3. 生活污水设计流量核算方法
生活污水设计流量是污水管网、提升泵站和污水处理厂构筑物尺寸确定的基础数据。与平均日流量不同,设计流量必须反映用水高峰时段的最不利工况,因此核算过程需要依次确定居民生活污水量标准、服务人口、公共建筑污水量,再通过总变化系数折算为设计流量。本节按这一逻辑链条展开,并给出可复算的示例。
一、居民生活污水量标准
居民生活污水量标准通常以“升/(人·日)”表示,指每位居民平均每天排入下水道的生活污水量。工程上一般以综合生活用水定额为基础,乘以折污系数得到。折污系数反映用水中有多少最终进入污水管道,取值与室内给排水设施完善程度、气候、生活习惯有关:排水设施齐全、淋浴与冲厕用水比例高的地区,折污系数一般取 0.80~0.90;设施较简单、室外用水(浇洒、洗车)比例高的地区可取 0.70~0.80。
需要强调的是,污水量标准应与用水定额的统计口径一致。若用水定额已包含管网漏损和未预见水量,则不应重复计入;若用水定额为居民生活用水,则公共建筑用水需另行估算。设计时还应参照现行《室外排水设计标准》及地方用水定额文件选取,不能仅凭经验随意取值。
二、人口数据的获取与预测
服务人口是流量核算的乘数因子,其准确性直接影响结果。常用数据来源包括:现状人口采用统计年鉴或街道户籍与常住人口台账;规划人口采用城市总体规划、控制性详细规划确定的人口规模。对于新建片区,可按用地性质与容积率估算:居住用地人口 ≈ 居住建筑面积 ÷ 人均建筑面积,人均建筑面积一般取 30~40 m²/人。
设计年限内人口存在增长,应取设计年限末的规划人口作为设计依据,而不是现状人口。若规划人口数据缺失,可按人口增长率递推:Pn = P0 × (1 + r)n,其中 r 为年增长率,n 为设计年限。人口密度不均时,应分片区统计后汇总,避免用全市平均值代替局部高密度区域。
三、公共建筑污水量估算
公共建筑污水量包括机关办公、商业、学校、医院、宾馆、餐饮等。常用估算方法有两种:一是按公共建筑用水定额乘以建筑面积或床位、座位等服务规模,再乘折污系数;二是当公共建筑规模难以逐项统计时,按居民生活污水量的百分比估算,一般取 15%~30%,商业集中区可取上限。
逐项估算更可靠。例如办公楼按 30~50 L/(m²·d)用水、宾馆按 150~250 L/(床·d)、医院按 400~600 L/(床·d)取值,再乘 0.85 左右的折污系数。估算时应注意剔除已计入居民生活污水量的部分,防止重复计算。
四、计算实例
某新建居住片区,规划人口 4.2 万人,居民综合生活用水定额取 220 L/(人·d),折污系数取 0.85;片区内配套商业与办公,公共建筑污水量按居民生活污水量的 20% 估算。试核算该片区生活污水设计流量。
第一步,居民生活污水量标准:220 × 0.85 = 187 L/(人·d)。
第二步,居民平均日污水量:187 × 42000 ÷ 1000 = 7854 m³/d。
第三步,计入公共建筑:7854 × 1.20 = 9425 m³/d,即平均日流量约 9425 m³/d,折合 109 L/s。
第四步,取总变化系数:按平均日流量查总变化系数表,流量在 5000~10000 m³/d 区间时 Kz 约 1.45(示例取值,实际应按现行标准表格内插确定)。
第五步,设计流量:Qd = 9425 × 1.45 ≈ 13666 m³/d,折合约 158 L/s。该值用于管段水力计算、泵站规模确定及处理构筑物进水设计。
综上,生活污水设计流量核算的关键在于“标准—人口—公建—系数”四个环节的取值一致与口径统一。标准决定单位水量,人口决定规模,公建补足非居民部分,总变化系数把平均日流量放大到设计工况。任一环节取值失当,都会沿链条传递到最终管径与构筑物尺寸,因此每一步都应留下取值依据,便于校核与复核。