污水處理廠尾水對(duì)排放河道水質(zhì)的影響

汪 鋒，錢 莊，張 周，張雅晶，繆恒鋒

(1.無錫市環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇無錫 214000；2.江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇無錫 214122)

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污水處理廠尾水對(duì)排放河道水質(zhì)的影響

汪 鋒1，錢 莊1，張 周2，張雅晶2，繆恒鋒2

(1.無錫市環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇無錫 214000；2.江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇無錫 214122)

摘要[目的]考察污水處理廠尾水排放對(duì)地表水的影響。[方法]以蘇南地區(qū)某城鎮(zhèn)污水處理廠為例，對(duì)污水處理廠尾水、納污河道上、下游河水水質(zhì)進(jìn)行了連續(xù)1年的監(jiān)測分析。[結(jié)果]尾水的集中排放導(dǎo)致排放口河水水質(zhì)各指標(biāo)明顯高于上、下游河水，且排放口上游河水污染物平均濃度小于下游?？臻g上看，隨著河道的自凈、稀釋作用，離污水處理廠排放口越遠(yuǎn)，水質(zhì)呈好轉(zhuǎn)趨勢。時(shí)間上看，納污河道的TN、TP和-N指標(biāo)濃度呈現(xiàn)出冬季高、夏秋低的特點(diǎn)。[結(jié)論]污水處理廠尾水排放會(huì)導(dǎo)致排放河道營養(yǎng)鹽(N和P)濃度的升高，應(yīng)采取相關(guān)措施減小污水處理廠尾水排放對(duì)納污河道及區(qū)域水環(huán)境造成的影響。

關(guān)鍵詞污水處理廠；尾水；水環(huán)境；影響

1材料與方法

1.1斷面設(shè)置選取蘇南某城鎮(zhèn)污水處理廠尾水和受納水體為研究對(duì)象，以污水廠尾水排放口為污染源，以排放口上游1 km處(S1)為對(duì)照斷面，排放口下游50 m處(S2)為控制斷面，排放口下游1 km處(S3)和2 km處(S4)為削減斷面進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)位置見表1。2014年6月至2015年5月進(jìn)行連續(xù)采樣監(jiān)測，采樣頻率為每月1次(每月15號(hào))。

1.2樣品采集污水廠出水直接在排放口采集，地表水采集水面以下0.3～0.5 m地表水樣，進(jìn)行多點(diǎn)取樣混合。樣品密封在事先準(zhǔn)備好的干燥玻璃瓶中，4 ℃下暗處保存，24 h內(nèi)完成所有樣品分析。

表1　受納水體的監(jiān)測點(diǎn)位

2結(jié)果與分析

表2　城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

2.2污水廠尾水對(duì)納污河道污染物濃度的影響

2.2.1對(duì)COD濃度的影響。從圖1可見，2014年6月到2015年5月污水廠出水COD濃度為42.000～48.700 mg/L，平均出水COD濃度為43.700 mg/L，滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)?？刂茢嗝鍿2監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示，COD濃度呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性，變化范圍在23.000～48.000 mg/L，平均COD濃度為37.000 mg/L，指標(biāo)略低于污水廠排放濃度，基本達(dá)到地表V類水標(biāo)準(zhǔn)。S2監(jiān)測點(diǎn)COD變化趨勢與污水廠排放出水基本保持一致，說明尾水對(duì)于納污河道具有顯著影響。

圖1　污水廠出水與控制斷面S2的COD濃度比較Fig.1　Comparison of COD concentration in municipal sewage plant’s effluents and S2 samples

2.2.2對(duì)TN濃度的影響。從圖2可見，2014年6月到2015年5月污水廠出水TN濃度較穩(wěn)定，濃度為10.400～14.600 mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。污水排入河道后迅速被河水稀釋，S2監(jiān)測點(diǎn)TN濃度相對(duì)于出水大幅下降，為4.720～5.780 mg/L，表明地表水體對(duì)于TN具有良好的降解功能。總體來說，地表水中的TN濃度和污水廠出水TN濃度不具顯著相關(guān)性。S2監(jiān)測點(diǎn)TN濃度整體呈先上升后下降的過程，夏季TN濃度明顯低于冬季。這可能與水體中藻類生長周期有關(guān)，夏秋季為藻類和水生生物大量生長繁殖期，會(huì)大量消耗水中的無機(jī)氮、有機(jī)氮來供其生長，從而降低納污河道中的TN含量；一旦進(jìn)入冬季，藻類逐漸死亡被微生物分解，釋放出大量銨鹽進(jìn)入水體，從而導(dǎo)致水體TN含量升高[11-12]。

圖2　污水廠出水與控制斷面S2的TN濃度比較Fig.2　Comparison of TN concentrations in municipal sewage plant’s effluents and S2 samples

圖3　污水廠出水和控制斷面S2的-N濃度比較Fig.3　Comparison of -N concentrations in municipal sewage plant’s effluents and S2 samples

2.2.4對(duì)TP濃度的影響。從圖4可見，2014年6月到2015年5月污水廠出水TP濃度較穩(wěn)定，未出現(xiàn)大范圍波動(dòng)，TP濃度為0.336～0.478 mg/L，平均濃度為0.402 mg/L，滿足污水處理廠一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)排放。S2監(jiān)測點(diǎn)的TP濃度為0.120～0.350 mg/L，同樣顯示出一定程度的降低，但下降幅度遠(yuǎn)小于TN。

圖4　污水廠出水與控制斷面S2的TP濃度比較Fig.4　Comparison of TP concentration in municipal sewage plant’s effluents and S2 samples

2.3污染物在納污河道中的遷移轉(zhuǎn)化

圖5　納污河道上下游污染物濃度變化情況Fig.5　Variation of pollutants concentration in the upstream and downstream of receiving river

進(jìn)一步對(duì)于稀釋斷面(S3)和對(duì)照斷面(S1)的污染物濃度進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)污水處理廠尾水的集中排放致使納污河道各污染物濃度升高，經(jīng)過一段時(shí)間水體的自凈能力，各污染物濃度有一定的削減，但仍高于排放口上游S1監(jiān)測點(diǎn)。這說明低污染尾水的排放使得納污河道污染負(fù)荷上升，對(duì)河道水環(huán)境產(chǎn)生一定影響。此外，S2、S3和S4監(jiān)測點(diǎn)各污染物濃度總體呈下降趨勢。這表明離排放口越遠(yuǎn)，河道中污染物濃度越低，通過河道自凈作用和稀釋作用，能夠?qū)ε湃氲奈廴疚镉幸欢ǔ潭鹊南狻?/p>

2.3.3豐枯水期的影響。蘇南地區(qū)一般是在雨季或者夏季氣溫持續(xù)升高的時(shí)期為豐水期，河道水量豐富，延續(xù)時(shí)間較長；當(dāng)冬季氣溫較低時(shí)，流域內(nèi)地表水流枯竭，主要依靠地下水補(bǔ)給水源的時(shí)期，河道水位較低，稱為枯水期。根據(jù)蘇南地區(qū)水文特點(diǎn)，5～9月為豐水期，12～2月為枯水期，3～4月和10～11月為平水期。從圖5可見，納污河道各監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)在枯水期和平水期整體上高于豐水期。以TN為例，枯水期S1、S2、S3、S4監(jiān)測點(diǎn)平均濃度分別為4.520、7.070、4.610和4.210 mg/L，豐水期TN平均濃度分別為3.250、5.180、4.460和3.600 mg/L。其主要原因在于：①豐水期徑流量大，能夠?qū)λw污染物進(jìn)行一定程度的稀釋；②豐水期水體流速較快，有利于水體復(fù)氧，提高水體溶解氧而增強(qiáng)水體微生物活性，有利于污染物的有效降解[17]。

3結(jié)論與建議

3.2建議綜上所述，城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)排放的尾水中污染物濃度仍遠(yuǎn)高于地表V類水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，盡管地表水系統(tǒng)能夠有效稀釋和降解污染物，但是其排放仍會(huì)導(dǎo)致納污河道營養(yǎng)鹽(N、P)的顯著升高。為減小污水廠尾水排放對(duì)納污河道以及區(qū)域水環(huán)境造成的影響，筆者提出以下建議：

(2)加強(qiáng)污染源控制方面的研究，為政府項(xiàng)目決策提供科學(xué)的水環(huán)境、水土保持和生態(tài)等方面的資料。針對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠尾水的特性，采用生態(tài)處理技術(shù)進(jìn)行深度處理，使TN、TP等污染指標(biāo)的濃度進(jìn)一步降低。

(3)積極推動(dòng)清潔生產(chǎn)，做好污染物的源頭控制工作，合理規(guī)劃和布局入河排污口，提高排污口監(jiān)督管理水平。實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的良性循環(huán)和水資源的可持續(xù)利用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)的健康持續(xù)發(fā)展。

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基金項(xiàng)目國家“十二五”水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)子課題(2012ZX07101-006；2013ZX07101-014)。

作者簡介汪鋒(1970- )，男，江蘇宜興人，工程師，從事環(huán)境質(zhì)量管理和評(píng)價(jià)研究。

收稿日期2016-03-16

中圖分類號(hào)X 824

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)14-065-04

Impact of Effluent from Municipal Sewage Plant on the Water Qualities of Receiving River

WANG Feng1, QIAN Zhuang1, ZHANG Zhou2et al

(1. The Environmental Science Research Institute of Wuxi, Wuxi, Jiangsu 214000; 2. School of Environmental and Civil Engineering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122)

Abstract[Objective] To evaluate the impact of municipal sewage plant’s effluent on the receiving water body. [Method] The water qualities of municipal sewage plant’s effluent, upstream and downstream of the receiving river were continuously monitored for a full year. [Result] The discharge of effluent could lead to the obvious increase of pollutant concentrations in river water. The water quality indicators at discharge outlet were significantly higher than those both in upstream and downstream of the river. And the average concentration of pollutants in the upstream water were also less than those in the downstream water. From the space level, the water quality of downstream river showed the improvement tendency with increase of the distance between discharge outlet and sampling sites, mainly due to the self-purification and dilution of the water body. From the time level, water quality indicators such as TN, TP and -N showed higher concentrations in winter, while lower concentrations in summer and autumn. [Conclusion] The discharge of sewage plant’s effluent leads to increase of N, P concentration in rivers, corresponding measures should be adopted to reduce effects of sewage plant’s effluent on receiving water environment.

Key wordsMunicipal sewage plant; Effluent; Water environment; Impact