沂南縣銅井河入河排污口疊加影響分析

王龍成，王 然，周茂飛

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

1 排污口概況

沂南縣銅井河流域內(nèi)目前存在三處入河排污口，具體位置如圖1所示。設(shè)計情況如下：

沂南縣華宇食品有限公司外排污水量為13.53萬m3/a，COD排放量6.77 t/a、氨氮排放量0.68 t/a。

沂南縣得勝食品有限公司外排污水量為14.22萬m3/a，COD排放量7.10 t/a、氨氮排放量0.71 t/a。

沂南縣華強(qiáng)肉類食品有限公司外排污水量為15.84萬m3/a，COD排放量7.92 t/a、氨氮排放量0.79 t/a。

外排標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/599-2006）2013年1月1日（修改單）重點保護(hù)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求，COD、氨氮排放濃度分別控制在50 mg/L、5 mg/L以內(nèi)。

圖1 銅井河入河排污口位置示意圖

2 污染物濃度預(yù)測

結(jié)合沂南縣河流的實際情況，選用河流一維模型，確定相應(yīng)的參數(shù)，對主要控制的入河污染物COD、氨氮濃度分別進(jìn)行預(yù)測計算和對比分析，確定銅井河水質(zhì)的影響程度。

2.1 計算模型

經(jīng)銅井河的污染物量，采用一維模型進(jìn)行模擬計算，具體方法如下：

初始斷面的濃度預(yù)測，采用完全混合模式進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測公式為：

式中：C0為初始斷面平均濃度，mg/L；CP為污染物排放濃度，mg/L；Ch為上游來水污染物濃度，mg/L；QP為廢污水排放量，m3/s；Q 為初始斷面入流流量，m3/s。

河段的污染物濃度預(yù)測，采用一維模式進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測公式為：

式中：C為流經(jīng)x距離后的污染物濃度，mg/L；K為污染物綜合衰減系數(shù)，d-1；C0為初始斷面的濃度，mg/L；u為設(shè)計流量下的河道斷面的平均流速，m/s；x為沿河段的縱向距離，m。

2.2 設(shè)計條件的確定

1）設(shè)計流量的確定。本次計算中，銅井河90%保證率最枯月平均流量為0.05 m3/s。

2）起始斷面濃度。本項目分析銅井河污染物濃度變化，背景濃度采用上游寨子水庫水源地的目標(biāo)水質(zhì)，COD濃度為20.0 mg/L，氨氮濃度為1.0 mg/L。

3）銅井河水質(zhì)目標(biāo)。銅井河匯入沂河，按照河流從屬關(guān)系，銅井河水質(zhì)目標(biāo)根據(jù)沂河確定。該段沂河屬于沂河沂南工業(yè)用水區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，COD標(biāo)準(zhǔn)值為30 mg/L、氨氮標(biāo)準(zhǔn)值為1.5 mg/L。

2.3 計算參數(shù)的確定

1）流速（u）。對應(yīng)設(shè)計流量下的計算單元的設(shè)計流速，采用經(jīng)驗公式和設(shè)計流量確定。

式中：u為斷面平均流速，m/s；Q為計算單元設(shè)計流量，m3/s；a、b為經(jīng)驗系數(shù)。本次計算中，銅井河 a=0.200 6、b=0.289 1。

2）污染物綜合降解系數(shù)K。綜合衰減系數(shù)K采用分析借用法確定?！渡綎|省河流水環(huán)境容量研究》（張曉東著，山東大學(xué)出版社）中對一般流動的平原河流，污染物降解系數(shù)的推薦值COD為0.20/d、氨氮為0.18/d。

2.4 銅井河污染物濃度預(yù)測

利用銅井河確定的計算參數(shù)。分別預(yù)測銅井河在設(shè)置不同數(shù)量排污口時入沂河口處的污染物濃度。

1）僅設(shè)置華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口。華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口外排污水與上游來水混合，經(jīng)銅井河9 km降解后，在入沂河口處COD和氨氮的預(yù)測值分別為17.87 mg/L和1.11 mg/L。

2）同時設(shè)置華強(qiáng)肉類食品有限公司和華宇食品有限公司入河排污口。華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口外排污水與上游來水混合，經(jīng)銅井河0.5 km降解后，與華宇食品有限公司入河排污口外排污水混合，經(jīng)銅井河8.5 km降解后，在入沂河口處COD和氨氮的預(yù)測值分別為19.87 mg/L和1.37 mg/L。

3）三處排污口均設(shè)置。華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口外排污水與上游來水混合，經(jīng)銅井河0.5 km降解后，與華宇食品有限公司入河排污口外排污水混合，經(jīng)銅井河3.7 km降解后，與得勝食品有限公司外排污水混合，經(jīng)銅井河4.8 km降解后，在入沂河口處COD和氨氮的預(yù)測值分別為21.11 mg/L和1.55 mg/L。

3 排污口設(shè)置對河流水質(zhì)影響分析

在上游來水符合水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，建設(shè)項目污廢水達(dá)標(biāo)排放時，考慮排污口疊加影響，預(yù)測不同排污口設(shè)置對河流水質(zhì)影響。

1）僅設(shè)置華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口，經(jīng)河道降解后，在入沂河口處COD和氨氮濃度值均滿足水質(zhì)目標(biāo)要求。

2）同時設(shè)置華強(qiáng)肉類食品有限公司和華宇食品有限公司入河排污口，經(jīng)河道降解后，在入沂河口處COD和氨氮濃度值均滿足水質(zhì)目標(biāo)要求，但氨氮濃度值已接近水質(zhì)目標(biāo)。

3）三處排污口均設(shè)置，經(jīng)河道降解后，在入沂河口處COD濃度值滿足水質(zhì)目標(biāo)要求，氨氮濃度值超過水質(zhì)目標(biāo)要求。

4 結(jié)論及建議

經(jīng)統(tǒng)計分析，沂南縣銅井河在90%保證率最枯月設(shè)計條件下，污染物濃度消減預(yù)測如下：

設(shè)置一處排污口，經(jīng)消減后COD濃度有所下降，氨氮濃度上升，但對河流水質(zhì)基本無影響；設(shè)置兩處排污口，經(jīng)消減后COD濃度有所下降，氨氮濃度上升，其中氨氮濃度接近河流水質(zhì)目標(biāo)；設(shè)置三處排污口，經(jīng)消減后COD濃度有所上升，氨氮濃度上升，超過河流水質(zhì)目標(biāo)。銅井河排污口設(shè)置審批應(yīng)綜合考慮排污口位置關(guān)系、外排污染物執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)限值，確保河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

1）新建市政污水處理廠、污水收集管網(wǎng)，所有企業(yè)外排污水納網(wǎng)管理，且新污水處理廠設(shè)計外排標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅳ類水的要求。

2）銅井河沿岸企業(yè)主要為食品加工企業(yè)，污染物較簡單，經(jīng)處理后滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-2005）后用于周邊農(nóng)田灌溉，但要做好非灌期污水儲存工作。

3）提升污水處理技術(shù)、降低污染物濃度，達(dá)到河流水質(zhì)目標(biāo)后作為河流的生態(tài)基流外排。