蚌埠市楊臺子污水處理廠入河排污口設置論證實例

徐 康 王美榮 李麗華 余登科

本文以蚌埠市楊臺子污水處理廠項目為例，論證入河排污口設置對河流水功能區、水生態和第三者權益的影響，提出水資源保護措施，為楊臺子污水處理廠合理確定入河排污口和入河排污量，有效保護水資源以及水行政主管部門審批提供技術依據。

一、項目概況

蚌埠市楊臺子污水處理廠位于津浦鐵路貨運復線以東、規劃中的鳳陽路以北、長淮衛路以南的仇崗村。2010年1月一期工程于正式運行，處理規模為10萬m3/d，入河排污口設置于鮑家溝，其尾水經鮑家溝、長淮新河，通過長淮閘匯入淮河干流。2012年11月、2016年7月二期工程2條處理規模均為5萬m3/d的污水處理設施分別投入運營。目前一期工程、二期工程處理規模合計20萬m3/d，現狀尾水通過1.8m×1.8m暗渠直接排入鮑家溝。

根據《蚌埠市水功能區劃》（2012年蚌埠市批復），鮑家溝劃為鮑家溝蚌埠景觀娛樂用水區，但由于其天然徑流很小，設計工況下鮑家溝水質現狀（Ⅴ類）不能滿足水質目標（Ⅳ類）。根據市政府要求，為進一步提高鮑家溝水質，改善臨港新區生態環境，通過方案比選并征求相關部門意見后，擬建設新入河排污口。

建設的入河排污口于污水處理廠北側曹彭村，穿越淮河南岸大堤，淮河水位高時抽排入淮河，淮河水位低時自排入淮河。入河排污口建成后，原一期工程入河排污口停止使用。

二、水域管理要求及取排水狀況

1.水功能區管理要求

根據國務院批復的《全國重要江河湖泊水功能區劃（2011-2030年）》和安徽省人民政府批復的《安徽省水功能區劃》（皖政秘〔2003〕104號），新排污口位于淮河蚌埠、滁州農業用水區，其起始斷面為蚌埠淮河大橋（解放路），終止斷面為安徽明光市黃盆窯，河流長度為76 km，其中蚌埠市境內42 km，滁州市境內34 km，功能目標為Ⅲ類。根據《淮河流域重要江河湖泊功能區納污能力和限制排污總量意見》，淮河蚌埠、滁州農業用水區COD納污能力18818 t/a，2020年限制排放量2454 t/a；NH3-N納污能力1031 t/a，2020年限制排放量224 t/a。

根據《蚌埠市水功能區劃》，原排污口位于鮑家溝蚌埠景觀娛樂用水區，水質目標為Ⅳ類。目前鮑家溝未核定納污能力，本文依據《水域納污能力計算規程》（GB/T 25173-2010）進行核算。經計算，其納污能力為COD 163 t/a，NH3-N 28.7 t/a。

2.取排水狀況

淮河蚌埠、滁州農業用水區內分布一般工業、農業、飲用水源取水口等12個，合計取水量為7506萬m3/a。

淮河蚌埠、滁州農業用水區中蚌埠市范圍內分布入河排污口3個，滁州市范圍內分布入河排污口5個，2014～2016年廢污水年排放量5346.66萬m3/a，化學需氧年入河量1712.94 t/a，NH3-N入河量91.18 t/a。

三、尾水排放對水功能區的影響范圍

1.數學模型

評價因子選擇COD和NH3-N，根據《水域納污能力計算規程》（GB/T 25173-2010）關于水質計算模型的適用條件，采用二維穩態混合衰減模式（岸邊排放）模擬評價河段COD、NH3-N擴散分解過程，分析尾水匯入淮河干流后對淮河水質的影響范圍和程度。計算范圍從淮河蚌埠、滁州農業用水區起始斷面蚌埠淮河大橋（解放路），至安徽明光市黃盆窯，河流長度為76 km，寬度為整個河寬，平均400m。

參照《淮河流域水資源保護規劃》，淮河干流地表水污染物降解系數KCOD、KNH3-N分別采取0.05d-1和0.06 d-1。

2.計算工況

利用吳家渡30年（1980～2010年）長系列流量資料分析，得到吳家渡豐水期、平水期、枯水期多年平均流量；根據《淮河流域重要河湖水功能區納污能力核定和分階段限制排污總量排污控制方案報告》，得到吳家渡水文斷面90%保證率最枯月平均流量；根據《淮河流域水資源保護規劃》，得到蚌埠（吳家渡）最小生態流量。選取排污口上游吳小街斷面豐水期、平水期、枯水期監測數據平均值作為淮河水體背景濃度（見表1）。

設置三種排放工況，分別為正常工況、非正常工況和日均工況。正常工況是指楊臺子污水處理廠按照設計處理能力正常運行，污水達標排放的狀況；非正常工況指由于參數條件達不到設計指標要求，處理率下降至50%，導致污水超標排放的狀況；日均工況是指楊臺子污水處理廠兩期工程均投產后2016年11月至2017年10月連續一年的日平均排放狀況（見表 2）。

3.預測結果

排污口建成后，兩期工程20萬m3/d尾水排入淮河蚌埠、滁州農業用水區內。正常工況下，豐、平水期淮河岸邊水域不產生超標水域（指超過水功能區管理目標），枯水期、90%保證率最枯月、最小生態流量淮河岸邊產生超標水域，最大范圍長460 m、寬80 m；非正常工況淮河岸邊水域產生超標水域，超標水域長1710 m、寬155 m；日均工況淮河岸邊水域產生超標水域，超標水域長55 m、寬26 m；三種工況下的超標水域均位于淮河蚌埠、滁州農業用水區內。

表1 淮河水體水質預測流量及背景濃度值表

表2 楊臺子污水處理廠水環境影響評價因子及污染源強表

四、對水功能區水質、水生態及第三者權益的影響分析

1.對水功能區水質的影響分析

正常工況下，尾水進入淮河后主要控制指標（COD、NH3-N）在豐、平水期能達到Ⅲ類水質標準，滿足水功能區水質管理目標；枯水期、90%保證率最枯月、最小生態流量尾水進入淮河后對水功能區局部水質有一定影響。非正常工況下，尾水進入淮河后水功能區局部水質有明顯影響。由于楊臺子污水處理廠運行情況良好，日均工況下，尾水進入淮河后水功能區局部水質影響較小。

2.對水功能區納污能力的影響分析

根據規劃設計，收水范圍內COD入河量從30660 t/a減少至3650 t/a，削減率88.1%；NH3-N入河量從2555 t/a減少至365 t/a，削減率85.7%。兩期工程均已運行，根據近一年的日平均排放狀況計算，滿負荷下（20萬m3/d）COD入河量從14392 t/a減少至1871 t/a，削減率87.0%；NH3-N入河量從1486.3 t/a減少至53.3 t/a，削減率96.4%。工程削減了污水中絕大部分污染物排放量，顯著地降低了入河的污染負荷，對區域水功能區納污、限排量達標起到了積極作用。

根據《淮河流域重要江河湖泊功能區納污能力和限制排污總量意見》，淮河蚌埠、滁州農業用水區COD納污能力18818 t/a，2020年限制排放量2454 t/a；NH3-N納污能力1031 t/a，2020年限制排放量224 t/a。淮河蚌埠、滁州農業用水區2014～2016年平均納污量為COD 1712.94 t/a，NH3-N 91.18 t/a，滿足水功能區限排要求，剩余納污能力為COD 17105.06 t/a、NH3-N 939.82 t/a，剩余限制排放量為COD 741.06 t/a、NH3-N 132.82 t/a。實際工況下兩期工程尾水匯入淮河后，水功能區納污量COD 2047.84 t/a、NH3-N100.58 t/a，低于水功能區限制排放量，滿足水功能區納污能力管理要求。設計工況下水功能區納污量 COD 3826.84 t/a、NH3-N 412.38 t/a，已超過水功能區限制排放量，但尾水排放濃度滿足一級A標準，因此建議削減楊臺子污水處理廠允許入河污染物總量。經計算，水功能區其他各入河排污口入河污染物量為COD 176.84 t/a、NH3-N 47.38 t/a，則楊臺子污水處理廠最大允許入河污染物量為COD 2277.16 t/a、NH3-N 176.62 t/a，以滿足水功能區納污能力管理要求。

3.對水生態環境的影響分析

本次論證范圍內蚌埠、滁州農業用水區內存在魚類“三場”沫河口、五河和浮山3個，根據預測，入河排污口設置后除排污口處外能夠滿足下游淮河干流Ⅲ類水質要求，且魚類“三場”水域周邊無超標水域，因此基本滿足魚類“三場”的水質要求。

4.對第三者權益的影響分析

排污口上游分布有鐵路水廠取水口和鄭家渡站取水口，分別距離0.65 km、1.6 km。根據水文調查資料，淮河蚌埠段范圍內不會出現逆流現象，因此本項目排放尾水不會對其上游的沿淮取水戶產生不利影響。

本項目排污口下游分布一般工業、農業、飲用水源取水口等10個，最近距離約13.6 km。非正常工況下，20萬m3/d尾水排入淮河最小生態流量時淮河岸邊水域產生超標水域最長（長1710 m、寬400 m），下游取水口均不在水質影響范圍內。

五、入河排污口設置合理性分析

蚌埠楊臺子污水處理廠入河排污口位于淮河蚌埠、滁州農業用水區，尾水排放標準采用《城填污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）中最嚴格的一級A標準。相對于工程建設前部分污水直排淮河，本項目建設完成后將收集后的處理達標尾水排入淮河，正常工況及實測工況下，各評價斷面污染物濃度值均有所下降，改善了排污口下游水功能區的水質。20萬 m3/d尾水排入淮河時豐、平水期除排污口處外主要控制指標（COD、NH3-N）均能夠達到Ⅲ類水質標準，滿足水功能區水質管理目標要求，對水生生態及上、下游取水用戶的影響較小。

設計工況下，楊臺子污水處理廠可削減污染物入河量COD 27010 t/a、NH3-N 2190 t/a；實際工況下，楊臺子污水處理廠可削減污染物入河量COD 12521 t/a、NH3-N 1433 t/a；顯著降低了入河的污染負荷，對區域水功能區納污、限排量達標起到了積極作用。

六、結語

蚌埠市楊臺子污水處理廠入河排污口建成后，20萬m3/d尾水進入淮河，主要控制指標（COD、NH3-N）在部分水期、工況條件下，對水功能區局部水質有一定影響，但經降解后，水功能區水質滿足管理要求。污水處理廠的運行削減了污水中絕大部分污染物排放量，顯著降低入河的污染負荷，對區域水功能區納污、限排量達標起到了積極作用