城鎮(zhèn)再生水廠入河排污口設(shè)置論證實(shí)例

鄔振江，李超，柴曉娟(江蘇龍環(huán)環(huán)境科技有限公司，江蘇 常州 213002)

1 工程概況

常州溧陽(yáng)市南渡再生水廠位于南渡鎮(zhèn)北側(cè)舊縣村西北側(cè)2 km處，西距上興鎮(zhèn)1.1 km，東側(cè)緊鄰南渡新材料工業(yè)集中區(qū)，南側(cè)距離北河0.8 km。水廠入河排污口設(shè)置于南渡舊縣村錢(qián)家村東的北河左岸處(119°17′09″E、31°28′12″N)，位于規(guī)劃廠址西南側(cè)900 m處。項(xiàng)目處理總規(guī)模為4.5 萬(wàn)t/d，共分為3 期，每期處理規(guī)模均為1.5 萬(wàn)t/d，近期為第1 期。出水水質(zhì)要求達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)[2]。尾水達(dá)標(biāo)處理后直接排入北河。

1.1 處理工藝

1.1.1 廢水來(lái)源

南渡再生水廠廢水主要來(lái)自于賽得利(中國(guó))纖維項(xiàng)目。該項(xiàng)目生產(chǎn)廢水和員工生活污水經(jīng)企業(yè)內(nèi)部污水處理站(“預(yù)處理”+“A2/O”工藝)處理達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)要求后，全部排入南渡再生水廠深度處理。

1.1.2 處理工藝

南渡再生水廠采用“磁混凝+活性炭吸附+納濾膜”處理工藝，處理工藝流程見(jiàn)圖1。達(dá)標(biāo)處理尾水30%回用至廠區(qū)內(nèi)，70%外排，回用尾水送回賽得利凈水廠處理后回用。

1.2 污染物排放情況

1.2.1 污染物排放種類與濃度

南渡再生水廠尾水外排污染物主要為化學(xué)需氧量(CODcr)、氨氮、總磷等常規(guī)污染物，排放濃度分別為20 mg/L、1.0 mg/L、0.2 mg/L。不涉及有毒有機(jī)污染物、重金屬或持久性有毒化學(xué)污染物排放。

1.2.2 污染物排放總量

圖1 南渡再生水廠處理工藝流程圖

南渡再生水廠近期污水處理量為499.5 t/a，污染物CODcr、氨氮、總磷處理量分別為236.25 t/a、23.625 t/a、2.363 t/a，因外排尾水實(shí)現(xiàn)30%回用，尾水最終外排量為349.65t/a，污染物CODcr、氨氮、總磷最終排放量分別為66.15 t/a、9.923 t/a、1.985t/a，最終削減比分別達(dá)-72%、-86%、-72%。

1.3 論證水域水質(zhì)現(xiàn)狀

南渡再生水廠尾水達(dá)標(biāo)處理后直入北河(起點(diǎn)：上興河；終點(diǎn)：丹金溧漕河，全程約20.25 km)。根據(jù)水質(zhì)資料分析，北河水功能區(qū)為溧陽(yáng)工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)(水功能區(qū)劃碼F1201015053152)，2020 年水質(zhì)目標(biāo)為III 類。但根據(jù)環(huán)保部門(mén)2020 對(duì)考核斷面水質(zhì)例行監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，部分水域存在污染物超標(biāo)現(xiàn)象(以氨氮和總磷為主)。因此，南渡再生水廠尾水達(dá)標(biāo)排放后對(duì)北河水系環(huán)境能起到改善作用。

2 納污能力分析

經(jīng)對(duì)再生水廠主要污染物和特征污染物進(jìn)行綜合分析，結(jié)合本地區(qū)河流水體污染的現(xiàn)狀，該項(xiàng)目納污能力核算指標(biāo)為化學(xué)需氧量(CODcr)、氨氮。

2.1 納污能力計(jì)算模型

考慮到區(qū)域相關(guān)河道規(guī)模均較小，寬深比不大，污染物質(zhì)能在較短的時(shí)段內(nèi)在斷面縱向上進(jìn)行混合，且污染物濃度在斷面橫向上變化不大，因此選用河流一維水質(zhì)模型進(jìn)行計(jì)算。

(1)河段的污染物濃度計(jì)算

式中：C0為初始斷面的污染物濃度(mg/L)；Cx 為流經(jīng)x 距離后的污染物濃度(mg/L)；X 為沿河段的縱向距離(m)；u 為設(shè)計(jì)流量下河道斷面的平均流速(m/s)；K 為污染物綜合衰減系數(shù)[1](1/s)。

(2)相應(yīng)河段的水域納污能力計(jì)算

式中：M 為水域納污能力(g/s)；Cs為水質(zhì)目標(biāo)濃度值(mg/L)；Q 為初始斷面的入流流量(m3/s)；Qp為廢污水排放流量(m3/s)。

2.2 計(jì)算條件的確定

北河水域有效納污能力計(jì)算河段選主要為尖圩港至綢繆橋段和錢(qián)家村東至綢繆橋段，計(jì)算河長(zhǎng)為9.8 km 和14.7 km。按照《水域納污能力計(jì)算規(guī)程》(GB/T 25173—2010)，納污能力計(jì)算設(shè)計(jì)水文條件“應(yīng)采用90%保證率最枯月平均流量或近10 年最枯月平均流量作為設(shè)計(jì)流量”。

2.3 計(jì)算參數(shù)的確定

根據(jù)GB/T 25173-2010《水域納污能力計(jì)算規(guī)程》，以水功能區(qū)目標(biāo)水質(zhì)或河道現(xiàn)狀水質(zhì)作為入流斷面水質(zhì)濃度的初始值C0。因此，北河計(jì)算河段的C0取目標(biāo)濃度值，CODcr 為20 mg/L，氨氮為1.0 mg/L，總磷為0.2 mg/L。控制標(biāo)準(zhǔn)(Cs)值的確定同C0。本次計(jì)算中，北河設(shè)計(jì)流量(μ)取90%保證率最枯月平均流量，值為0.174 m3/s。

本項(xiàng)目綜合衰減系數(shù)(K)采用多點(diǎn)水質(zhì)實(shí)測(cè)并結(jié)合周夢(mèng)雷[3]等學(xué)者關(guān)于該區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)污染物綜合衰減系數(shù)的研究而確定，區(qū)域計(jì)算河段CODcr、氨氮和總磷綜合衰減系數(shù)分別為0.044(1/d)，0.055(1/d)和0.06(1/d)。

2.4 納污能力計(jì)算結(jié)果

根據(jù)河流一維模型及以上設(shè)計(jì)參數(shù)，得出北河錢(qián)家村東至綢繆橋河段效納污能力COD 為284.76 t/a，氨氮18.711 t/a，總磷5.6 t/a；北河尖圩港至綢繆橋段有效納污能力COD 為177.782 t/a，氨氮11.48 t/a，總磷為2.52 t/a。尾水CODcr、氨氮、總磷最終排放量分別為66.15 t/a、9.923 t/a、1.985 t/a，均小于兩河段納污能力核算結(jié)果。

3 對(duì)水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境影響分析

3.1 對(duì)水功能區(qū)水質(zhì)影響分析

南渡再生水廠尾水排口處河流(北河)水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)(2020 年)為III 類，但根據(jù)環(huán)保部門(mén)部分考核斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，河段水質(zhì)存在超標(biāo)現(xiàn)象，無(wú)法穩(wěn)定維持河流的III 類水質(zhì)目標(biāo)。再生水廠尾水排放標(biāo)準(zhǔn)為III 類，總體來(lái)說(shuō)，排放尾水會(huì)改善河流水質(zhì)。

3.2 對(duì)生態(tài)環(huán)境影響分析

據(jù)分析，北河不是主要產(chǎn)魚(yú)區(qū)，也不是魚(yú)類產(chǎn)卵場(chǎng)，因此再生水廠尾水正常排放情況下，不會(huì)對(duì)水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。

3.3 對(duì)第三者影響分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，排口下游現(xiàn)總共有900 畝水產(chǎn)養(yǎng)殖魚(yú)塘和5000 畝農(nóng)業(yè)灌溉地，長(zhǎng)期取水于北河。經(jīng)分析，再生水廠尾水排放不僅不會(huì)影響下游取水，在部分河段還有改善水質(zhì)效果。

3.4 對(duì)地下水影響分析

入河排口設(shè)置于地表之上，就近排入周邊河道內(nèi)，不會(huì)對(duì)區(qū)域地下水產(chǎn)生直接影響。入河排口配套的管網(wǎng)采用淺土地埋方式，管網(wǎng)內(nèi)少量的污水會(huì)滲漏進(jìn)入淺表土壤內(nèi)進(jìn)一步消納和降解，不會(huì)對(duì)深層承壓水造成影響。

4 入河排污口設(shè)置合理性分析

4.1 與區(qū)域相關(guān)規(guī)劃的符合性分析

南渡再生水廠對(duì)賽得利(中國(guó))纖維有限公司的外排污水進(jìn)行深度處理，不僅最大限度降低該項(xiàng)目外排污染物量、保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境，還能解決企業(yè)工業(yè)污水及生活污水問(wèn)題，穩(wěn)固現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。因此，綜合全面的符合性分析，排口設(shè)置符合區(qū)域相關(guān)規(guī)劃、政策要求。

4.2 水功能區(qū)管理符合性分析

再生水廠排污口所在河流水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為III 類，但部分河段水質(zhì)不穩(wěn)定，有劣III 類現(xiàn)象，水廠排放尾水穩(wěn)定為III 類，因此不僅能滿足水功能區(qū)水質(zhì)要求，還能有效改善部分河段水質(zhì)。

4.3 排污口位置設(shè)置合理

本項(xiàng)目充分考慮當(dāng)?shù)氐貏?shì)條件，盡可能減少了管網(wǎng)輸送距離，降低了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響。排污口所在斷面及下游無(wú)其他取水用戶，岸坡穩(wěn)定。綜合分析，排口位置設(shè)置對(duì)北河河道的影響較小，滿足河道管理要求，因此排口位置設(shè)置基本合理。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)南渡再生水廠近期處理規(guī)模為1.5 萬(wàn)t/d，尾水最終外排量為349.65 t/a，污染物CODcr、氨氮、總磷最終排放量分別為66.15 t/a、9.923 t/a、1.985 t/a，均低于河段納污能力核算結(jié)果。

(2)入河排污口設(shè)置后不僅能滿足水功能區(qū)水質(zhì)要求，還能有效改善部分河段水質(zhì)。

(3) 建議嚴(yán)格控制水廠尾水排放濃度限值，使其穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；建立安全保障應(yīng)急預(yù)案；建造事故排放蓄水池；加大污水、廢水的回用力度，進(jìn)一步減少?gòu)U污水、污染物排放。