污水處理廠尾水對排放河道水質的影響

汪 鋒，錢 莊，張 周，張雅晶，繆恒鋒

(1.無錫市環境科學研究所，江蘇無錫 214000；2.江南大學環境與土木工程學院，江蘇無錫 214122)

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污水處理廠尾水對排放河道水質的影響

汪 鋒1，錢 莊1，張 周2，張雅晶2，繆恒鋒2

(1.無錫市環境科學研究所，江蘇無錫 214000；2.江南大學環境與土木工程學院，江蘇無錫 214122)

摘要[目的]考察污水處理廠尾水排放對地表水的影響。[方法]以蘇南地區某城鎮污水處理廠為例，對污水處理廠尾水、納污河道上、下游河水水質進行了連續1年的監測分析。[結果]尾水的集中排放導致排放口河水水質各指標明顯高于上、下游河水，且排放口上游河水污染物平均濃度小于下游。空間上看，隨著河道的自凈、稀釋作用，離污水處理廠排放口越遠，水質呈好轉趨勢。時間上看，納污河道的TN、TP和-N指標濃度呈現出冬季高、夏秋低的特點。[結論]污水處理廠尾水排放會導致排放河道營養鹽(N和P)濃度的升高，應采取相關措施減小污水處理廠尾水排放對納污河道及區域水環境造成的影響。

關鍵詞污水處理廠；尾水；水環境；影響

1材料與方法

1.1斷面設置選取蘇南某城鎮污水處理廠尾水和受納水體為研究對象，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)為削減斷面進行連續監測，監測點位置見表1。2014年6月至2015年5月進行連續采樣監測，采樣頻率為每月1次(每月15號)。

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，進行多點取樣混合。樣品密封在事先準備好的干燥玻璃瓶中，4 ℃下暗處保存，24 h內完成所有樣品分析。

表1　受納水體的監測點位

2結果與分析

表2　城鎮污水處理廠排放標準與地表水環境質量標準對比

2.2污水廠尾水對納污河道污染物濃度的影響

2.2.1對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A標準。控制斷面S2監測點數據顯示，COD濃度呈現一定的波動性，變化范圍在23.000～48.000 mg/L，平均COD濃度為37.000 mg/L，指標略低于污水廠排放濃度，基本達到地表V類水標準。S2監測點COD變化趨勢與污水廠排放出水基本保持一致，說明尾水對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濃度較穩定，濃度為10.400～14.600 mg/L，滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A標準。污水排入河道后迅速被河水稀釋，S2監測點TN濃度相對于出水大幅下降，為4.720～5.780 mg/L，表明地表水體對于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濃度不具顯著相關性。S2監測點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，夏秋季為藻類和水生生物大量生長繁殖期，會大量消耗水中的無機氮、有機氮來供其生長，從而降低納污河道中的TN含量；一旦進入冬季，藻類逐漸死亡被微生物分解，釋放出大量銨鹽進入水體，從而導致水體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濃度較穩定，未出現大范圍波動，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A標準排放。S2監測點的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

進一步對于稀釋斷面(S3)和對照斷面(S1)的污染物濃度進行比較，發現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，經過一段時間水體的自凈能力，各污染物濃度有一定的削減，但仍高于排放口上游S1監測點。這說明低污染尾水的排放使得納污河道污染負荷上升，對河道水環境產生一定影響。此外，S2、S3和S4監測點各污染物濃度總體呈下降趨勢。這表明離排放口越遠，河道中污染物濃度越低，通過河道自凈作用和稀釋作用，能夠對排入的污染物有一定程度的消解。

2.3.3豐枯水期的影響。蘇南地區一般是在雨季或者夏季氣溫持續升高的時期為豐水期，河道水量豐富，延續時間較長；當冬季氣溫較低時，流域內地表水流枯竭，主要依靠地下水補給水源的時期，河道水位較低，稱為枯水期。根據蘇南地區水文特點，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，納污河道各監測點水質指標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監測點平均濃度分別為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，能夠對水體污染物進行一定程度的稀釋；②豐水期水體流速較快，有利于水體復氧，提高水體溶解氧而增強水體微生物活性，有利于污染物的有效降解[17]。

3結論與建議

3.2建議綜上所述，城鎮污水處理廠一級A標準排放的尾水中污染物濃度仍遠高于地表V類水環境質量標準，盡管地表水系統能夠有效稀釋和降解污染物，但是其排放仍會導致納污河道營養鹽(N、P)的顯著升高。為減小污水廠尾水排放對納污河道以及區域水環境造成的影響，筆者提出以下建議：

(2)加強污染源控制方面的研究，為政府項目決策提供科學的水環境、水土保持和生態等方面的資料。針對城鎮污水處理廠尾水的特性，采用生態處理技術進行深度處理，使TN、TP等污染指標的濃度進一步降低。

(3)積極推動清潔生產，做好污染物的源頭控制工作，合理規劃和布局入河排污口，提高排污口監督管理水平。實現水質的良性循環和水資源的可持續利用，促進經濟、社會、生態的健康持續發展。

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

作者簡介汪鋒(1970- )，男，江蘇宜興人，工程師，從事環境質量管理和評價研究。

收稿日期2016-03-16

中圖分類號X 824

文獻標識碼A

文章編號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