污水排放對受納水體環(huán)境影響預測分析
——以常州某生活垃圾填埋場四期工程為例

江蘇龍環(huán)環(huán)境科技有限公司 王超凡

城市生活垃圾填埋場滲濾液，不僅含有大量有機、NH4+-N等污染物外，而且含有多種重金屬污染物[1]。垃圾滲濾液水質(zhì)是不可逆變化的，隨著垃圾填埋場投用年份的不斷增長，滲濾液中的化學需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）會不斷降低，但氨氮含量一直處于較高水平，因此垃圾滲濾液的組分比例嚴重失衡[2]。垃圾填埋場滲濾液的產(chǎn)生量，受垃圾含水量、填埋場區(qū)降雨情況以及填埋作業(yè)區(qū)大小的影響，同時也受場區(qū)蒸發(fā)量、風力的影響和場地地面情況、種植情況等因素的影響[3]。在滲濾液處理工藝中，預處理+生物處理+深度處理工藝是我國垃圾滲濾液處理的常規(guī)工藝路線，發(fā)展較為成熟且成本較低，已被廣泛應用于垃圾滲濾液處理工程中[4]。本文所述常州某生活垃圾填埋場于2002年開始建設，本次四期工程產(chǎn)生的滲濾液依托現(xiàn)有污水處理站（水質(zhì)均衡+兩級MBR+兩級納濾/反滲透）進行處理后排入附近河道。本文建立水動力模型重點分析生活垃圾填埋場滲濾液處理后尾水排放對周邊河道的影響。

一、地表水預測模型構建及驗證

本文主要預測生活垃圾填埋場滲濾液處理后尾水排放對周邊河道的影響，地表水預測重點在于地表水預測模型的構建，結(jié)合區(qū)域水環(huán)境特性，本次選擇一維非穩(wěn)態(tài)河網(wǎng)計算模型，對論證區(qū)域河網(wǎng)水系進行水質(zhì)模擬分析及預測。

（一）河網(wǎng)模型構建

本次預測區(qū)域河道眾多，相互交織成網(wǎng)。模擬計算時，將天然河網(wǎng)進行合并、概化，河道采用設計坡降、梯形斷面進行概化，概化斷面用底高、底寬和邊坡三要素來描述。研究區(qū)域主要根據(jù)上述河網(wǎng)數(shù)學模型構建基本原則，對研究區(qū)域水系進行概化，如圖1所示。

圖1 研究區(qū)域河網(wǎng)概化圖

本模型考慮了兩種邊界屬性，分別為外部邊界和內(nèi)部邊界。外部邊界即開邊界，是指控制計算區(qū)域內(nèi)、外水體交換的約束條件，開邊界在模型運算中是必不可少的。根據(jù)本次河網(wǎng)概化圖，模型共設置5個開邊界，包括太滆運河、黃土溝河、東扁擔河、漕橋河等河流的開邊界。

（二）河網(wǎng)模型構建后驗證

1.水文率定驗證

模型概化后需進行水文率定驗證，現(xiàn)利用2018年3月29-31日、8月25-27日、10月27-29日，在武南片區(qū)開展的豐平枯三期水文水質(zhì)同步監(jiān)測野外實驗成果，對建立的武南片河網(wǎng)水量水質(zhì)模型中參數(shù)進行率定，率定得到的河道糙率為0.018-0.02之間。由率定結(jié)果表1可知，各斷面流量相對誤差均在10%以內(nèi)。因此，模型基本可信。

表1 各站點水量計算值與實測值相對誤差表單位：m3/s

2.水質(zhì)參數(shù)驗證

模型糙率采用前文中武南片區(qū)河網(wǎng)模型率定結(jié)果，COD降解系數(shù)為0.08～0.15d-1，氨氮降解系數(shù)為0.05～0.10d-1，TP降解系數(shù)為0.05～0.10d-1。以2021年2月開展的實測水質(zhì)資料為基礎，選取黃土溝橋與太滆運河交匯處上游500m、黃埝橋及太滆運河與漕橋河交匯處下游500m3個斷面進行水質(zhì)降解系數(shù)驗證。

將模型計算得到各個率定斷面的COD、氨氮、總磷濃度計算值，與實測水質(zhì)數(shù)據(jù)進行比較。由表2結(jié)果可見，各率定斷面的相對誤差均在30%以內(nèi)，濃度值吻合較好。因此，本次搭建的模型，可以滿足生活垃圾填埋場四期工程尾水對周邊水體環(huán)境影響預測的要求。

表2 各水質(zhì)驗證斷面計算值與實測值相對誤差表

二、預測方案

（一）預測因子、預測時段、預測范圍

1.預測因子

根據(jù)評價河道水域功能、項目排污特征等因素，確定預測因子為COD、NH3-N、TP。

2.預測時段

預測時段考慮四期工程建成后，污水總量為137218t/a，場內(nèi)滲濾液處理系統(tǒng)出水水質(zhì)應滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表3規(guī)定。

表3 正常工況下預測源強表

參考地表水環(huán)評導則，預測豐平枯三個不同水期。本次以3月（枯水期）、8月（豐水期）及11月（平水期）作為預測時段，進行水環(huán)境預測分析。

3.預測范圍

本次計算范圍涉及太滆運河及周邊連通河流，主要為黃土溝河、東扁擔河、漕橋河。重點預測本項目尾水排放對排污口下游的國省考斷面及入太湖口的水質(zhì)影響。本次預測設置5個輸出斷面：包括排污口下游500m、2000m處、1個省考斷面為黃埝橋、1個國考斷面百瀆港橋以及入太湖口，各輸出斷面位置如圖2所示。

圖2 受本項目排口影響第三方目標斷面位置圖

（二）計算方案

生活垃圾填埋場四期工程場內(nèi)滲濾液處理系統(tǒng)出水水質(zhì)應滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）中表3規(guī)定。據(jù)此設計預測方案的源強見表3。

計算的控制斷面為：排污口下游500m、2000m處、黃埝橋、百瀆港橋以及入太湖口，其中黃埝橋為省考斷面、百瀆港橋為國考斷面。通過計算以上5個控制斷面，看到填埋場廢水經(jīng)處理后尾水排放的污染物濃度變化，分析本項目尾水排放對研究區(qū)域水環(huán)境的影響。

三、計算結(jié)果及對第三方影響分析

正常排放計算結(jié)果及分析如下：

（一）枯水期正常排污對下游斷面影響分析

在枯水期（3月份）正常排放的條件下，本項目對下游第三方目標斷面的水質(zhì)影響計算結(jié)果水質(zhì)對比如表4所示，枯水期正常排污情況下，排污口下游500m、排污口下游2000m的COD、氨氮和TP增量分別最大為0.228 mg/L、0.036 mg/L和0.007 mg/L。隨著太滆運河、漕橋河流量的匯入，排污對下游黃埝橋、百瀆港橋和入湖口的COD、氨氮和TP的影響變得很小，COD增量均在0.015 mg/L以下，氨氮增量均在0.002 mg/L以下，TP增量均在0.001 mg/L以下?？梢钥闯鏊钠诠こ虉鰞?nèi)滲濾液處理后對省考斷面黃埝橋、國考斷面百瀆港橋以及太湖的影響極其有限?？紤]安全余量（安全余量≥環(huán)境質(zhì)量標準×10%)情況下，以及省考斷面黃埝橋、國考斷面百瀆港橋現(xiàn)狀水質(zhì)（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量不會導致國省控斷面超標。

表4 枯水期正常排放時水質(zhì)計算結(jié)果及對比表 單位：mg/L

（二）豐水期正常排污對下游斷面的影響分析

在豐水期（8月份）正常排放的條件下，本項目對下游第三方目標斷面的水質(zhì)影響計算結(jié)果水質(zhì)對比如表5所示，豐水期正常排污情況下，排污口下游500m、排污口下游2000m的COD、氨氮和TP增量分別最大為0.071mg/L、0.013mg/L和0.003 mg/L。隨著太滆運河、漕橋河流量的匯入，排污對下游黃埝橋、百瀆港橋和入湖口的COD、氨氮和TP的影響變得很小，COD增量均在0.005 mg/L以下，氨氮增量均在0.001 mg/L以下，TP增量均在0.001mg/L以下。可以看出豐水期條件下，常州市生活廢棄物處理中心四期工程場內(nèi)滲濾液處理后，對省考斷面黃埝橋、國考斷面百瀆港橋以及太湖的影響極其有限?？紤]安全余量情況下，以及省考斷面黃埝橋、國考斷面百瀆港橋現(xiàn)狀水質(zhì)（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量滿足國省控斷面水質(zhì)要求。

表5 豐水期正常排放時水質(zhì)計算結(jié)果及對比表 單位：mg/L

（三）平水期正常排污對下游斷面影響分析

在平水期（11月份）正常排放的條件下，本項目對下游第三方目標斷面的水質(zhì)影響計算結(jié)果水質(zhì)對比如表6所示，平水期正常排污情況下，排污口下游500m、2000m的COD、氨氮和TP增量分別最大為0.156mg/L、0.025mg/L和0.005mg/L。隨著太滆運河、漕橋河流量的匯入，排污對下游黃埝橋、百瀆港橋和入湖口的COD、氨氮和TP的影響變得很小，COD增量均在0.011mg/L以下，氨氮增量均在0.002mg/L以下，TP增量均在0.001mg/L以下。可以看出平水期條件下，常州市生活廢棄物處理中心四期工程場內(nèi)滲濾液處理后，對省考斷面黃埝橋、國考斷面百瀆港橋以及太湖的影響極其有限?？紤]安全余量情況下，以及省考斷面黃埝橋、國考斷面百瀆港橋現(xiàn)狀水質(zhì)（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量滿足國省控斷面水質(zhì)要求。

表6 平水期正常排放時水質(zhì)計算結(jié)果及對比表 單位：mg/L

由上述分析可知，豐平枯三期生活垃圾填埋場、四期工程場內(nèi)滲濾液處理后正常排放下，排污會對黃土溝河有一定影響，對省考斷面黃埝橋、國考斷面百瀆港橋影響較小，也不會對太湖水體造成顯著影響。

四、地表水環(huán)境影響評價結(jié)論

本項目廢水主要包括垃圾滲濾液、生活污水。廢水經(jīng)污水處理站通過“水質(zhì)均衡+兩級MBR+兩級納濾/反滲透”處理工藝處理達《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB16889-2008）表3標準后，尾水排放至黃土溝河。

豐平枯三期生活垃圾填埋場、四期工程場內(nèi)滲濾液處理后正常排放下，排污會對黃土溝河有一定影響，但對省考斷面黃埝橋、國考斷面百瀆港橋影響較小，也不會對太湖水體造成顯著影響。