城鎮(zhèn)再生水廠入河排污口設(shè)置論證實例

鄔振江，李超，柴曉娟(江蘇龍環(huán)環(huán)境科技有限公司，江蘇 常州 213002)

1 工程概況

常州溧陽市南渡再生水廠位于南渡鎮(zhèn)北側(cè)舊縣村西北側(cè)2 km處，西距上興鎮(zhèn)1.1 km，東側(cè)緊鄰南渡新材料工業(yè)集中區(qū)，南側(cè)距離北河0.8 km。水廠入河排污口設(shè)置于南渡舊縣村錢家村東的北河左岸處(119°17′09″E、31°28′12″N)，位于規(guī)劃廠址西南側(cè)900 m處。項目處理總規(guī)模為4.5 萬t/d，共分為3 期，每期處理規(guī)模均為1.5 萬t/d，近期為第1 期。出水水質(zhì)要求達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)Ⅲ類標準[2]。尾水達標處理后直接排入北河。

1.1 處理工藝

1.1.1 廢水來源

南渡再生水廠廢水主要來自于賽得利(中國)纖維項目。該項目生產(chǎn)廢水和員工生活污水經(jīng)企業(yè)內(nèi)部污水處理站(“預(yù)處理”+“A2/O”工藝)處理達到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A 標準要求后，全部排入南渡再生水廠深度處理。

1.1.2 處理工藝

南渡再生水廠采用“磁混凝+活性炭吸附+納濾膜”處理工藝，處理工藝流程見圖1。達標處理尾水30%回用至廠區(qū)內(nèi)，70%外排，回用尾水送回賽得利凈水廠處理后回用。

1.2 污染物排放情況

1.2.1 污染物排放種類與濃度

南渡再生水廠尾水外排污染物主要為化學(xué)需氧量(CODcr)、氨氮、總磷等常規(guī)污染物，排放濃度分別為20 mg/L、1.0 mg/L、0.2 mg/L。不涉及有毒有機污染物、重金屬或持久性有毒化學(xué)污染物排放。

1.2.2 污染物排放總量

圖1 南渡再生水廠處理工藝流程圖

南渡再生水廠近期污水處理量為499.5 t/a，污染物CODcr、氨氮、總磷處理量分別為236.25 t/a、23.625 t/a、2.363 t/a，因外排尾水實現(xiàn)30%回用，尾水最終外排量為349.65t/a，污染物CODcr、氨氮、總磷最終排放量分別為66.15 t/a、9.923 t/a、1.985t/a，最終削減比分別達-72%、-86%、-72%。

1.3 論證水域水質(zhì)現(xiàn)狀

南渡再生水廠尾水達標處理后直入北河(起點：上興河；終點：丹金溧漕河，全程約20.25 km)。根據(jù)水質(zhì)資料分析，北河水功能區(qū)為溧陽工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)(水功能區(qū)劃碼F1201015053152)，2020 年水質(zhì)目標為III 類。但根據(jù)環(huán)保部門2020 對考核斷面水質(zhì)例行監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，部分水域存在污染物超標現(xiàn)象(以氨氮和總磷為主)。因此，南渡再生水廠尾水達標排放后對北河水系環(huán)境能起到改善作用。

2 納污能力分析

經(jīng)對再生水廠主要污染物和特征污染物進行綜合分析，結(jié)合本地區(qū)河流水體污染的現(xiàn)狀，該項目納污能力核算指標為化學(xué)需氧量(CODcr)、氨氮。

2.1 納污能力計算模型

考慮到區(qū)域相關(guān)河道規(guī)模均較小，寬深比不大，污染物質(zhì)能在較短的時段內(nèi)在斷面縱向上進行混合，且污染物濃度在斷面橫向上變化不大，因此選用河流一維水質(zhì)模型進行計算。

(1)河段的污染物濃度計算

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

(2)相應(yīng)河段的水域納污能力計算

式中：M 為水域納污能力(g/s)；Cs為水質(zhì)目標濃度值(mg/L)；Q 為初始斷面的入流流量(m3/s)；Qp為廢污水排放流量(m3/s)。

2.2 計算條件的確定

北河水域有效納污能力計算河段選主要為尖圩港至綢繆橋段和錢家村東至綢繆橋段，計算河長為9.8 km 和14.7 km。按照《水域納污能力計算規(guī)程》(GB/T 25173—2010)，納污能力計算設(shè)計水文條件“應(yīng)采用90%保證率最枯月平均流量或近10 年最枯月平均流量作為設(shè)計流量”。

2.3 計算參數(shù)的確定

根據(jù)GB/T 25173-2010《水域納污能力計算規(guī)程》，以水功能區(qū)目標水質(zhì)或河道現(xiàn)狀水質(zhì)作為入流斷面水質(zhì)濃度的初始值C0。因此，北河計算河段的C0取目標濃度值，CODcr 為20 mg/L，氨氮為1.0 mg/L，總磷為0.2 mg/L。控制標準(Cs)值的確定同C0。本次計算中，北河設(shè)計流量(μ)取90%保證率最枯月平均流量，值為0.174 m3/s。

本項目綜合衰減系數(shù)(K)采用多點水質(zhì)實測并結(jié)合周夢雷[3]等學(xué)者關(guān)于該區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)污染物綜合衰減系數(shù)的研究而確定，區(qū)域計算河段CODcr、氨氮和總磷綜合衰減系數(shù)分別為0.044(1/d)，0.055(1/d)和0.06(1/d)。

2.4 納污能力計算結(jié)果

根據(jù)河流一維模型及以上設(shè)計參數(shù)，得出北河錢家村東至綢繆橋河段效納污能力COD 為284.76 t/a，氨氮18.711 t/a，總磷5.6 t/a；北河尖圩港至綢繆橋段有效納污能力COD 為177.782 t/a，氨氮11.48 t/a，總磷為2.52 t/a。尾水CODcr、氨氮、總磷最終排放量分別為66.15 t/a、9.923 t/a、1.985 t/a，均小于兩河段納污能力核算結(jié)果。

3 對水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境影響分析

3.1 對水功能區(qū)水質(zhì)影響分析

南渡再生水廠尾水排口處河流(北河)水功能區(qū)水質(zhì)目標(2020 年)為III 類，但根據(jù)環(huán)保部門部分考核斷面水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示，河段水質(zhì)存在超標現(xiàn)象，無法穩(wěn)定維持河流的III 類水質(zhì)目標。再生水廠尾水排放標準為III 類，總體來說，排放尾水會改善河流水質(zhì)。

3.2 對生態(tài)環(huán)境影響分析

據(jù)分析，北河不是主要產(chǎn)魚區(qū)，也不是魚類產(chǎn)卵場，因此再生水廠尾水正常排放情況下，不會對水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。

3.3 對第三者影響分析

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，排口下游現(xiàn)總共有900 畝水產(chǎn)養(yǎng)殖魚塘和5000 畝農(nóng)業(yè)灌溉地，長期取水于北河。經(jīng)分析，再生水廠尾水排放不僅不會影響下游取水，在部分河段還有改善水質(zhì)效果。

3.4 對地下水影響分析

入河排口設(shè)置于地表之上，就近排入周邊河道內(nèi)，不會對區(qū)域地下水產(chǎn)生直接影響。入河排口配套的管網(wǎng)采用淺土地埋方式，管網(wǎng)內(nèi)少量的污水會滲漏進入淺表土壤內(nèi)進一步消納和降解，不會對深層承壓水造成影響。

4 入河排污口設(shè)置合理性分析

4.1 與區(qū)域相關(guān)規(guī)劃的符合性分析

南渡再生水廠對賽得利(中國)纖維有限公司的外排污水進行深度處理，不僅最大限度降低該項目外排污染物量、保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境，還能解決企業(yè)工業(yè)污水及生活污水問題，穩(wěn)固現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。因此，綜合全面的符合性分析，排口設(shè)置符合區(qū)域相關(guān)規(guī)劃、政策要求。

4.2 水功能區(qū)管理符合性分析

再生水廠排污口所在河流水功能區(qū)水質(zhì)目標為III 類，但部分河段水質(zhì)不穩(wěn)定，有劣III 類現(xiàn)象，水廠排放尾水穩(wěn)定為III 類，因此不僅能滿足水功能區(qū)水質(zhì)要求，還能有效改善部分河段水質(zhì)。

4.3 排污口位置設(shè)置合理

本項目充分考慮當?shù)氐貏輻l件，盡可能減少了管網(wǎng)輸送距離，降低了環(huán)境風(fēng)險影響。排污口所在斷面及下游無其他取水用戶，岸坡穩(wěn)定。綜合分析，排口位置設(shè)置對北河河道的影響較小，滿足河道管理要求，因此排口位置設(shè)置基本合理。

5 結(jié)語

(1)南渡再生水廠近期處理規(guī)模為1.5 萬t/d，尾水最終外排量為349.65 t/a，污染物CODcr、氨氮、總磷最終排放量分別為66.15 t/a、9.923 t/a、1.985 t/a，均低于河段納污能力核算結(jié)果。

(2)入河排污口設(shè)置后不僅能滿足水功能區(qū)水質(zhì)要求，還能有效改善部分河段水質(zhì)。

(3) 建議嚴格控制水廠尾水排放濃度限值，使其穩(wěn)定達標；建立安全保障應(yīng)急預(yù)案；建造事故排放蓄水池；加大污水、廢水的回用力度，進一步減少廢污水、污染物排放。