邱福瓊 徐興 溫海燕 孟令鵬
沭陽縣隴集鎮污水處理廠排污口設置淺析
邱福瓊 徐興 溫海燕 孟令鵬
近年來,隨著鄉鎮工農業生產的發展和人口的增長,鎮區廢污水排放量逐年增加,大量未經處理的污水進入水體對水環境產生惡劣的影響,導致區域周邊的地表水水質下降,河道淤積狀況加劇。現有排水設施遠遠滿足不了地區經濟發展需求,管網收集普及率低、建設標準不到位、排水設施呈無序狀態等現象,造成水體的污染,給沭陽縣水資源的開發利用帶來很大難度,進一步加劇了水資源的供需矛盾,制約了地區發展的步伐。為了更好地貫徹國家“十三五”節能減排的政策和進一步改善當地水環境質量,建設鄉鎮污水處理廠和污水管網收集系統工程的,將改變鄉鎮地區污水亂排的現象,極大改善區域水環境質量。
沭陽縣地處江蘇北部,沂沭泗河水系下游,屬魯南丘陵與江淮平原過渡帶。縣域介于北緯33°53′~34° 25′,東經118°30′~119°10′之間,東西60km,南北55km。東與連云港接壤,南與淮安市毗鄰,西倚宿遷,北接徐州,是徐、連、淮、宿四市結合部。
隴集鎮污水處理廠位于沭陽縣隴集鎮境內,工程建設規模2000m3/d,污水處理工藝采用:一級處理(過濾+沉淀)+二級處理(A2O(厭氧+缺氧+好氧)+二沉池)+深度處理(高效沉淀池+轉盤過濾器)+紫外消毒,尾水排放標準執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準,工程主要收集隴集、劉集、北丁集3鎮鎮區污水。
隴集鎮污水廠新建排污口位于十四斗溝左岸,排污口性質為市政污水處理廠尾水排放口,24h連續性排放,污水處理廠尾水經暗管直接排入廠區東側的十四斗溝,流經兔藏溝進入大澗河沭陽農業用水區。
1.水文條件分析
污水處理廠尾水對河道水質的影響程度主要與河道水流量、流速等水文要素相關。此次分析從一般豐水年(P=25%)、平水年(P=50%)、特枯水年(P=90%)等不同水期分別計算污水影響程度。由于十四斗溝、兔藏溝、大澗河均缺少長系列的流量監測資料,因此,此次通過不同水期的降雨量資料,采取降雨徑流關系推算納污河道的不同頻率水期的徑流量。計算區域降雨量代表站沭陽雨量站1956~2015年共計60年的雨量資料系列,通過點繪PⅢ型頻率曲線,查出不同保證率年降雨量分別為1069.9mm、865.0mm、634.0mm。通過《江蘇省水資源手冊》,年降雨徑流關系曲線查得,區間25%、50%、90%保證率年徑流深分別為330mm、170mm、62mm,根據實測十四支溝、兔藏溝、大澗河典型河道斷面,過水面積分別為7.7m2、11.0m2、43.0m2,分別計算三條河流的流量、流速。
2.河道納污能力計算
根據《納污能力計算規程》,選用一維水質模型來計算河段的納污能力。相應的水域納污能力公式:

根據對納污河道十四斗溝、兔藏溝和大澗河水域的納污能力分析得出,項目入河排污量COD:36.5t/a、NH3-N:3.65t/a,超過十四斗溝的納污能力COD:14.3t/a、NH3-N:1.45t/a,低于兔藏溝的納污能力COD:37.3t/a、NH3-N:4.29t/a,尾水匯入大澗河后,低于大澗河農業用水區的納污能力COD:68.6t/a,NH3-N:17.7 t/a。可以看出項目尾水排放對十四斗溝、兔藏溝現狀水質存在較大影響,對大澗河沭陽農業用水區影響符合水功能區納污總量控制的要求。
3.尾水影響范圍預測
(1)一維水質模型
根據《水域納污能力計算規程》關于水質計算模型的適用條件,此次分析計算選用河流一維模型。公式如下:

(2)影響范圍預測成果
通過對不同水期隴集鎮污水處理廠尾水降解過程的分析計算,25%、50%、90%不同保證率水期,尾水對十四斗溝影響較大,渠末端水質COD分別為35.0mg/L(Ⅴ類)、33.5 mg/L(Ⅴ類)、34.5 mg/L(Ⅴ類);NH3-N分別為2.90 mg/L(劣Ⅴ類)、2.90 mg/L(劣Ⅴ類)、3.10mg/L(劣Ⅴ類);兔藏溝末端COD分別為31.4mg/L(Ⅴ類)、30.2mg/L(Ⅴ類)、27.8mg/L(Ⅳ類);NH3-N分別為0.5 mg/L(Ⅱ類)、0.6 mg/L(Ⅲ類)、0.9 mg/L(Ⅲ類),雖未滿足渠道Ⅴ類水質的管理目標,但已滿足《農田灌溉水質標準》(GB5084-2005)的水質標準。尾水通過兔藏溝2.05km匯入大澗河,水質COD、NH3-N污染因子降解凈化達到Ⅲ類標準。尾水對十四斗溝、兔藏溝水質影響較大,但滿足農田灌溉要求;對大澗河水質基本沒有影響。
1.對水功能區影響分析
根據分析計算,近期隴集鎮、劉集鎮的1443m3/d鄉鎮污水匯入大澗河,COD、NH3-N污染物排入量分別為173.8t/a、15.81t/a;北丁集鄉557m3/d鄉鎮污水匯入劉柴河,COD、NH3-N污染物排入量分別為67.1t/a、6.10t/a。近期2020年隴集鎮污水處理廠建成運行后,三鎮區污水均接入污水處理廠集中處理后排十四斗溝經兔藏溝,匯入大澗河沭陽農業用水區,COD、 NH3-N污染物排入量分別為36.5t/a、3.65t/a,經對比,劉柴河農業用水區COD、NH3-N排入量分別減少了67.1t/a、6.10t/a,大澗河農業用水區COD、NH3-N排入量分別減少了137.3t/a、12.16t/a。
通過對項目尾水排放的影響程度分析,在多年平均(50%保證率降雨)水文條件下,污水處理廠尾水正常達標排放的情況下,對十四斗溝、兔藏溝的水質存在一定的影響,水質分別為COD:33.5mg/L(Ⅴ類)、30.2mg/L(Ⅴ類),NH3-N:2.90mg/L(劣Ⅴ類)、0.6mg/L(Ⅲ類),雖未達標,但已滿足農業灌溉用水水質的需求;尾水進入大澗河混合后達到地表水Ⅲ類目標,即使在發生污水處理廠事故排放的情況下,尾水進入大澗河將下泄約1.25km達到地表水Ⅲ類目標,同樣不會影響水功能區的達標考核。因此,項目尾水排入十四斗溝通過兔藏溝并匯入大澗河,對大澗河水功能區的水質及納污總量控制管理均影響較小。
2.對水生態的影響分析
十四斗溝為灌溉河道,灌溉期通過兔藏溝引取大澗河的水源補充灌溉,非灌溉期河道來水較少,長期處于低水位甚至干枯狀態,沿線基本無生態保護工程。大澗河為區域灌溉、排澇河道,主要通過淮柴閘引淮沭河的水源,河道中部有大澗河閘控制,非灌溉期河道水量較少,且受沿線農村面源污染的影響,水質常發生超標現象,現狀河道內主要生長著大量耐污染型水生植物,沿線基本無水生態保護工程。因此,項目入河排污口的設置對區域納污河道的水生態基本沒有影響。項目建設對河道的入河污染物量起到削減作用,對河道水生態水環境起到積極改善的作用。
3.對地下水影響的分析
大澗河沿線的鄉鎮居民飲用水采用深層水井供水,預計在2017年通過農村飲水安全工程和區域供水工程隴集鎮與劉集鎮將實現地表水廠供水。根據區域鄉鎮集中供水井的分布情況,飲用地下水水源井基本為深約100m以下的Ⅲ承壓含水層,而項目尾水主要對潛層地下水水質產生一定的影響,對Ⅲ承壓含水層影響很小。大澗河沿線可能存在少量的工業、農業取用淺層水的用戶,但項目尾水水質達一級A標準,基本可以滿足大部分對水質要求不高的工業用水和農業用水。因此,項目尾水排入十四斗溝、通過兔藏溝匯入大澗河,對河道沿線的淺層地下水存在一定的影響,對沿線主要開采利用的深層含水層水質影響很小;對河道沿線地下水取用水戶影響較小。
4.對第三者影響分析
通過對十四斗溝、兔藏溝、大澗河河道沿線取用水戶的實地調查,十四斗溝排污口下游河段僅有1處農灌取水口,兔藏溝河段有3個農業灌溉取水口,大澗河段現沒有取水口,且上述取水口全部用于農灌用水,現狀取水正常,而項目的建成運行對水質具有改善的作用,并且排放的尾水可以滿足農業灌溉用水的水質要求,不會影響到農灌取用水戶的用水安全。
1.結論
項目工程符合國家相關節能減排、保護水環境的政策;工程規模和尾水排放標準設計合理;工程處理工藝先進可靠,滿足達標排放的要求;排污口位置設置合理、排放方案可行,對區域水環境影響較小,對納污水功能區水質、水生態影響較小,滿足水功能區納污總量控制目標的管理要求;對區域第三者權益影響較小。項目入河排污口設置方案總體評價合理可行。
2.建議
運行管理單位加強運行管理,確保工程正常運行,尾水達標排放,環保部門應加強對重點污染企業接管水質監控,防止超標準高污染污水接入對污水處理工程的生化系統造成嚴重破壞,影響出水水質。對出廠水水質須進行實時在線監測,建議在廠區內設置應急事故蓄水池,可以滿足8~12h的應急蓄水量。遠期建議將建制鎮污水處理廠的尾水集中排入新沂河尾水通道入海■
(作者單位:江蘇省水文水資源勘測局宿遷分局223800江蘇省水文水資源勘測局無錫分局214031無錫市城市防洪工程管理處214000江蘇省水文水資源勘測局泰州分局225300)
(專欄編輯:張婷)