沿江污水處理廠環境影響評價案例分析

沿江污水處理廠環境影響評價案例分析

李曦1，甄黎2

(1. 長江勘測規劃設計研究有限責任公司，湖北 武漢 430010；

2.中國電力工程顧問集團西北電力設計院，陜西 西安 710075)

摘要：對于地處長江邊的污水處理廠而言，其建設與運行將直接影響排污口所在江段取水口的水環境安全。結合具體案例(上海通用汽車武漢項目配套基礎設施金口污水處理廠的環境影響評價)的分析，認為以長江為尾水排放通道的污水處理廠，其環境影響評價應重點關注廠址選擇、尾水排放、污水處理方案優化、風險評價、惡臭評價及污泥的處置等問題，并提出相應的措施和建議，最大程度減少污水處理廠的環境負面影響。

關鍵詞：污水處理廠；沿江；環境影響評價；案例；分析

收稿日期：2014-06-27

作者簡介：李曦(1982-)，女，河海大學，環境工程專業，碩士，工程師，主要從事環境系統規劃與綜合評價研究。

中圖分類號：X82文獻標識碼： A

1項目背景

武漢市江夏區地處長江中游南岸，是武漢市的南大門，素有“楚天首縣”之美譽，現為武漢市新型城區，總面積2018km2，人口68萬人。江夏區金港新區金口汽車產業園位于金口地區北部，規劃范圍西鄰長江、東至上海通用大道，北至通用園區北路、南抵南環公路口。2012年3月，上海通用汽車項目正式落戶江夏金口汽車產業園，金口汽車產業園用地規劃結構見圖1。

通用汽車產業園區定位為以汽車制造業和物流業為主體的現代化產業區，但產業園用地現狀為大片水田和零散分布的村莊，市政設施基本為零。為了配合上海通用汽車武漢項目及江夏金口的開發建設，促進江夏經濟社會的可持續發展，武漢市江夏區政府決定在金港新區建設金口污水處理廠，集中處理通用汽車產業園區和金口城區生活配套區的工業廢水和生活污水。擬定金口污水處理廠廠址位于通用汽車產業園上海通用大道東側，近期建設規模為5萬m3/d，遠期擴建至10萬m3/d，污水經處理達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》一級A標準后，尾水排入長江。

2案例分析

2.1廠址論證

污水處理廠的廠址選擇直接決定了運行期的環境影響，因此，污水處理廠環境影響評價必須對其進行充分論證。污水處理廠廠址的選擇一般應遵循下列原則：①應選在城市給水水源的下游，并與附近居民點有一定的衛生防護距離；②應選在夏季對周圍居民點的環境質量影響最小的方位；③應有良好的工程地質條件；④應與城鎮總體規劃相結合，并考慮污水處理廠遠景擴建的可能；⑤避開易受水淹的低洼地；⑥應有方便的交通、運輸、水電條件。根據污水處理廠的選址要求，金口污水處理廠廠址可行性分析見表1。

表1　污水處理廠廠址可行性分析

2.2入河排污口設置論證

2.2.1取水口分布情況

沿江污水處理廠必須高度重視尾水排放口的設置，杜絕對周邊飲用水水源及取水口的影響，保障飲用水安全。項目排污口所在長江干流主要取水單位有軍山水廠(規劃)、金口龍床磯水廠(江夏水廠)、金口水廠(規劃)、沌口水廠等4家，見表2和圖2。

表2　地表水環境敏感目標

2.2.2符合飲用水水源保護等相關規定

根據《武漢市縣級以上集中式飲用水水源保護區劃分方案》，軍山水廠(規劃)、金口水廠(規劃)、龍床磯水廠、沌口水廠的一級保護區水域為取水口上游1000m，下游100m，河道中泓線為界靠取水口一側防洪堤以內；二級保護區水域為一級保護區水域上游邊界向上延伸2000m，下游外邊界距一級保護區邊界200m，河道中泓線為界靠取水口一側防洪堤以內。本項目排污口距離上游同岸最近的金口水廠的水源保護區邊界約2.5km，距離上游對岸最近的軍山水廠的水源保護區邊界的沿河距離約0.9km，距離下游最近的沌口水廠的水源保護區邊界的沿河距離約9.5km。因此，本項目的排污口位于上下游水源保護區范圍以外，符合規定要求。

2.2.3尾水排放影響

根據丹麥水資源及水環境研究所(DHI)開發的MIKE 21二維水動力水質模型的計算結果，當處理規模達到10萬m3/d，論證排污口的廢污水排放對下游的控制斷面—沌口斷面水質基本不產生影響，不會改變沌口斷面的水質類別；不會對排污口上下游取水口水質造成威脅；亦不會對上下游的飲用水源保護區產生影響。

綜合以上分析，金口污水處理廠入河排污口設置基本合理。

2.3工藝選擇

根據武漢市水環境功能區劃及環保部門的要求，金口污水處理廠尾水需處理達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》一級A標準后排放入江，因此需選擇具有脫氮除磷效果的工藝。目前我國常用的脫氮除磷工藝主要有氧化溝系列、A/A/O系列和SBR系列，生物膜法亦有應用。以上處理工藝均比較成熟，環評應根據項目的進水水質和處理要求，通過類比調研對可行性研究報告中選取的污水處理工藝進行比選，測算各工段的處理效率，分析擬采取的污水處理工藝是否合理，是否還應該對工藝方案做出優化。

本項目可研建議采用改良氧化溝作為污水處理廠的主體處理工藝。環評收集了與本項目進水水質和污水處理工藝相似的重慶市井口污水處理廠運行過程中的在線監測數據進行分析，認為采用“改良氧化溝+二沉池+濾布濾池”的處理工藝是可行的。同時，提出污水處理廠接管要求及企業預處理要求，避免工業廢水中的有毒有害物質對污水處理廠造成沖擊。

2.4風險評價

污水處理廠常見的風險主要為污水處理廠的進水及廠內設備故障、構筑物損壞等。進水水質對本污水處理廠的威脅可能來自個別工業企業的生產設備或廢水的預處理設施故障而發生的污染事故，污水處理廠因設備故障或檢修可能導致部分或全部污水未經處理直接排放，造成尾水事故排江，對水環境安全造成威脅。

針對以上風險，環評提出了以下風險防范措施：

(1)污水處理廠與重要的污水排放企業之間，必須有暢通的信息交流管道，建立企業的事故報告制度。

(2)污水處理廠應設置一定容積的事故應急池，并配備相應的設備如回流泵等，當污水處理單元檢修或出現故障時，可對事故起到一定的緩沖作用。市政污水處理廠事故水池容積可按照公式(1)計算[1]，具體如下：

Ve=t×Qmax-max+L×Av

(1)

式中：Ve—事故水池有效容積，m3；t—應急時間，h；Qmax-max—高峰期應急流量，m3/h，Qmax-max=K×k×Qv；K—高峰流量變化系數，參見《室外給排水設計規范GB50014-2006》；k—應急流量保險系數；Qv—小時平均流量，m3/h；L—主干管高污染區長度，m；Av—高污染區平均有效水力面積，m2，Av=d2/4×π×μ；d—主管網高污染區平均管徑，m；μ—高峰期管道充滿度，%。

若出現設備故障式檢修，電話通知污水泵站,切換泵時間為2min，電話通知工業區重點企業,停止排水的時間控制為6min，其它非重點企業停止排水的時間為12min，總計20min，考慮緩沖余量，設計值為0.5h；高峰流量變化系數與應急流量保險系數取值1.35；管道按照遠期計算，一期工程的最大充滿度按照50%計。根據本項目實際情況，經測算取整，近期事故應急池容積為5000m3。明確事故水池應急響應措施。

(3)運營單位應按照環保和污水處理主管部門要求，在進、出水口和關鍵水處理構筑物等位置安裝在線監測監控裝置，并與環保和污水處理主管部門聯網。

(4)加強管理和廢水、廢氣處理裝置設備的維護工作，保持設備的完好率和處理的高效率。

(5)制定金口污水處理廠應急預案。

2.5惡臭評價

由于污水處理廠很多設施均為敞開式構筑物，如進水格柵、氧化溝、二沉池、污泥脫水機房等，在污水處理過程中產生的臭氣會散發在大氣環境中，對周圍區域產生影響[2]。臭氣成分種類繁多，主要可分為3大類：含硫化合物，如硫化氫、甲硫醇、甲硫醚等；含氮化合物，如氨、二元胺、甲基吲哚等；碳、氫、氧組成的化合物，如低級醇、醛、脂肪酸等。從成分來看，氨的濃度最高，其次是硫化氫[3]。一般污水處理廠惡臭較為集中的區域為污泥區、格柵間、生化曝氣池。污水處理廠惡臭污染源屬于無組織排放，臭氣遷移擴散受多種因素的影響，理論計算的精確性較差。所以，最實用的辦法是對已建成的處理規模相同、工藝流程相似、主要構筑物規格相近的污水處理廠進行類比調查[4]。

對國內城市污水處理廠的調查結果顯示，限于目前的經濟條件和技術標準，大多數污水處理廠對惡臭氣味通常的解決辦法是設置防護綠化隔離帶。鑒于金港新區經濟的快速發展，污水廠周邊地塊逐漸被開發，為了不降低污水廠周邊的大氣環境質量，金口污水處理廠設置一套生物除臭系統，收集粗格柵間及進水泵房、細格柵間及旋流沉沙池、氧化溝厭氧區、污泥脫水機房產生的臭氣，采用生物濾池處理污水處理廠產生的惡臭，臭氣收集率和污染物去除率均不低于90%，凈化后通過15m高排氣筒高空排放，將有效降低惡臭氣體的排放量。

同時，污水前處理單元、生化處理單元、污泥處理單元分別應設置100m、200m、100m的衛生防護距離，在該距離范圍內，不得新建居民樓、醫院、學校、食品加工企業等環境敏感目標。

2.6污泥處置

可研對金口污水處理廠產生的污泥推薦外運至垃圾填埋場進行填埋。根據《城鎮污水處理廠污泥處置 混合填埋用泥質》(GB/T23485-2009)，污泥含水率須低于60%，但原可研的帶式濃縮脫水一體機只能將原污泥的含水率降至80%，因此，綜合考慮深度脫水的工藝難易及成本后，環評建議采用石灰干化法對80%含水率的污泥進行進一步脫水，以達到填埋要求。該方法有較強的實用性，其建設周期短、投資少、占地省、技術較簡單，出泥含水率可大大降低，且在滅菌方面具有一定優勢[5]。為了防止石灰粉塵污染，對污泥堆棚內的粉塵進行處理，經過布袋除塵器收集后通過15m排氣筒排放。

此外，由于來水中含有較多工業廢水(以汽車制造及其零配件行業廢水為主)，污泥可能具有危險特性，為了有效預防重金屬等污染，在污水處理廠試運行后，應按《國家危險廢物名錄》、國家環境保護標準《危險廢物鑒別技術規范》(HJ/T298-2007)和危險廢物鑒別標準的規定，對污泥進行危險特性鑒別。若鑒定屬于危險廢物，應交有資質的危險廢物處置單位處置；鑒定不是危險廢物，則按照一般固廢處置。

目前，上海通用汽車武漢項目配套基礎設施金口污水處理廠一期工程已經施工完畢，處于試運行階段。

3結論

(1)對沿江污水處理廠而言，環境影響評價應首要關注其廠址選擇及入河排污口設置的合理性，確保污水處理廠尾水排放不對周邊的飲用水水源保護區及取水口產生影響，同時設置足夠容積的事故池，杜絕尾水事故排放。

(2)對于處理混有工業廢水的污水處理廠，一是要注意評價污水處理工藝的可行性，對企業接管廢水提出嚴格的接管要求，保障尾水達標排放；二是要注意在試運行階段對污泥進行危險廢物鑒定，按照實際的鑒定結果最終確定污泥處置方案。

(3)根據周邊的環境特性，環評應建議設計單位盡可能對惡臭氣體實施收集處理，減少惡臭擾民事件的發生。

參考文獻：

[1]張海洋,李育才,單艷紅,等.市政污水處理廠事故水池設計及配套應急響應措施 [J].北方環境,2002,(2):135-137.

[2]袁小冬,高峰. 包頭地區城市污水處理廠建設項目環評有關問題探討[J].內蒙古環境科學,2009,21(4):68-70.

[3]薛松,和慧,鄧莉蕊,等.污水處理廠惡臭防治對策及環境影響評價的研究[J].青島理工大學學報,2012,33(2):98-103.

[4]徐波濤,顧凱.城市污水處理廠環境影響評價工作中的重點[J].工業安全與環保,2009,35(3):29-31.

[5]馮凱,黃鷗.石灰調質與石灰干化工藝在污泥脫水中的應用[J].給水排水,2011,37(5):7-10.

A Case Study of Environmental Impact Assessment of the

Wastewater Treatment Plants along Yangtze River

LI Xi1,ZHEN Li2

(1.Changjiang Survey,Planning,Design,and Research Limited Co.,Wuhan Hubei 430010 China)

Abstract：The construction and operation of the wastewater treatment plants along Yangtze River would affect the security of the drinking water sources nearby.A case study of environmental impact assessment of a wastewater treatment plant was conducted to analyze the key points of assessing wastewater plants along the river.The results showed that the plant site, how the tail water discharges, the optimization of the wastewater treating process,risk assessment,odor assessment, and sludge disposal should be paid more attention to.The countermeasures were put forward to alleviate the negative impacts of the wastewater treatment plants on the water of Yangtze River.

Key words： wastewater treatment plant;river side;environmental impact assessment;case;analyze