城市污水處理工藝優(yōu)化和對地表水環(huán)境的影響分析

婁敏

摘 要：文章以邳州市戴圩污水處理廠工程為例，比選不同工藝對城市污水處理廠處理效率，并分析排放尾水對地表水環(huán)境影響，研究結(jié)果表明采用的水解酸化+A/O+深度處理污水處理工藝，各種污染物可穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級標(biāo)準(zhǔn)中的A類標(biāo)準(zhǔn)，尾水20 000 t/d通過專用管線排入徐州市區(qū)域尾水導(dǎo)流工程。污水處理廠建成后服務(wù)范圍內(nèi)的生活污水和生產(chǎn)廢水不再排入官湖河，排入官湖河的水污染物量減少COD367.36 t/a、NH3-N39.76 t/a，官湖河水質(zhì)將得到明顯改善，對京杭運(yùn)河及邳州地表水體影響較小。

關(guān)鍵詞：污水處理工藝；地表水；脫氮除磷；COD；氨氮；環(huán)境影響評價(jià)

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0057-02

1 污水處理廠概況及附近地表水環(huán)境特征

1.1 污水處理廠基本概況

江蘇邳州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)是省級開發(fā)區(qū)，地處江蘇省邳州市城區(qū)北部。為進(jìn)一步完善邳州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，解決邳州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)北部區(qū)域廢水的排放問題，保護(hù)京杭運(yùn)河的水環(huán)境，邳州市人民政府?dāng)M建邳州戴圩污水處理廠，工程設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬m3/d。主要污染物為：COD、BOD5、NH3-N、SS及TP、TN，污水復(fù)雜程度為中等。如不考慮“徐州市尾水導(dǎo)流工程”，則處理尾水應(yīng)排入官湖河。官湖河為小型河流，水質(zhì)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。但由于污水處理廠尾水不排入官湖河，通過接管排入“徐州市尾水導(dǎo)流工程”，建設(shè)項(xiàng)目的投入運(yùn)營后，排入接納水體的水污染排放量少于現(xiàn)狀排放量，進(jìn)而有利于改善接納水體京杭運(yùn)河水質(zhì)。

1.2 污水處理廠附近地表水環(huán)境特征

污水處理廠附近地表水環(huán)境特征表見表1。

2 處理規(guī)模

邳州市戴圩污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2.0萬m3/d。邳州市戴圩污水處理廠廢水組成：①邳州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)官湖河以西、以北區(qū)域工業(yè)廢水，含板材家具組園、環(huán)?；@、倉儲物流園、新興產(chǎn)業(yè)園；②戴圩鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)生活污水；③邳州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)官湖河以東部分化工企業(yè)廢水；④建設(shè)北路以東的金鳳凰家具城和紡織企業(yè)廢水。

2.1 工藝流程

通過對擬截污范圍廢水水質(zhì)的分析，結(jié)合國內(nèi)外污水處理廠的建設(shè)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及污水處理工藝方案的選擇原則、水廠進(jìn)出水水質(zhì)分析等，確定邳州市戴圩污水處理廠污水處理采用水解酸化+A/O工藝作為本工程污水生物處理主體工藝，工藝流程如圖1所示。

2.2 污染處理方案比較分析

根據(jù)邳州市戴圩污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)、出水水質(zhì)要求分析，設(shè)計(jì)單位確定采用“水解酸化+A/O”污水處理工藝，出水再經(jīng)反硝化濾池進(jìn)行深度處理，通過二氧化氯殺菌處理后得到達(dá)標(biāo)排水。二沉池產(chǎn)生的污泥一部分回流進(jìn)入A/O氧化池，剩余污泥進(jìn)入污泥池，再通過帶式一體化濃縮壓濾機(jī)完成污泥脫水，產(chǎn)生的污水流入粗格柵間進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，產(chǎn)生的污泥餅外運(yùn)。為提高磷的去除效果，向二沉池出水投加聚合氯化鋁（PAC），輔以化學(xué)除磷。

2.3 特征污染物對處理效果影響分析

邳州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的產(chǎn)業(yè)類型主要有煤焦化、化工、家具板材、光伏等，針對行業(yè)類型，本污水處理廠處理的廢水中可能含有苯系物及鹽分等特征污染物。

①鹽分：鹽分對A/O工藝的影響如下：目前服務(wù)范圍內(nèi)的化工企業(yè)排放的廢水中鹽含量均不高，對A/O的生化影響很弱。因此在服務(wù)范圍內(nèi)的各企業(yè)按照設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格對廢水實(shí)施“分質(zhì)處理”，確保高鹽廢水不排放的情況下，區(qū)內(nèi)排入污水處理廠的廢水中“鹽分”對A/O影響很小。

②苯系物：甲苯、二甲苯等此類污染物是化工項(xiàng)目和家具企業(yè)噴涂中較為廣泛使用的物質(zhì)。苯系物可被馴化的生物分解，不屬于難降解的有機(jī)物質(zhì)。對于含此類物質(zhì)廢水的處理，一般采用生化法進(jìn)行處理，如活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法等進(jìn)行處理。

通過以上分析可知，區(qū)內(nèi)的特征污染物正常排放時(shí)不會對污水處理廠預(yù)期處理效果產(chǎn)生影響。邳州市戴圩污水處理廠一期工程排放出水各指標(biāo)的排放濃度分別為COD50 mg/L、BOD510 mg/L、SS10 mg/L、NH3-N5 mg/L、TP0.5 mg/L。

3 污水處理廠出水對地表水環(huán)境影響分析

3.1 正常排放時(shí)對尾水導(dǎo)流工程的影響

邳州市戴圩污水處理廠尾水水質(zhì)低于尾水導(dǎo)流工程水質(zhì)的要求，且排放水量在邳州市尾水導(dǎo)流水量的要求范圍內(nèi)。尾水滿足“導(dǎo)流系統(tǒng)”的接納標(biāo)準(zhǔn)，在出水接入尾水導(dǎo)流工程專用管網(wǎng)敷設(shè)完工的情況下，對“導(dǎo)流系統(tǒng)”水質(zhì)影響較小，對京杭運(yùn)河的水質(zhì)無影響。

3.2 污水處理廠出水對官湖河水質(zhì)的影響

3.2.1 接管工程建成后對官湖河水質(zhì)的影響

邳州市戴圩污水處理廠建成前，服務(wù)范圍內(nèi)的生活污水排入官湖河，進(jìn)入京杭運(yùn)河。服務(wù)范圍內(nèi)的已建企業(yè)中金鳳凰家具城未接入集中污水處理廠，而排入官湖河，服務(wù)范圍內(nèi)的其他已建工業(yè)企業(yè)廢水排入邳州市城北污水處理廠。

邳州市戴圩污水處理廠建成后，服務(wù)范圍內(nèi)的生活污水和生產(chǎn)廢水進(jìn)一步處理，處理后的尾水除回用部分外，均接入徐州市區(qū)域尾水導(dǎo)流工程，不再排入官湖河。

建成前后官湖河水環(huán)境納污量變化值見表2。

由表2可以看出，運(yùn)行后排入官湖河的污染物量比現(xiàn)狀排放量有顯著減少，水環(huán)境會有一定的改善。

3.2.2 接管工程未建成前對官湖河水質(zhì)影響

①官湖河水文特征。官湖河是邳州市區(qū)東北部的一條分洪排水河道，北起石壩窩，經(jīng)官湖鎮(zhèn)到徐塘入中運(yùn)河，流域面積70 km2，干流長度24.7 km。河底寬度15～16 m，河底高程18 m，邊坡1：2.5～1.3，平均水深約1.5～1.9 m。按調(diào)查值計(jì)算，官湖河水流量約4.2 m3/s，平均流速0.136 m/s。

②預(yù)測因子：COD。

③預(yù)測時(shí)段。官湖河河非汛期預(yù)測。

④預(yù)測內(nèi)容。邳州市戴圩污水處理廠尾水對地表水體——主要是官湖河的影響，有以下兩種狀況：污水處理廠運(yùn)行正常情況，污水處理廠事故情況。

⑤預(yù)測模式。根據(jù)預(yù)測因子為非持久性污染物及河流的特征，不考慮離散作用，采用一維水質(zhì)模型。

兩種排放官湖河下游COD預(yù)測結(jié)果見表3。

由表3可以看出，本污水處理廠在尾水導(dǎo)流未接管的情況下，正常排放進(jìn)入官湖河，官湖河入京杭運(yùn)河口斷面水質(zhì)如不考慮官湖河沿岸的排污口進(jìn)入的情況下，可以達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)；但由于目前官湖河入京杭運(yùn)河口處水質(zhì)COD已達(dá)27 mg/L，已超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，故正常排放對官湖河及京杭運(yùn)河水質(zhì)沒有影響。

但污水處理廠建成后，可收集官湖河沿線的生活污水和工業(yè)廢水，可削減COD367.36 t/a，可大大改善官湖河的水質(zhì)。

戴圩污水處理廠排放口，在非正常排放情況下，COD排放導(dǎo)致官湖河水質(zhì)上升156%；官湖河入京杭運(yùn)河口處在不考慮沿岸的排污口進(jìn)入的情況下COD已達(dá)39.3 mg/L，官湖河水質(zhì)自污水處理廠向下游4.2 km全部嚴(yán)重超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，成為一條排污河。若考慮入河處本底值，疊加后則會產(chǎn)生更大的水環(huán)境污染，嚴(yán)重沖擊京杭運(yùn)河水質(zhì)，威脅南水北調(diào)東線工程的水質(zhì)安全。

4 結(jié) 語

邳州市戴圩污水處理廠處理工藝選擇“水解酸化—A/O—反硝化濾池—二氧化氯消毒”工藝，出水可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中一級A標(biāo)準(zhǔn)。尾水20 000 t/d尾水通過專用管線排入徐州市區(qū)域尾水導(dǎo)流工程。通過現(xiàn)狀監(jiān)測，官湖河水質(zhì)不能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類水要求，京杭運(yùn)河、建秋河水質(zhì)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類水要求。污水處理廠建成后服務(wù)范圍內(nèi)的生活污水和生產(chǎn)廢水不再排入官湖河，排入官湖河的水污染物量減少COD 367.36 t/a、NH3-N39.76 t/a，官湖河水質(zhì)將得到明顯改善，對京杭運(yùn)河及邳州地表水體影響較小。

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②預(yù)測因子：COD。

③預(yù)測時(shí)段。官湖河河非汛期預(yù)測。

④預(yù)測內(nèi)容。邳州市戴圩污水處理廠尾水對地表水體——主要是官湖河的影響，有以下兩種狀況：污水處理廠運(yùn)行正常情況，污水處理廠事故情況。

⑤預(yù)測模式。根據(jù)預(yù)測因子為非持久性污染物及河流的特征，不考慮離散作用，采用一維水質(zhì)模型。

兩種排放官湖河下游COD預(yù)測結(jié)果見表3。

由表3可以看出，本污水處理廠在尾水導(dǎo)流未接管的情況下，正常排放進(jìn)入官湖河，官湖河入京杭運(yùn)河口斷面水質(zhì)如不考慮官湖河沿岸的排污口進(jìn)入的情況下，可以達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)；但由于目前官湖河入京杭運(yùn)河口處水質(zhì)COD已達(dá)27 mg/L，已超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，故正常排放對官湖河及京杭運(yùn)河水質(zhì)沒有影響。

但污水處理廠建成后，可收集官湖河沿線的生活污水和工業(yè)廢水，可削減COD367.36 t/a，可大大改善官湖河的水質(zhì)。

戴圩污水處理廠排放口，在非正常排放情況下，COD排放導(dǎo)致官湖河水質(zhì)上升156%；官湖河入京杭運(yùn)河口處在不考慮沿岸的排污口進(jìn)入的情況下COD已達(dá)39.3 mg/L，官湖河水質(zhì)自污水處理廠向下游4.2 km全部嚴(yán)重超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，成為一條排污河。若考慮入河處本底值，疊加后則會產(chǎn)生更大的水環(huán)境污染，嚴(yán)重沖擊京杭運(yùn)河水質(zhì)，威脅南水北調(diào)東線工程的水質(zhì)安全。

4 結(jié) 語

邳州市戴圩污水處理廠處理工藝選擇“水解酸化—A/O—反硝化濾池—二氧化氯消毒”工藝，出水可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中一級A標(biāo)準(zhǔn)。尾水20 000 t/d尾水通過專用管線排入徐州市區(qū)域尾水導(dǎo)流工程。通過現(xiàn)狀監(jiān)測，官湖河水質(zhì)不能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類水要求，京杭運(yùn)河、建秋河水質(zhì)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類水要求。污水處理廠建成后服務(wù)范圍內(nèi)的生活污水和生產(chǎn)廢水不再排入官湖河，排入官湖河的水污染物量減少COD 367.36 t/a、NH3-N39.76 t/a，官湖河水質(zhì)將得到明顯改善，對京杭運(yùn)河及邳州地表水體影響較小。

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②預(yù)測因子：COD。

③預(yù)測時(shí)段。官湖河河非汛期預(yù)測。

④預(yù)測內(nèi)容。邳州市戴圩污水處理廠尾水對地表水體——主要是官湖河的影響，有以下兩種狀況：污水處理廠運(yùn)行正常情況，污水處理廠事故情況。

⑤預(yù)測模式。根據(jù)預(yù)測因子為非持久性污染物及河流的特征，不考慮離散作用，采用一維水質(zhì)模型。

兩種排放官湖河下游COD預(yù)測結(jié)果見表3。

由表3可以看出，本污水處理廠在尾水導(dǎo)流未接管的情況下，正常排放進(jìn)入官湖河，官湖河入京杭運(yùn)河口斷面水質(zhì)如不考慮官湖河沿岸的排污口進(jìn)入的情況下，可以達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)；但由于目前官湖河入京杭運(yùn)河口處水質(zhì)COD已達(dá)27 mg/L，已超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，故正常排放對官湖河及京杭運(yùn)河水質(zhì)沒有影響。

但污水處理廠建成后，可收集官湖河沿線的生活污水和工業(yè)廢水，可削減COD367.36 t/a，可大大改善官湖河的水質(zhì)。

戴圩污水處理廠排放口，在非正常排放情況下，COD排放導(dǎo)致官湖河水質(zhì)上升156%；官湖河入京杭運(yùn)河口處在不考慮沿岸的排污口進(jìn)入的情況下COD已達(dá)39.3 mg/L，官湖河水質(zhì)自污水處理廠向下游4.2 km全部嚴(yán)重超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，成為一條排污河。若考慮入河處本底值，疊加后則會產(chǎn)生更大的水環(huán)境污染，嚴(yán)重沖擊京杭運(yùn)河水質(zhì)，威脅南水北調(diào)東線工程的水質(zhì)安全。

4 結(jié) 語

邳州市戴圩污水處理廠處理工藝選擇“水解酸化—A/O—反硝化濾池—二氧化氯消毒”工藝，出水可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中一級A標(biāo)準(zhǔn)。尾水20 000 t/d尾水通過專用管線排入徐州市區(qū)域尾水導(dǎo)流工程。通過現(xiàn)狀監(jiān)測，官湖河水質(zhì)不能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類水要求，京杭運(yùn)河、建秋河水質(zhì)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類水要求。污水處理廠建成后服務(wù)范圍內(nèi)的生活污水和生產(chǎn)廢水不再排入官湖河，排入官湖河的水污染物量減少COD 367.36 t/a、NH3-N39.76 t/a，官湖河水質(zhì)將得到明顯改善，對京杭運(yùn)河及邳州地表水體影響較小。

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