污水處理廠尾水排放對排污口下游水環境影響分析

楊磊 傅銀銀

摘要：以無錫地區某污水處理廠擴建工程為例，根據尾水排放條件和受納水體的水文條件，采用一維水量水質數學模型來進行水環境影響預測分析。結果表明，隨著擴建工程實施，排污口所在河流下游的各考核斷面在擴建后均達到河流地表水保護目標，且污染物COD、TP與現狀相比，各斷面水質均有明顯改善，削減了區域污染負荷，對改善京杭運河水環境質量起到了十分重要的作用。

關鍵詞：水質影響;污染物削減

中圖分類號：X820 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）10-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.010

Abstract：Taking a sewage treatment plant in Wuxi basin as an example，According to tailrace discharge conditions and hydrologic condition in plain river，Useing One-dimension water quality and quantity model to prediction and analysis on water environment.Results show： With the extension project completed，some parts of wewage treatment plants be colsed，the water quality of every assessment section in the sewage outlet downstream of the river can meet the quality standard， COD、TP of every assessment section in the sewage outlet downstream of the river were better than before. Regional pollution have been reduced，which is of great siganificance to improve the water environment of Jinghang river.

Keywords： Impact of the water quality;Regional pollution

近年來，隨著無錫地區某開發區社會經濟的不斷發展，污水水量增長也越來越快。目前開發區污水處理廠已接近滿負荷運行。考慮區域經濟的發展，未來隨著區域內大型電子企業的擴建，工業廢水將進一步擴大。本文以無錫地區某污水處理廠擴建工程為例，根據尾水排放條件和受納水體的水文條件，采用一維水量水質數學模型來進行水環境影響預測分析。

1 預測內容、預測因子、預測范圍

預測內容：本次預測在污水處理廠擴建工程實施后，分析污水排放對考核斷面的水質影響，從而綜合分析污水處理廠擴建工程的建設對區域水環境產生的影響。

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

預測范圍：本次計算范圍主要為直接受納水體周涇浜（排污口至京杭運河匯入口段）約1km范圍、最終受納水體-京杭運河（周涇浜匯入處至震澤大橋處）約2.5km范圍，共計3.5km范圍。重點預測尾水排放對京杭運河的影響。

2 預測方法

本次采用一維穩態模型預測尾水排放對水環境質量的影響程度和影響范圍[1]。

C=（CpQp+ChQh）/（Qp+Qh）

式中：C為計算斷面的斷面平均濃度，mg/L;Cp為入河排污口污染物排放濃度，mg/L;Ch為河流污染物濃度，mg/L;Qp為廢水排放量，m3/s;Qh為河流流量，m3/s;k1為污染物綜合降解系數，1/d; x為計算河段距離，m;u為河段流速，m/s。

3 計算參數確定

3.1 邊界條件確定

根據《蘇南運河水環境綜合整治方案》的研究成果可知，無錫市90%保證率下典型年為2014年。以典型年2014年枯水期的水文條件預測排污口下游周涇浜和京杭運河水質的影響。預測范圍為直接受納水體周涇浜（排污口至京杭運河匯入口段）約1km范圍、最終受納水體-京杭運河（周涇浜匯入處至震澤大橋處）約2.5km范圍。周涇浜和京杭運河枯水期的計算水文條件如表1所示。

3.2 污染物降解系數的確定

污染物降解系數是反映污染物沿程變化的綜合系數，它體現了污染物自身的變化，也體現了環境對污染物的影響，是計算納污能力和水環境承載力的重要參數之一。基于江蘇省水利廳《江蘇省水功能區納污能力及限排總量計算研究》和《蘇南運河水環境綜合整治方案》研究成果，京杭運河的COD綜合降解系數取0.112 d-1，氨氮取0.111 d-1，總磷取0.100 d-1。

根據泰勒公式，枯水期My為0.20m2/s。

4 尾水達標排放水環境的影響

4.1 尾水排放量

本次預測中，根據污水廠建設規模，確定尾水排放量為10萬t/d。全部排入周涇浜后匯入京杭運河，選取COD、氨氮、TP作為本次評價的代表因子。

4.2 尾水污染因子的選取

根據污水廠設計方案，污水廠尾水排放執行類《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅲ類標準，其中CODcr、氨氮、總磷的排放濃度分別為20mg/L、1mg/L、0.15mg/L。

4.3 排放點選址

本次污水廠尾水排放口位于周涇浜，達標尾水經此排放口排入周涇浜，最終匯入京杭運河，具體排放點見圖1。

4.4 環境現狀本底分析

本次研究在2018年2月對排口上下游進行現狀監測，依次設5個監測斷面，編號分別為W1、W2、W3、W4、W5（見圖1），監測時間選擇枯水期。

根據《江蘇省水環境功能區劃》[2]，排污口下游周涇浜、京杭運河均執行《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類水質標準，CODcr、氨氮、TP標準值分別為30mg/L、1.5mg/L、0.3mg/L，分析結果見表2。結果表明，周涇浜、京杭運河枯水期COD、氨氮、總磷各斷面均滿足《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中Ⅳ類標準要求。

4.5 尾水達標排放對地表水環境影響預測

4.5.1 對周涇浜水質的影響

新增10萬t/d尾水排入周涇浜后，采用完全混合模型，不考慮此河段水體自凈，周涇浜水質預測結果如表3所示。

由表3可知，在污水廠尾水正常排放時，周涇浜的水質濃度均能滿足Ⅳ類水水質標準，COD、氨氮削減值分別為0.25mg/L、0.01mg/L。

4.5.2 對京杭運河水質的影響

4.5.2.1 COD對水環境的影響預測

根據上述計算條件，對COD水環境影響預測計算，得到下游各斷面的預測值，具體數據見下表。

4.5.2.2 氨氮對水環境的影響預測

根據上述計算條件，對氨氮水環境影響預測計算，得到下游各斷面的預測值，具體數據見下表。

4.5.2.3 TP對水環境的影響預測

根據上述計算條件，對TP水環境影響預測計算，得到下游各斷面的預測值，具體數據見下表。

根據預測結果，正常排放下，由于污水廠尾水排放水質COD、TP優于京杭運河水質，完全混合后使京杭運河濃度有所下降，對水質具有改善作用，至下游1000m處COD、TP削減濃度分別為0.27mg/L、0.005 mg/L;至下游2500m處COD、TP削減濃度分別為0.30mg/L、 0.006 mg/L。排放的氨氮濃度大于京杭運河水質，導致水質氨氮濃度有所增加，至下游1000m處氨氮增加濃度為0.006 mg/L;至下游2500m處氨氮增加濃度為0.005mg/L。COD、氨氮、TP的預測值均能滿足并優于《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類水質標準的要求。

5 結論

本次研究新增10萬t/d尾水在枯水期的達標排放下對周涇浜和京杭運河周涇浜匯入處下游的水環境影響，結果表明：排污口所在河流下游的各考核斷面在擴建后均達到河流地表水保護目標，且污染物COD、TP與現狀相比，各斷面水質均有明顯改善，削減了區域污染負荷，對改善京杭運河水環境質量起到了十分重要的作用。

綜上，從整體和長遠的角度看來，本工程擴建后對于該區域的水環境影響為正效應影響。

參考文獻

[1]龔慧，國靜，李駿，等.一維水質模型在排污口對水質影響分析中的應用[J].江蘇水利，2017（6）：24-27.

[2]江蘇省水利廳，江蘇省環保廳.江蘇省地表水（環境）功能區劃[M].南京：江蘇人民出版社，2003.

收稿日期：2019-07-15

作者簡介：楊磊（1985-），男，碩士，工程師，研究方向為水動力計算、水質模型、水環境容量計算和分析等方面的研究以及環境影響評價等。