#城镇居民人均日生活污水污染物产生量如何测算#
导读:城镇居民人均日生活污水污染物产生量是生活污水处理工程设计的重要参数,也是《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019—2021年)》中提出的城镇生活污水集中收集率这一行业监管新指标统计计算和污水处理行业效能评估的重要基础指标。但国内外关于城镇居民人均日生活污水污染物产生量的相关研究不足,国内现有各种规范标准和文献中引用的人均日生活污水污染物产生量数据多数借鉴外国经验值,难以真实表征我国城镇居民日常生活排污情况。中国市政工程华北设计研究总院有限公司孙永利等构建了城镇居民生活污水污染物产生量测算方法,并设计研发了成套测算装备。该测算装备由污水收集计量装置、人员出入监控系统和数据处理平台构成,通过污水收集计量装置收集不同时间段楼宇内居民排放的所有污水,通过人员出入监控系统计算该时间段楼宇内的排污人口当量,据此计算该时间段的人均污水污染物产生量;将24h划分为多个不等的时间段,并按上述方法分别收集计算各时间段的人均污水污染物产生量,加和即可求得本楼宇的居民人均日生活污水污染物产生量。选择太湖流域常住人口达到一定规模,生活排水可全收集、人员出入情况可全监控的居民楼宇进行初步测试,并有望形成标准化测试方法和成套测试测算装备,在全国范围内开展测试工作。
该文全文发表在《中国给水排水》杂志2019年第24期,标题:城镇居民人均日生活污水污染物产生量测算之方法构建,作者:孙永利,郑兴灿,高晨晨,张维,刘静,王诣达。
第一作者简介:孙永利(1975—),山东威海人,博士,正高,主要从事城市水体和污水处理的技术与政策研究,承担国家和省部级科研课题、子课题20余项,获中国专利优秀奖1项,国际水协(IWA)科技创新全球最高奖1项,省部级科技进步一等奖3项、二等奖4项、三等奖6项。授权专利38项,其中发明专利20项。
1 前期测算方法及适用性
发达国家通常可直接利用城镇污水处理厂进水水质数据反推出居民生活污水量和污染物浓度,据此精准计算人均日生活污水污染物产生量,这主要得益于发达国家优良的城镇排水系统性能和污染物过程衰减研究成果。但我国绝大部分城市存在污水收集管网不健全、管道淤泥沉积、清水入渗入流、雨污水管道错接混接、工业废水排入等突出问题,城镇污水处理厂实际进水量和污染物浓度并不能准确反映居民生活污水污染物的产排情况。
据行业专家回忆,早在20世纪七八十年代,我国曾有学者通过收集特定人群每日粪尿排泄物的方式进行过人均生活污水污染物产生量的测算研究,但这种方法通常只收集了特定人群每日通过粪尿排泄物所形成的污染物量,在社会经济尚不发达,拖地、洗衣、洗澡等用水量和污染物排放量不多,家庭厨房污染占比并不突出的历史时期,的确可以较准确地反映城市居民生活污水污染物的产生情况。但随着居民生活水平的不断提高,居民家庭各项用水比例发生了很大变化,家庭厨房、拖地、洗衣、洗澡等日常生活用水的污染物产生量已经占较大比重,因此即使有收集和测试条件,这种方法也并不能如实反映当今时代居民生活污水污染物的产排量特征。
第一次全国污染源普查有力的推进了居民生活污水污染物产排情况的测算和统计工作,最近几年国家科研项目也增加了相关研究方向。国内高校、科研机构、行业主管部门多以居民小区出水总排口或典型居民家庭作为测试对象,进行过污水产排规律研究,但小区出水总排口测算方法多数只是通过瞬时水样或多个瞬时水样混合样的水质测定,以及简单的浓度加和平均和固定的人口数量进行人均日生活污水污染物产生量计算,基本上难以精准的进行排水计量,也无法对该排水量所对应的人口数进行统计核算,其计算结果并不能准确表征城市居民生活污染物的实际产排情况。典型居民家庭测算方法存在样本数量少,个体差异影响大,污染物难以全面收集等一系列问题。
2 新测试方法构建
城镇居民人均日生活污水污染物产生量也即特定人群每天产生的污水污染物总量与排污人口总数的比值。鉴于人口流动特征,无论以楼宇、小区、社区,还是以固定人群为监测单位,都很难精准收集这些特定人群24 h生活产生的所有污水污染物,因此这并不是一种具有可操作性的测试方法。为此如何根据特定区域内人群的生活规律和人员流动特征,将24 h时间段拆分为不同时间跨度的多个时间间隔,精准计算每个时间间隔特定区域内的人口数量(或当量),准确收集每个时间间隔特定区域内居民实际排放的所有污水,测定污染物浓度,据此计算该时间间隔特定区域内居民的污水污染物产生总量和人均污染物产生量。最后将24 h内各时间间隔的人均污水污染物产生量累加,即可计算获得居民人均日污水污染物产生量,同理也可计算居民人均日污水排放量数据。
这种方法的假定条件是人在每个时间段的排污规律不会因所处环境条件的改变而发生很大的变化,也就是说无论是在楼宇内生活、在写字楼办公,还是在其他场合工作,其在特定时间间隔的排污行为是差不多的,因此可以根据特定时间间隔特定人群的排污量计算该时间间隔的人均污水污染物产生量。在这种情况下,将24h取样周期细分为更多的时间间隔,可使每个时间间隔的人员数量相对稳定,有效解决居民楼宇人员出入变化对测定结果的影响,使计算结果更加趋近于真实值;污水收集计量系统达到设定容积才启动取样程序,也就是说每个时间间隔收集的水量是恒定的,时间间隔长度主要取决于楼宇内居民的实际排水规律,这就意味着用水高峰期的时间间隔缩短,用水低谷期的时间间隔延长;选择常住人口相对较多的居民楼宇,可有效解决个体排污差异、非常规排污事件(如醉酒呕吐、腹泻等),或排污行为改变对测试结果的影响问题。
实现上述功能,需要开发并设计加工满足相关功能要求的污水收集计量装置、人员出入监控系统和统计分析平台。
2.1 污水收集计量装置
污水收集计量装置主要由居民楼宇生活污水提升装置和计量装置两部分组成,各部分实物图详见图1。居民楼宇生活污水收集提升装置主要由水泵和调节水池组成,用于将楼宇内居民排放的所有生活污水(含雨水立管排放的生活污水)及时输送至污水计量装置。居民楼宇需要的生活污水提升装置数量取决于楼宇内污水总管和旱季排污的雨水立管的数量和位置分布。用于接收厨房和卫生间排水的生活污水收集提升装置,需选用带切割功能的提升水泵;带有化粪池的居民楼宇,生活污水收集提升装置需设置于化粪池前;为避免漂浮物问题,原则上调节水池容积不宜过大,应以保障污水泵安全运行,污水及时排出为基本原则。
污水计量装置主要用于精准收集、计量和均匀混合每个时间间隔楼宇内居民产生的污水,并自动完成每个时间间隔的取样工作,主要由进出水管、取样池、取样调节池、采样器等功能单元构成。虽然也可使用在线分析仪表代替采样器完成测试工作,但为确保实验数据的准确性,原则上推荐利用采样器的标准取样程序进行自动取样,并交由有资质的化验室进行分析化验。
取样池容积应根据楼宇内常住人口数量、居民生活污水排放特征和国内外市场上可选用自动采样器取样瓶数量确定,鉴于自动采样器取样过程及相关泵阀开关时间要求,取样池停留时间以40 ~ 60 min,水量变化系数以不低于1.5为宜,取样池内需设置搅拌机、液位计、阀门控制的排水管等;取样调节池用于取样期间居民排放污水的临时存储,一般可按15 ~ 20 min停留时间或取样池容积1/3设计;按设计液位、时间周期和特定启动条件三种方式设置取样程序,为保障样品的均匀性,原则上取样前应设置3~ 5 min的混合搅拌时间;取样程序结束后排空取样池,开启取样调节池阀门,进入下一个取样时间间隔。
2.2 人员出入监控系统
城镇居民人均日生活污水污染物产生量测算需要的另一个重要数据是每个取样时间间隔内的排污人口当量,也即产生该排污量的人口数量,由取样时间间隔起始点的人口基准值和该时间间隔内出入楼宇人员停留时间的折算当量计算,各时间间隔的起点和终点由计量装置的取样程序确定。第一次取样前需对楼宇内的人口基准值进行摸底调查,以后各取样时间间隔起始点的人口基准值由人员出入监控系统自动统计计算;各时间间隔内进出人员的折算当量可由该时间间隔内所有进入楼宇人员自进入楼宇到本次时间间隔结束的时间总和,扣减所有离开楼宇人员自离开楼宇到本次时间间隔结束的时间总和,除以该时间间隔总时长计算获得,计算结果为正值代表该时间间隔排污人口当量增加,负值代表该时间间隔排污人口当量减少。以某城市楼宇为例,如2:00—3:00取样时间间隔内,2:15有10人离开楼宇,则10人离开楼宇到本次时间间隔结束的总时间为10*45 min=450 min;2:45有20人进入楼宇,则20人进入楼宇到本次时间间隔结束的总时间为20*15 min=300 min,据此可计算2:00 ~ 3:00取样时间间隔内出入楼宇人员停留时间为300-450=-150 min,人口当量为-150/60=-2.5,如2:00 ~ 3:00取样时间间隔起始点人数200人,则该时间间隔的人口当量为200-2.5=197.5人。
鉴于居民楼宇人员进出情况的特殊性,为尽量降低对楼宇内居民生活的影响,原则上该人员出入监控系统不做人员身份识别,不做每个个体在楼宇内停留时间的具体分析,只记录每个时间点的人员进出数量,也就是说人员出入监控系统只记录某时间点有多少人员进入楼宇,有多少人员离开楼宇。
2.3 数据计算平台
在取样阶段,污水收集计量装置和人员出入监控系统是两个独立运行的系统,但每次取样时间间隔的起始和终止时间是由污水收集计量装置的控制系统决定的,也就是说人员出入监控系统的排污人口当量数据计算有赖于污水收集计量装置提供的起始和终止时间。但受限于楼宇内频繁的人员流动和不同时间段人均用水量的明显变化,通常难以人为控制污水收集计量装置每个时间间隔的起始和终止时间,并根据起始和终止时间人工统计计算每个时间间隔内的人口当量变化情况,为此需建立数据计算平台,实现污水收集计量装置和人员出入监控系统的功能耦合,自动根据污水收集计量装置反馈的起始和终止时间,计算每个时间间隔的人口当量,并结合人工输入的第一次取样前摸底调查的楼宇内人口基准值和每个时间间隔的污染物浓度化验值,自动进行人均日污水污染物产生量、人均日排水量等指标的计算。
3 试验楼宇要求
鉴于对人员出入情况的监控要求和污水输送过程的无损耗控制要求,本方法主要用于对独栋楼宇或满足楼宇选择要求,距离较近的数栋楼宇进行测试,不适用于小区总排放口测试。
为保障被测试楼宇生活污水的全收集,原则上被测试楼宇应以高层建筑为主。鉴于多数楼宇排水需使用污水提升装置,为降低系统复杂性,应尽量选择旱季污水排放口(不含雨水立管)不超过3个的居民楼宇,排放口相对较多时,可结合实际条件对多个排放口进行合并收集,并做好各项防倒流措施。
为避免个别居民非正常状况对测试结果的影响,应尽量选择常住人口数量相对较多的楼宇,结合前期调研结果,所选择居民楼宇的入住户数应不少于120户,或常住人口应不少于300人,单栋楼宇不能达到常住人口数量要求的,也可选择周边区域内多个符合条件的楼宇开展联合测试。
为确保对楼宇内的人员出入情况进行连续监控和精准统计计算,原则上所选楼宇的人员出入口数量不宜超过5个。
污水收集计量系统需要约1个常规车位的安装空间,居民小区应具备装置运输和吊装条件;为降低污水提升管道对测试结果的影响,计量装置安装点与污水排放口之间的最大距离原则上应不超过50 m。
4 结语
作为城镇居民生活污水收集率行业管理指标的重要基础指标,城镇居民日生活污水污染物产生量的准确计量已经成为提升行业管理能力和水平的重要问题。所提出的居民日生活污水污染物产生量测算系统设计方案已于2019年5月得到专家认可,并耗时3个多月完成了试验场地选择、设备产品研发和测算平台开发工作,9月初在太湖流域某城市居民小区进行了装置安装和试验性测试,已经成功完成近10次的24 h取样测试,基本实现预期目标。目前正在对测试数据进行分析研究,相关结果将在《中国给水排水》杂志陆续发布。接下来,将进一步加强对相关设备产品和测算平台的研究开发和标准化工作,并选择全国不同地区、不同类型的城市楼宇开展测试工作。

微博高管质疑蔚来 换电模式前景存疑

等候时长不定、故障率未知,随着一名蔚来用户在微博上反馈蔚来换电服务效率低下,蔚来“三分钟满电”的宣传话术遭到外界质疑。“偶发的换电站事故给用户带来不好的体验我们很抱歉,我们在快速改进。”12月23日,蔚来副总裁朱江对中车网表示。

免费换电时长不一 大V线上喊话蔚来

12月21日11点49分,新浪微博高级运营总监胡亚东通过微博账号发布内容称,其驾驶蔚来在21日当晚前往蔚来换电站更换电池,但因排队前车故障,连续更换两块电池仍然无法开走,导致排队换电的车辆从两辆增加至六辆。中车网联系胡亚东,其回复称该事件发生在位于北京酒仙桥附近的换电站。

针对用户投诉,蔚来副总裁沈斐于12月22日凌晨1点在微博上作出回应。沈斐称,这次事件的原因已查明并解决,为电池和车版本匹配造成换电后上电不成功。其还表示,因北京个别换电站是ES8交车前就最先部署的第一个版本,所以北京比其它城市故障率略高,近期会针对这些充电站作系统调整。

蔚来2019年8月推出免费换电服务,至今已有4个月,为何直到事发才称最近会做出调整?

实际上,蔚来免费换电政策意在为消费者减负,因为在此前换电服务每次收费180元。该服务推出后,首任车主不限次数、不限距离只需自驾前往换电站便可。相较充电,换电模式最大的优点就是省时间。

免费的售后服务政策和宣传中只需三分钟即完成换电的速度,不仅瞄准了电动车车主的用车痛点,也提高了蔚来的品牌口碑。然后,后一点是否真如宣传中所说还有待检验。这位“亚东”的蔚来用户称,因换电时长问题,其已不止一次经历。

“本人之前遇到一次,换了电开不走,拿电脑捣鼓半天40分钟。”为此,该账号“喊话”蔚来,询问是否有平均等候时长和故障率数据。有关这两方面,沈斐做回应时并未提及。

就充电平均时长、故障率等疑问,中车网致电蔚来相关公关人士,该人士表示根据实际运营数据统计,换电站10分钟内换电完成率为97%。而有关故障率的疑问该人士与沈斐一样并未正面回应。

打造差异化 三分钟满电“名不副实”?

截止目前,终身免费换电的主流车企罕见,可以看出李斌主导下的蔚来走在行业前列。值得注意的是,这一政策究竟是利好用户大于品牌传播,还是品牌传播大于利好用户?

2019年6月,三部委发文鼓励“车电分离,充换结合”。2019年8月,蔚来推出终身免费换电服务,其中“三分钟满电”成宣传亮点。

李斌曾表示,到2020年,蔚来会在全国建设超过1100座换电站。有蔚来车友对中车网说,现在蔚来加电站已经超过100个。因换电站建造以及换电技能研发建立的初期成本高、盈利低等问题,导致众多主流车企并未涉足这一块,蔚来这一步走得极具风险。

今年广州车展上,天际汽车CTO牛胜福在接受中车网采访时认为,相比传统车企,造车新势力偏爱以人无我有的过度创新态度打造自身差异化竞争,而这一过度创新建立在较大的风险上。

有蔚来车主表示,更换电池7次,其中6次小于10分钟,其认为速度不输加油。还有车主表示,换电花了20分钟。对于加电与加油速度孰高孰低的问题,蔚来车主看法不一,但从反馈来看,实际情况与蔚来宣传中“三分钟满电”有着相应差距,一定程度上也是品牌方强调差异化但实际行动还未完全跟上去的结果。

“蔚来的换电站在技术能力上完全可以实现3分钟换电。在实际服务过程中考虑到用户的体验,整个换电过程被控制在10分钟以内(包含道服专员驾驶车辆进出换电站、开始换电、自检等过程)。”蔚来相关公关人士对中车网解释,有个别位于城市中心的换电站内,用户会在需求高峰期时排队等待。

推广价值存疑 换电模式仍难媲美加油?

2018年年底,在接受媒体采访时,蔚来董事长李斌表示,“让大家回归常识很难,总认为加电比加油麻烦。”对于李斌的看法,业内人士辩证看待。

北汽新能源副总经理张青平肯定了换电模式利于电池回收、提高电力资源利用率、延长电池寿命以及解除里程焦虑等明显的优点,同时还指出这一模式的局限性。“换电模式的优缺点都很明显,就目前的技术水平和市场状况来说,比较适合在营运车辆上推广。”张青平认为,面对C端市场,换电模式仍有很多需要跨越的障碍。

中车网了解到,换电站建造以及换电技能研发建立的初期成本高、盈利低等问题,导致众多主流车企并未涉足这一块,或是涉足其中发展并不如意。中国汽车工业协会常务副会长董扬认为,换电模式在我国新能源汽车发展初期就曾经示范过,只是发展得不好。

作为新能源领域的先驱,海外品牌特斯拉曾为解决电能补充的问题,在超级充电桩的基础上又打造了换电技术,基于换电站运营状态,其CEO马斯克认为换电技术将来的推广价值不是很大,导致换电模式无疾而终。

今年6月份,三部委联合发布《推动重点消费品更新升级畅通资源循环利用实施方案(2019年-2020年)》,其中提到鼓励企业研制充换电结合发展。政策推动下,换电模式或将成为中国新能源汽车未来发展的风向标,但实施过程中面临的实际情况也成为待解难题。

“电池不会比加油方便,你得把原来的电池卸下来、运走,然后把新电池再装上去、拧螺丝。这里面还有两点必须做,一是新电池要做检测,比如电满了没有,有没有出现问题,二是卸下来的电池也要检测,有什么问题,还剩多少电。”一位汽车行业分析师对中车网说,因这些原因限制,加电不可能比加油方便。

种种条件制衡下,换电模式前途未卜。作为中国汽车行业发展史的一员,成立仅5年的蔚来迈出了较大一步,尽管过程充满争议,但也正是质疑和突破汇聚的力量,翻开了中国汽车业下一页篇章。

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#交·资讯# 12月14日,以“文化提升价值,科技引领未来”为主题的2019年度上海交通大学海外教育学院高峰论坛在上海隆重举办。原故宫博物院院长、故宫学院院长单霁翔,国家发展改革委培训(宣传)中心党委副书记、副主任魏洪波,商务部流通产业促进中心主任刘德成,上海交通大学党委常委、党委宣传部部长胡昊,上海交通大学总经济师、海外教育学院院长刘牧群,上海博物馆党委书记汤世芬,西安博物院院长王锋钧,南京博物院副院长王奇志,中国老字号专家委员会副主任高以道等校内外领导,细分行业领域专家,以及五百余名商业企业家校友共同出席本次论坛。


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