓宇內(nèi)頻繁的人員流動和不同時間段人均用水量的明顯變化，通常難以人為控制污水收集計量裝置每個時間間隔的起始和終止時間，并根據(jù)起始和終止時間人工統(tǒng)計計算每個時間間隔內(nèi)的人口當(dāng)量變化情況，為此需建立數(shù)據(jù)計算平臺，實現(xiàn)污水收集計量裝置和人員出入監(jiān)控系統(tǒng)的功能耦合，自動根據(jù)污水收集計量裝置反饋的起始和終止時間，計算每個時間間隔的人口當(dāng)量，并結(jié)合人工輸入的第一次取樣前摸底調(diào)查的樓宇內(nèi)人口基準(zhǔn)值和每個時間間隔的污染物濃度化驗值，自動進(jìn)行人均日污水污染物產(chǎn)生量、人均日排水量等指標(biāo)的計算。

3 試驗樓宇要求

鑒于對人員出入情況的監(jiān)控要求和污水輸送過程的無損耗控制要求，本方法主要用于對獨棟樓宇或滿足樓宇選擇要求，距離較近的數(shù)棟樓宇進(jìn)行測試，不適用于小區(qū)總排放口測試。

為保障被測試樓宇生活污水的全收集，原則上被測試樓宇應(yīng)以高層建筑為主。鑒于多數(shù)樓宇排水需使用污水提升裝置，為降低系統(tǒng)復(fù)雜性，應(yīng)盡量選擇旱季污水排放口(不含雨水立管)不超過3個的居民樓宇，排放口相對較多時，可結(jié)合實際條件對多個排放口進(jìn)行合并收集，并做好各項防倒流措施。

為避免個別居民非正常狀況對測試結(jié)果的影響，應(yīng)盡量選擇常住人口數(shù)量相對較多的樓宇，結(jié)合前期調(diào)研結(jié)果，所選擇居民樓宇的入住戶數(shù)應(yīng)不少于120戶，或常住人口應(yīng)不少于300人，單棟樓宇不能達(dá)到常住人口數(shù)量要求的，也可選擇周邊區(qū)域內(nèi)多個符合條件的樓宇開展聯(lián)合測試。

為確保對樓宇內(nèi)的人員出入情況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控和精準(zhǔn)統(tǒng)計計算，原則上所選樓宇的人員出入口數(shù)量不宜超過5個。

污水收集計量系統(tǒng)需要約1個常規(guī)車位的安裝空間，居民小區(qū)應(yīng)具備裝置運(yùn)輸和吊裝條件;為降低污水提升管道對測試結(jié)果的影響，計量裝置安裝點與污水排放口之間的最大距離原則上應(yīng)不超過50 m。

4 結(jié)語

作為城鎮(zhèn)居民生活污水收集率行業(yè)管理指標(biāo)的重要基礎(chǔ)指標(biāo)，城鎮(zhèn)居民日生活污水污染物產(chǎn)生量的準(zhǔn)確計量已經(jīng)成為提升行業(yè)管理能力和水平的重要問題。所提出的居民日生活污水污染物產(chǎn)生量測算系統(tǒng)設(shè)計方案已于2019年5月得到專家認(rèn)可，并耗時3個多月完成了試驗場地選擇、設(shè)備產(chǎn)品研發(fā)和測算平臺開發(fā)工作，9月初在太湖流域某城市居民小區(qū)進(jìn)行了裝置安裝和試驗性測試，已經(jīng)成功完成近10次的24 h取樣測試，基本實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。目前正在對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，相關(guān)結(jié)果將在《中國給水排水》雜志陸續(xù)發(fā)布。接下來，將進(jìn)一步加強(qiáng)對相關(guān)設(shè)備產(chǎn)品和測算平臺的研究開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，并選擇全國不同地區(qū)、不同類型的城市樓宇開展測試工作。

編輯：王媛媛