污水處理廠運營管理評價和工程應用研究

王希

（江蘇省核工業二七二地質大隊；江蘇核工業格林水處理有限責任公司）

【摘要】城鎮污水處理廠是城鎮民眾生活不能缺少的基礎設置，關系著人們的生活環境。但是當前很多污水處理廠的資源利用率較低，造成水資源的浪費和二次污染，極大的削弱了污水處理的社會功能。為了便于污水處理、節約污水處理成本、提升經濟效益等，相關學者提出了污水處理廠的運營管理評價模式。

【關鍵詞】污水處理廠 評價模型 工程應用 運營管理

污水處理廠的科學管理對實現可持續發展及保護地球的水資源有著重要意義。污水處理廠的運營質量同污水處理廠采用的處理規模、工藝、進水污染度、出水標準等都存在緊密的聯系。但是我國針對污水處理廠缺乏有效的管理評價體系，造成我國污水處理廠的運營效率較低、管理體系不完善和出水質量差等。國外對污水處理廠的評價管理經歷了三個階段，并且積累了大量的經驗。本文針對當前污水處理評價管理內常用模型，指出其中的優缺點，并且提出解決方法，結合實例，針對性指出怎樣提升模型的精度，優化模型，實現其同實際污水處理運營匹配，借助模型評價快速和準確的向當地政府及相關人員提供建議，進一步促進污水處理的穩定、環保和節能的運行。

一、國內外污水處理廠的評價管理

隨著人們的環境保護意識增強，很多相關人士開始重點研究污水處理的評價管理，其主要經歷的階段為：早期動力學階段、統計分析階段和數據驅動建模階段。最早的動力學模型主要是研究微生物化學反應機理，隨后構建微生物對生化指標的去除率模型，預測水質，間接評價管理污水處理，但是該模式會受到很多因素的影響而被淘汰；統計分析模型主要是在2000年以后，以計算機技術為基礎得到了快速的發展；數據驅動模型逐漸成為當前最常用的方法，主要是針對不確定因子，展開合理預測和估計，從而開展污水處理評價管理。

二、工程應用

工程實例1：Singh K.P.使用PLSR、ANN和PRM等模型對印度污水處理開展預測及評價管理。運用以上三種模型，采用進水指標BOD、TKN、COD、氨氮等數據資料來預測水指標BOD和COD，從而實現污水處理的評價管理。實驗內采用一年的144組數據，其中，72組數據用來訓練，36組是進行驗證，36組數據主要用來預測。最終結果顯示，三種模型都可以滿足要求，并且神經網絡模型要比多項式回歸分析好，多項式回歸分析要比偏最小二乘法好，其中最佳的模型是ANN模型。各項評價指標都很理想。最終得到ANN是當前評價污水處理內的最佳方法。

工程實例2：David等人采用熵權物元法針對以下三個方面來評價污水處理：水質指標、操作成本和環境好效益。該方法對污水處理的預測評價主要是采用權重計算和歐式貼近度展現。在環境效益評價指標的權重更大、運行成本評價指標的權重將會更小，而污水處理評價指數將會更高。David由模型數據計算最優從屬物元矩陣，分析各種因素對水廠運營質量權重，結果顯示總氮去除率和污泥餅產生量對污水處理廠的運營管理存在較大的影響，間接證實了明硝化反硝化微生物、脫水藥劑和工藝條件等對污水處理的運營管理影響較大，歐式貼近度主要是對評價結果進行表述，貼近度越大就說明結果越好。歐式貼近度因為模糊物元平方法和指標權重計算得出，對此歐式貼近度能夠反映污水處理廠的綜合評價。

但是需要指出的是熵權物元法評價和實際運行兩種結果有一定偏差，對此使用歐式貼近度當成評價指標，并不十分可靠。另外，雖然該模型存在很好的適用性和準確定，但是現有模型未考慮污水處理廠規模和水量等問題，這些指標對污水處理的評價管理是存在決定意義的，如資源回用量，環境質量評價等對環境效益影響較大的環境效益指標沒有進行充分考慮，對此模型還需要進一步的完善。

三、展望

當前國內外的污水處理評價管理主要有三類，ASM機理模型；PLSR、N-PLSR等模型；熵權物元法和ANN模型。由于ASM機理模型難以適應水質的波動，而PLS、N-PLSR等模型精度較低，對此當前最好的方法就是熵權物元法和ANN模型。熵權物元法作為一種新的方法被運用在污水評價管理內，并且應用前景十分的廣泛，但是其存在的問題并不明確，還需要進一步的研究。ANN屬于較為成熟的模型，不管是當前還是未來發展趨勢內，都是污水處理評價管理內十分重要的研究方法。

當前，污水處理工作對于污水處理的評價還比較片面，針對運營效率，僅僅是停留于絮凝劑的投入量、耗電量等方面，并未充分考慮運行負荷、安全事故和人員比例等；此外，針對環境效益，國內外的污水處理評價管理都重點關注的是改善水質，并未考慮資源回用量、民眾的滿意度和對環境的影響，對此評價還比較的片面。出現這一情況的主要原因是：主要水質間關系明確，容易構建模型；當前環境管理者對水質指標以外的指標關注的很少；伴隨指標量增加，模型會更復雜；出水水質指標直接反映了污水處理廠對于周圍水系的影響，效果明顯。這就導致污水處理評價只關注水質，忽略運行成本，甚至忽視有無資源回用的情況。

對此，必須要綜合考慮污水處理成本、運營效率及環境效益等問題，積極改善國內污水處理廠的運行成本較高、效率地下及管理體系不夠完善等問題。進一步完善評價指標體系，尋找有效的污水處理評價模型。

四、小結

在環境質量日趨惡化中，污水處理評價更加突出。在污水處理中存在很多評價模型，每個模型都存在有缺點，對此在使用個模型中必須要確定其適用范圍。綜合對比各個模型，當前污水處理管理評價比較有潛力的是熵權物元法，當前的任務是對該評價模式進行完善，實現污水處理有關指標的合理預測，進一步優化污水處理的評價管理。

參考文獻：

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