城鎮居民人均日生活汙水汙染物產生量是生活汙水處理工程設計的重要參數，也是《城鎮汙水處理提質增效三年行動方案(2019—2021年)》中提出的城鎮生活汙水集中收集率這一行業監管新指標統計計算和汙水處理行業效能評估的重要基礎指標。但國內外關於城鎮居民人均日生活汙水汙染物產生量的相關研究不足，國內現有各種規範標準和文獻中引用的人均日生活汙水汙染物產生量數據多數借鑑外國經驗值，難以真實表徵我國城鎮居民日常生活排汙情況。
中國市政工程華北設計研究總院有限公司孫永利等構建了城鎮居民生活汙水汙染物產生量測算方法，並設計研發了成套測算裝備。該測算裝備由汙水收集計量裝置、人員出入監控系統和數據處理平臺構成，通過汙水收集計量裝置收集不同時間段樓宇內居民排放的所有汙水，通過人員出入監控系統計算該時間段樓宇內的排汙人口當量，據此計算該時間段的人均汙水汙染物產生量;將24 h劃分為多個不等的時間段，並按上述方法分別收集計算各時間段的人均汙水汙染物產生量，加和即可求得本樓宇的居民人均日生活汙水汙染物產生量。選擇太湖流域常住人口達到一定規模，生活排水可全收集、人員出入情況可全監控的居民樓宇進行初步測試，並有望形成標準化測試方法和成套測試測算裝備，在全國範圍內開展測試工作。
作者簡介：孫永利(1975—)，山東威海人，博士，正高，主要從事城市水體和汙水處理的技術與政策研究，承擔國家和省部級科研課題、子課題20餘項，獲中國專利優秀獎1項，國際水協(IWA)科技創新全球最高獎1項，省部級科技進步一等獎3項、二等獎4項、三等獎6項。授權專利38項，其中發明專利20項。
1 前期測算方法及適用性
發達國家通常可直接利用城鎮汙水處理廠進水水質數據反推出居民生活汙水量和汙染物濃度，據此精準計算人均日生活汙水汙染物產生量，這主要得益於發達國家優良的城鎮排水系統性能和汙染物過程衰減研究成果。但我國絕大部分城市存在汙水收集管網不健全、管道淤泥沉積、清水入滲入流、雨汙水管道錯接混接、工業廢水排入等突出問題，城鎮汙水處理廠實際進水量和汙染物濃度並不能準確反映居民生活汙水汙染物的產排情況。
據行業專家回憶，早在20世紀七八十年代，我國曾有學者通過收集特定人群每日糞尿排洩物的方式進行過人均生活汙水汙染物產生量的測算研究，但這種方法通常只收集了特定人群每日通過糞尿排洩物所形成的汙染物量，在社會經濟尚不發達，拖地、洗衣、洗澡等用水量和汙染物排放量不多，家庭廚房汙染佔比並不突出的歷史時期，的確可以較準確地反映城市居民生活汙水汙染物的產生情況。但隨著居民生活水平的不斷提高，居民家庭各項用水比例發生了很大變化，家庭廚房、拖地、洗衣、洗澡等日常生活用水的汙染物產生量已經佔較大比重，因此即使有收集和測試條件，這種方法也並不能如實反映當今時代居民生活汙水汙染物的產排量特徵。
第一次全國汙染源普查有力地推進了居民生活汙水汙染物產排情況的測算和統計工作，最近幾年國家科研項目也增加了相關研究方向。國內高校、科研機構、行業主管部門多以居民小區出水總排口或典型居民家庭作為測試對象，進行過汙水產排規律研究，但小區出水總排口測算方法多數只是通過瞬時水樣或多個瞬時水樣混合樣的水質測定，以及簡單的濃度加和平均和固定的人口數量進行人均日生活汙水汙染物產生量計算，基本上難以精準地進行排水計量，也無法對該排水量所對應的人口數進行統計核算，其計算結果並不能準確表徵城市居民生活汙染物的實際產排情況。典型居民家庭測算方法存在樣本數量少，個體差異影響大，汙染物難以全面收集等一系列問題。
2 新測試方法構建
城鎮居民人均日生活汙水汙染物產生量也即特定人群每天產生的汙水汙染物總量與排汙人口總數的比值。鑑於人口流動特徵，無論以樓宇、小區、社區，還是以固定人群為監測單位，都很難精準收集這些特定人群24 h生活產生的所有汙水汙染物，因此這並不是一種具有可操作性的測試方法。為此如何根據特定區域內人群的生活規律和人員流動特徵，將24 h時間段拆分為不同時間跨度的多個時間間隔，精準計算每個時間間隔特定區域內的人口數量(或當量)，準確收集每個時間間隔特定區域內居民實際排放的所有汙水，測定汙染物濃度，據此計算該時間間隔特定區域內居民的汙水汙染物產生總量和人均汙染物產生量。最後將24 h內各時間間隔的人均汙水汙染物產生量累加，即可計算獲得居民人均日汙水汙染物產生量，同理也可計算居民人均日汙水排放量數據。
這種方法的假定條件是人在每個時間段的排汙規律不會因所處環境條件的改變而發生很大的變化，也就是說無論是在樓宇內生活、在寫字樓辦公，還是在其他場合工作，其在特定時間間隔的排汙行為是差不多的，因此可以根據特定時間間隔特定人群的排汙量計算該時間間隔的人均汙水汙染物產生量。在這種情況下，將24h取樣周期細分為更多的時間間隔，可使每個時間間隔的人員數量相對穩定，有效解決居民樓宇人員出入變化對測定結果的影響，使計算結果更加趨近於真實值;汙水收集計量系統達到設定容積才啟動取樣程序，也就是說每個時間間隔收集的水量是恆定的，時間間隔長度主要取決於樓宇內居民的實際排水規律，這就意味著用水高峰期的時間間隔縮短，用水低谷期的時間間隔延長;選擇常住人口相對較多的居民樓宇，可有效解決個體排汙差異、非常規排汙事件(如醉酒嘔吐、腹瀉等)，或排汙行為改變對測試結果的影響問題。
實現上述功能，需要開發並設計加工滿足相關功能要求的汙水收集計量裝置、人員出入監控系統和統計分析平臺。
2.1 汙水收集計量裝置
汙水收集計量裝置主要由居民樓宇生活汙水提升裝置和計量裝置兩部分組成，各部分實物圖詳見圖1。居民樓宇生活汙水收集提升裝置主要由水泵和調節水池組成，用於將樓宇內居民排放的所有生活汙水(含雨水立管排放的生活汙水)及時輸送至汙水計量裝置。居民樓宇需要的生活汙水提升裝置數量取決於樓宇內汙水總管和旱季排汙的雨水立管的數量和位置分布。用於接收廚房和衛生間排水的生活汙水收集提升裝置，需選用帶切割功能的提升水泵;帶有化糞池的居民樓宇，生活汙水收集提升裝置需設置於化糞池前;為避免漂浮物問題，原則上調節水池容積不宜過大，應以保障汙水泵安全運行，汙水及時排出為基本原則。
編輯：王媛媛