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污水处理厂入河排污口设置对水功能区水质和环境影响实例分析

2019-11-26 11:11:33 绿色科技 2019年20期

陈兴林 孙华 郑瀚 胡勇

摘要:指出了入河排污口设置论证的目的是为了合理开发利用和有效保护水资源,协调好环境保护和区域发展的关系,保护和改善水质与生态环境,为合理建设入河排污口以及行政主管部门审批入河排污口提供技术依据。以彭水县污水处理厂项目为例,通过污水处理厂排污口设置方案、所处河段河道水质现状、水域管理要求和现有取排水状况等调查研究,采用一维水质模型对水功能区水质和水生态环境影响进行了实例分析,结果可作为建设项目排污口设置论证的重要科学依据。

关键词:入河排污口;水功能区;水生态环境;水质;影响分析;一维水质模型

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2019)20-0075-03

1项目概况

1.1建设地点、规模

重庆市彭水县污水处理厂建设地点位于彭水县两江大桥北桥头。该一期工程于2010年建成投产。生产区按工艺流程布置,粗格栅及细格栅布置在厂区北部,进厂管线顺畅,CASS生物池、二沉池由北向南顺序布置,消毒系统靠近二沉池,处理后污水就近排入乌江。本项目污水处理规模为0.75万m3/d,于2010年建成投产,厂区占地4680.5 m2

1.2主要工艺与进、出水水质

污水处理厂一期工程的进水水质:COD≤400 mg/L,NH3-N(以N计)≤35 mg/L,BOD5≤250 mg/L,TN(以N计)≤50mg/L,SS≤210mg,/L,TP(以P计)≤5mg/L。根据受纳水体的水环境目标及国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》的出水要求确定污水处理厂出水水质。根据环评批复本项目出水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》GBl8918-2002-级标准A标准,具体数据如下:CODcr≤50 mg/L,BOD5≤10 mg/L,SS≤100 mg/L,TN≤15 mg/L,NH3-N≤5(8)mg/L,TP≤0.5 mg/L。

1.3污水处理厂运行情况

根据《彭水苗族土家族自治县旧城区控制性详细规划2010-2030》,目前旧城区用水由城南水厂、县城自来水厂和拓展区供水厂供给。城南水厂供水能力达1.1万m3/日,水源为泸渡沟水库,县城自来水厂供水能力达0.7万m3/日,水源取自乌江,拓展区供水厂供水0.6万m3/日。总供水能力2.4万m3/日。一期工程污水处理能力为0.75万m3/d,新城建成后,处理污水量已超过0.75万m3/d。

污水处理厂一期工程目前各处理设施运行正常,污水处理采用CASS工艺,污水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准,处理后水排入乌江。剩余污泥采用带式浓缩脱水一体机脱水,脱水后污泥运至垃圾填埋场处置。由于城市人口的增长及经济的快速发展,现污水处理厂已处于超负荷运行状态,来污量存在0.80万m3/d直接排人乌江,为了解决生活污水直排的现象,新建二期污水处理厂将于2019年底前建成投产,处理规模为1.50万m3/d,基于二期污水处理厂目前处于建设阶段,为了保护乌江的水质,项目业主在二期污水处理厂建成前拟采用一体污水处理厂设施临时处理过剩污水。

2人河排污口设置方案

该项目人河排污口性质为市政排污口,排放方式为连续排放,人河方式为出水污水经管道排入乌江。排污口位置为东经108°0917.75",北緯29°1822.77”。排污口排水入乌江,所处乌江彭水县开发利用区,划为景观娱乐、工业用水区,现状水质为II类,水质管理目标为Ⅱ类。

本项目城市污水处理厂服务范围:彭水县城、乌江以西片区、乌江以东片区和郁江以北片区。总服务人口约为5.8万人。本项目污水处理厂处理的主要为生产污水,根据建设环评,本项目服务范围内主要为常规污染因子,污染物有COD、BoD5、氨氮、总磷、TN、5S等。

本项目污水处理厂处理规模为0.75万m3/d,年运行365 d,排污系数为0.85,年排水量为232.69万m3。本污水处理厂达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准后排放。根据工程2017年9月实际运行尾水监测数据显示,COD浓度均值为22.4 mg/L,NH3-N浓度均值为0.3 mg/L。由此计算本项目COD年排总放量为52.12 t/a,NH3-N年排总放量为0.70 t/a。本项目尾水不含温排水、不含有毒有害物质、不含“三致”物质。

3水域管理要求和现有取排水状况

3.1水域管理要求

根据《重庆市水功能区划修编报告》《彭水县水功能区划》,彭水县境内乌江涉及2个一级水功能区划:乌江彭水保留区和乌江彭水县开发利用区,水质管理目标均为Ⅱ类。根据《重庆市人民政府办公厅关于印发2016~2020年度水资源管理“三条红线”控制指标的通知》要求,2016~2020年用水总量控制目标为12000万m3/年;2016年万元工业增加值用水量比2015年下降6%以上,农田灌溉水有效利用系数提高到0.471以上;到2020年,万元工业增加值用水量比2015年下降25%以上,农田灌溉水有效利用系数提高到0.522以上;2016年重要江河水功能区水质达标率提高到72%以上,2020年重要江河水功能区水质达标率提高到80%以上。

彭水县污水处理厂排污口位于乌江右岸。根据《彭水县水功能区划修编报告》,乌江所在一级水功能区为“乌江彭水县开发利用区”,此段上起彭水电站坝址,经白杨坝至高谷镇共和村,长约24.0 km,水资源开发利用程度较高,划为开发利用区。现状水质Ⅱ类,水质管理目标Ⅱ类。

3.2论证水域内取排水状况

根据现场踏勘调查,论证范围内及附近无珍稀濒危野生动植物天然集中分布区,无重要水生生物的自然产卵场及索饵场、越冬场和洄游通道、天然渔场。本项目排污口所在乌江的水功能区为乌江彭水县开发利用区,现状水质为Ⅱ类,据调查在本项目人河排污口上游500m、下游5 km范围内分布有:乌江明珠酒店取水口,新城应急用水两江假日酒店取水口等6处取水口。项目排污口乌江上游为城镇规划区,目前各企事业单位的污水大部分已进入城市污水管网。乌江彭水县开发利用区存在的第三方排污口,有距离本项目排污口下游约8.7 km的高谷镇桥头生活污水排污口、下游约7.1 km距离的高谷镇生活污水排污口以及下游约9.1 km距离的华盛丰矿业公司排污口。

3.3水功能区纳污能力及限制排放总量

限制排污总量是分阶段实施水功能区水质管理的依据。不同的水功能区限制排污总量按不同的方法分别确定,同一水功能区不同水平年限制排污总量可以不同。排污口所在水功能区为“乌江彭水县开发利用区”。参考《彭水县水功能区纳污能力核定和分阶段限排总量控制方案报告》提出的限制排放量,乌江彭水县开发利用区水质目标为Ⅱ类,污染因子COD、NH3-N的限排放量分别为1211.08 t/a、165.05 t/a。

3.4水域水环境现状

本评价采用水质监测机构在2017年的水质检测报告进行区域水环境现状评价。评价方法采用地表水现状标准指数法评价,评价标准采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准。监测统计结果见表1。

评价按照《地表水资源质量评价技术规程》(SL395-2007),在水质(或营养状态)评价的基础上,对水功能区进行达标评价。水功能区达标评价参照水功能区管理目标(水质目标或营养状态目标)进行,水质类别(或营养状态)符合或优于该目标的为达标,劣于该目标的为不达标。根据2017年12月对外河坝断面的地表水监测数据显示,现状水质各项指标均达到该水功能区II类水质管理要求。

4人河排污口设置对水功能区水质和水生态环境影响分析

4.1影响范围

本污水处理厂处理规模0.75万m3/d,按设计正常运行。尾水排放达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准后排放。参考2017年9月污水处理厂出水水质监测报告,COD浓度均值为22.4 mg/L,NH3-N浓度均值为0.3 mg/L,按实际出水水质浓度进行预测分析。根据水功能区水质管理目标和水生态保护要求,结合本项目污水排放,选取COD、NH3-N作为水质预测评价指标。

本项目排污口位于乌江左岸,排污口河段河宽小于50 m,故对排污河段采用一维稳态水质模型,计算排污口至下游5 km的范围,相关污染因子COD、NH3-N的影响范围和影响程度,分析尾水排放对水功能区水质、水生态以及第三者权益的影响提供依据。

4.2预测模式

排污河段水量较小,根据《环境影响评价技术导则地面水环境》(HJ/T2.3-93),尾水排入乌江可视为完全混合(忽略纵向离散作用),预测模式采用河流一维模型:

4.3预测结果及评价

本项目建设处理规模为0.75万m3/d,为了预测最大影响值,同时考虑事故状况下的最大影响。排污口尾水排放源强参数见表2,监测断面为乌江外河坝监测断面,监测水质见表3。

乌江流经区内长66 km,多年平均流量1320 m3/s,平均坡降2.05‰。根據乌江多年水文资料统计,枯水期与平水期水质预测相关水文参数见表4,平、枯水期完全混合浓度见表5。

本项目工程平水期和枯水期条件下排污,对乌江下游的地表水环境影响预测,采用河流一维稳态预测模型,污水处理厂正常运行条件下,尾水排放COD、NH。一N的浓度整体随河流流向逐渐衰减,COD、NH3-N最大浓度贡献值与现状监测背景值叠加后,平水期COD和NH3-N预测浓度值分别在9.9291~10.0007mg/L、0.1672~0.1680 mg/L之间;枯水期COD和NH3一N预测浓度值分别在9.9520~10.0009 mg/L、0.1674~0.1680 mg/L之间。均满足《地表水环境质量标准》II类水域水质标准要求。因此,平、枯水期条件下,污水处理厂正常运行尾水排放,对乌江水质影响较小。

本污水处理厂事故运行条件下,尾水排放COD、NH3-N的浓度整体随河流流向逐渐衰减,COD、NH3-N最大浓度贡献值与现状监测背景值叠加后,平水期COD和NH3-N预测浓度值分别在9.9531~10.0249mg/L、0.1692~0.1700 mg/L之间;枯水期COD和NH3-N预测浓度值分别在9.9829~10.0320 mg/L、0.1699~0.1706 mg/L之间。事故排放条件下,污水处理厂收集污水后直接排放。排污口下游5000 m的范围,COD和NH3-N浓度均满足《地表水环境质量标准》Ⅱ类水域水质标准要求。因此,事故排放条件下,污水排放对乌江水环境具有一定影响,但预测指标能满足水质管理目标的要求值。运行期需加强电源及各构筑物日常运行管理,确保污水处理设备正常运行,修建事故池,防止事故排放对乌江水质影响。

4.4对水功能区水质影响分析

根据模型预测结果分析,本项目污水处理厂正常运行达标排放条件下,预测范围内,预测月份排污口下游乌江段COD和NH3-N预测浓度均满足《地表水环境质量标准》II类水域水质标准要求。正常排放条件下,本项目排污对“乌江彭水县开发利用区”水质影响较小。

事故排放条件下,本项目排污口下游的COD和NH3-N预测浓度较正常排放下浓度有轻微增加,但COD和NH3-N仍满足Ⅱ类水质标准要求,对“乌江彭水县开发利用区”水质影响较小。运行期须加强电源及各构筑物日常运行管理,确保污水处理设备正常运行,并做好紧急预案,修建事故池,防止事故排放,保护乌江水质及水生态环境。

4.5对生态的影响分析

污水处理厂工程属于市政环保工程,是彭水县人民政府对乌江污染现象采取的有效治理措施,对彭水县城、乌江以西片区、乌江以东片区和郁江以北片区的生活污水进行统一收集处理,对预防乌江污染起了积极作用。根据该项目的环境影响评价报告,原有排人乌江的污染物的量COD 821.25 t/a、BOD5 410.63 t/a、SS547.50 t/a、NH3-N 68.44 t/a、TN 82.13 t/a、TP 8.21t/a;本工程建成后排人乌江的污染物的量COD 64.51t/a、BOD5 286.57 t/a、SS 420.75 t/a、NH3-N 40.59 t/a、TN 26.72 t/a、TP 4.67 t/a;可减少进入乌江的污染物的量COD 756.74 t/a、BOD5 124.06 t/a、SS 126.75t/a、NH3-N 27.85 t/a、TN 55.41 t/a、TP 3.54 t/a。因此,本项目的实施对于改善乌江水质有积极作用,具有明显的环境正效益。

根据调查,本区域河段内存在产卵场和索饵场分布,主要的活动鱼类有鲤鱼、鲫鱼、青波、白甲、白鲢、花鲢、草鱼等,无重要珍稀鱼类和鱼类产卵场,现状乌江水质满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类标准的要求。现本项目外排尾水主要含常规污染物如COD、氨氮、总磷、TP、石油类等,下游无大型鱼类产卵场、越冬场和索饵场。根据水质预测结果分析,COD和氨氮的排放将不会改变乌江水质类别,对于渔类产量及水生生物的生存环境影响较小。