污水處理廠尾水排放對(duì)排污口下游水環(huán)境影響分析

楊磊 傅銀銀

摘要：以無錫地區(qū)某污水處理廠擴(kuò)建工程為例，根據(jù)尾水排放條件和受納水體的水文條件，采用一維水量水質(zhì)數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行水環(huán)境影響預(yù)測(cè)分析。結(jié)果表明，隨著擴(kuò)建工程實(shí)施，排污口所在河流下游的各考核斷面在擴(kuò)建后均達(dá)到河流地表水保護(hù)目標(biāo)，且污染物COD、TP與現(xiàn)狀相比，各斷面水質(zhì)均有明顯改善，削減了區(qū)域污染負(fù)荷，對(duì)改善京杭運(yùn)河水環(huán)境質(zhì)量起到了十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)影響;污染物削減

中圖分類號(hào)：X820 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）10-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.010

Abstract：Taking a sewage treatment plant in Wuxi basin as an example，According to tailrace discharge conditions and hydrologic condition in plain river，Useing One-dimension water quality and quantity model to prediction and analysis on water environment.Results show： With the extension project completed，some parts of wewage treatment plants be colsed，the water quality of every assessment section in the sewage outlet downstream of the river can meet the quality standard， COD、TP of every assessment section in the sewage outlet downstream of the river were better than before. Regional pollution have been reduced，which is of great siganificance to improve the water environment of Jinghang river.

Keywords： Impact of the water quality;Regional pollution

近年來，隨著無錫地區(qū)某開發(fā)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，污水水量增長(zhǎng)也越來越快。目前開發(fā)區(qū)污水處理廠已接近滿負(fù)荷運(yùn)行。考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，未來隨著區(qū)域內(nèi)大型電子企業(yè)的擴(kuò)建，工業(yè)廢水將進(jìn)一步擴(kuò)大。本文以無錫地區(qū)某污水處理廠擴(kuò)建工程為例，根據(jù)尾水排放條件和受納水體的水文條件，采用一維水量水質(zhì)數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行水環(huán)境影響預(yù)測(cè)分析。

1 預(yù)測(cè)內(nèi)容、預(yù)測(cè)因子、預(yù)測(cè)范圍

預(yù)測(cè)內(nèi)容：本次預(yù)測(cè)在污水處理廠擴(kuò)建工程實(shí)施后，分析污水排放對(duì)考核斷面的水質(zhì)影響，從而綜合分析污水處理廠擴(kuò)建工程的建設(shè)對(duì)區(qū)域水環(huán)境產(chǎn)生的影響。

預(yù)測(cè)因子：根據(jù)評(píng)價(jià)河道水域功能、項(xiàng)目排污特征等因素，確定預(yù)測(cè)因子為COD、NH3-N、TP。

預(yù)測(cè)范圍：本次計(jì)算范圍主要為直接受納水體周涇浜（排污口至京杭運(yùn)河匯入口段）約1km范圍、最終受納水體-京杭運(yùn)河（周涇浜匯入處至震澤大橋處）約2.5km范圍，共計(jì)3.5km范圍。重點(diǎn)預(yù)測(cè)尾水排放對(duì)京杭運(yùn)河的影響。

2 預(yù)測(cè)方法

本次采用一維穩(wěn)態(tài)模型預(yù)測(cè)尾水排放對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的影響程度和影響范圍[1]。

C=（CpQp+ChQh）/（Qp+Qh）

式中：C為計(jì)算斷面的斷面平均濃度，mg/L;Cp為入河排污口污染物排放濃度，mg/L;Ch為河流污染物濃度，mg/L;Qp為廢水排放量，m3/s;Qh為河流流量，m3/s;k1為污染物綜合降解系數(shù)，1/d; x為計(jì)算河段距離，m;u為河段流速，m/s。

3 計(jì)算參數(shù)確定

3.1 邊界條件確定

根據(jù)《蘇南運(yùn)河水環(huán)境綜合整治方案》的研究成果可知，無錫市90%保證率下典型年為2014年。以典型年2014年枯水期的水文條件預(yù)測(cè)排污口下游周涇浜和京杭運(yùn)河水質(zhì)的影響。預(yù)測(cè)范圍為直接受納水體周涇浜（排污口至京杭運(yùn)河匯入口段）約1km范圍、最終受納水體-京杭運(yùn)河（周涇浜匯入處至震澤大橋處）約2.5km范圍。周涇浜和京杭運(yùn)河枯水期的計(jì)算水文條件如表1所示。

3.2 污染物降解系數(shù)的確定

污染物降解系數(shù)是反映污染物沿程變化的綜合系數(shù)，它體現(xiàn)了污染物自身的變化，也體現(xiàn)了環(huán)境對(duì)污染物的影響，是計(jì)算納污能力和水環(huán)境承載力的重要參數(shù)之一?；诮K省水利廳《江蘇省水功能區(qū)納污能力及限排總量計(jì)算研究》和《蘇南運(yùn)河水環(huán)境綜合整治方案》研究成果，京杭運(yùn)河的COD綜合降解系數(shù)取0.112 d-1，氨氮取0.111 d-1，總磷取0.100 d-1。

根據(jù)泰勒公式，枯水期My為0.20m2/s。

4 尾水達(dá)標(biāo)排放水環(huán)境的影響

4.1 尾水排放量

本次預(yù)測(cè)中，根據(jù)污水廠建設(shè)規(guī)模，確定尾水排放量為10萬t/d。全部排入周涇浜后匯入京杭運(yùn)河，選取COD、氨氮、TP作為本次評(píng)價(jià)的代表因子。

4.2 尾水污染因子的選取

根據(jù)污水廠設(shè)計(jì)方案，污水廠尾水排放執(zhí)行類《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，其中CODcr、氨氮、總磷的排放濃度分別為20mg/L、1mg/L、0.15mg/L。

4.3 排放點(diǎn)選址

本次污水廠尾水排放口位于周涇浜，達(dá)標(biāo)尾水經(jīng)此排放口排入周涇浜，最終匯入京杭運(yùn)河，具體排放點(diǎn)見圖1。

4.4 環(huán)境現(xiàn)狀本底分析

本次研究在2018年2月對(duì)排口上下游進(jìn)行現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)，依次設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，編號(hào)分別為W1、W2、W3、W4、W5（見圖1），監(jiān)測(cè)時(shí)間選擇枯水期。

根據(jù)《江蘇省水環(huán)境功能區(qū)劃》[2]，排污口下游周涇浜、京杭運(yùn)河均執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，CODcr、氨氮、TP標(biāo)準(zhǔn)值分別為30mg/L、1.5mg/L、0.3mg/L，分析結(jié)果見表2。結(jié)果表明，周涇浜、京杭運(yùn)河枯水期COD、氨氮、總磷各斷面均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.5 尾水達(dá)標(biāo)排放對(duì)地表水環(huán)境影響預(yù)測(cè)

4.5.1 對(duì)周涇浜水質(zhì)的影響

新增10萬t/d尾水排入周涇浜后，采用完全混合模型，不考慮此河段水體自凈，周涇浜水質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果如表3所示。

由表3可知，在污水廠尾水正常排放時(shí)，周涇浜的水質(zhì)濃度均能滿足Ⅳ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，COD、氨氮削減值分別為0.25mg/L、0.01mg/L。

4.5.2 對(duì)京杭運(yùn)河水質(zhì)的影響

4.5.2.1 COD對(duì)水環(huán)境的影響預(yù)測(cè)

根據(jù)上述計(jì)算條件，對(duì)COD水環(huán)境影響預(yù)測(cè)計(jì)算，得到下游各斷面的預(yù)測(cè)值，具體數(shù)據(jù)見下表。

4.5.2.2 氨氮對(duì)水環(huán)境的影響預(yù)測(cè)

根據(jù)上述計(jì)算條件，對(duì)氨氮水環(huán)境影響預(yù)測(cè)計(jì)算，得到下游各斷面的預(yù)測(cè)值，具體數(shù)據(jù)見下表。

4.5.2.3 TP對(duì)水環(huán)境的影響預(yù)測(cè)

根據(jù)上述計(jì)算條件，對(duì)TP水環(huán)境影響預(yù)測(cè)計(jì)算，得到下游各斷面的預(yù)測(cè)值，具體數(shù)據(jù)見下表。

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，正常排放下，由于污水廠尾水排放水質(zhì)COD、TP優(yōu)于京杭運(yùn)河水質(zhì)，完全混合后使京杭運(yùn)河濃度有所下降，對(duì)水質(zhì)具有改善作用，至下游1000m處COD、TP削減濃度分別為0.27mg/L、0.005 mg/L;至下游2500m處COD、TP削減濃度分別為0.30mg/L、 0.006 mg/L。排放的氨氮濃度大于京杭運(yùn)河水質(zhì)，導(dǎo)致水質(zhì)氨氮濃度有所增加，至下游1000m處氨氮增加濃度為0.006 mg/L;至下游2500m處氨氮增加濃度為0.005mg/L。COD、氨氮、TP的預(yù)測(cè)值均能滿足并優(yōu)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

5 結(jié)論

本次研究新增10萬t/d尾水在枯水期的達(dá)標(biāo)排放下對(duì)周涇浜和京杭運(yùn)河周涇浜匯入處下游的水環(huán)境影響，結(jié)果表明：排污口所在河流下游的各考核斷面在擴(kuò)建后均達(dá)到河流地表水保護(hù)目標(biāo)，且污染物COD、TP與現(xiàn)狀相比，各斷面水質(zhì)均有明顯改善，削減了區(qū)域污染負(fù)荷，對(duì)改善京杭運(yùn)河水環(huán)境質(zhì)量起到了十分重要的作用。

綜上，從整體和長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看來，本工程擴(kuò)建后對(duì)于該區(qū)域的水環(huán)境影響為正效應(yīng)影響。

參考文獻(xiàn)

[1]龔慧，國(guó)靜，李駿，等.一維水質(zhì)模型在排污口對(duì)水質(zhì)影響分析中的應(yīng)用[J].江蘇水利，2017（6）：24-27.

[2]江蘇省水利廳，江蘇省環(huán)保廳.江蘇省地表水（環(huán)境）功能區(qū)劃[M].南京：江蘇人民出版社，2003.

收稿日期：2019-07-15

作者簡(jiǎn)介：楊磊（1985-），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)樗畡?dòng)力計(jì)算、水質(zhì)模型、水環(huán)境容量計(jì)算和分析等方面的研究以及環(huán)境影響評(píng)價(jià)等。