城鎮再生水廠入河排污口設置論證實例

鄔振江，李超，柴曉娟(江蘇龍環環境科技有限公司，江蘇 常州 213002)

1 工程概況

常州溧陽市南渡再生水廠位于南渡鎮北側舊縣村西北側2 km處，西距上興鎮1.1 km，東側緊鄰南渡新材料工業集中區，南側距離北河0.8 km。水廠入河排污口設置于南渡舊縣村錢家村東的北河左岸處(119°17′09″E、31°28′12″N)，位于規劃廠址西南側900 m處。項目處理總規模為4.5 萬t/d，共分為3 期，每期處理規模均為1.5 萬t/d，近期為第1 期。出水水質要求達到《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)Ⅲ類標準[2]。尾水達標處理后直接排入北河。

1.1 處理工藝

1.1.1 廢水來源

南渡再生水廠廢水主要來自于賽得利(中國)纖維項目。該項目生產廢水和員工生活污水經企業內部污水處理站(“預處理”+“A2/O”工藝)處理達到GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A 標準要求后，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，處理工藝流程見圖1。達標處理尾水30%回用至廠區內，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需氧量(CODcr)、氨氮、總磷等常規污染物，排放濃度分別為20 mg/L、1.0 mg/L、0.2 mg/L。不涉及有毒有機污染物、重金屬或持久性有毒化學污染物排放。

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，因外排尾水實現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-72%、-86%、-72%。

1.3 論證水域水質現狀

南渡再生水廠尾水達標處理后直入北河(起點：上興河；終點：丹金溧漕河，全程約20.25 km)。根據水質資料分析，北河水功能區為溧陽工業、農業用水區(水功能區劃碼F1201015053152)，2020 年水質目標為III 類。但根據環保部門2020 對考核斷面水質例行監測結果發現，部分水域存在污染物超標現象(以氨氮和總磷為主)。因此，南渡再生水廠尾水達標排放后對北河水系環境能起到改善作用。

2 納污能力分析

經對再生水廠主要污染物和特征污染物進行綜合分析，結合本地區河流水體污染的現狀，該項目納污能力核算指標為化學需氧量(CODcr)、氨氮。

2.1 納污能力計算模型

考慮到區域相關河道規模均較小，寬深比不大，污染物質能在較短的時段內在斷面縱向上進行混合，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模型進行計算。

(1)河段的污染物濃度計算

式中：C0為初始斷面的污染物濃度(mg/L)；Cx 為流經x 距離后的污染物濃度(mg/L)；X 為沿河段的縱向距離(m)；u 為設計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[1](1/s)。

(2)相應河段的水域納污能力計算

式中：M 為水域納污能力(g/s)；Cs為水質目標濃度值(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 計算條件的確定

北河水域有效納污能力計算河段選主要為尖圩港至綢繆橋段和錢家村東至綢繆橋段，計算河長為9.8 km 和14.7 km。按照《水域納污能力計算規程》(GB/T 25173—2010)，納污能力計算設計水文條件“應采用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計流量”。

2.3 計算參數的確定

根據GB/T 25173-2010《水域納污能力計算規程》，以水功能區目標水質或河道現狀水質作為入流斷面水質濃度的初始值C0。因此，北河計算河段的C0取目標濃度值，CODcr 為20 mg/L，氨氮為1.0 mg/L，總磷為0.2 mg/L。控制標準(Cs)值的確定同C0。本次計算中，北河設計流量(μ)取90%保證率最枯月平均流量，值為0.174 m3/s。

本項目綜合衰減系數(K)采用多點水質實測并結合周夢雷[3]等學者關于該區域內河網污染物綜合衰減系數的研究而確定，區域計算河段CODcr、氨氮和總磷綜合衰減系數分別為0.044(1/d)，0.055(1/d)和0.06(1/d)。

2.4 納污能力計算結果

根據河流一維模型及以上設計參數，得出北河錢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果。

3 對水質、生態環境影響分析

3.1 對水功能區水質影響分析

南渡再生水廠尾水排口處河流(北河)水功能區水質目標(2020 年)為III 類，但根據環保部門部分考核斷面水質監測結果顯示，河段水質存在超標現象，無法穩定維持河流的III 類水質目標。再生水廠尾水排放標準為III 類，總體來說，排放尾水會改善河流水質。

3.2 對生態環境影響分析

據分析，北河不是主要產魚區，也不是魚類產卵場，因此再生水廠尾水正常排放情況下，不會對水生態環境產生影響。

3.3 對第三者影響分析

經現場調研，排口下游現總共有900 畝水產養殖魚塘和5000 畝農業灌溉地，長期取水于北河。經分析，再生水廠尾水排放不僅不會影響下游取水，在部分河段還有改善水質效果。

3.4 對地下水影響分析

入河排口設置于地表之上，就近排入周邊河道內，不會對區域地下水產生直接影響。入河排口配套的管網采用淺土地埋方式，管網內少量的污水會滲漏進入淺表土壤內進一步消納和降解，不會對深層承壓水造成影響。

4 入河排污口設置合理性分析

4.1 與區域相關規劃的符合性分析

南渡再生水廠對賽得利(中國)纖維有限公司的外排污水進行深度處理，不僅最大限度降低該項目外排污染物量、保護區域生態環境，還能解決企業工業污水及生活污水問題，穩固現有產業基礎。因此，綜合全面的符合性分析，排口設置符合區域相關規劃、政策要求。

4.2 水功能區管理符合性分析

再生水廠排污口所在河流水功能區水質目標為III 類，但部分河段水質不穩定，有劣III 類現象，水廠排放尾水穩定為III 類，因此不僅能滿足水功能區水質要求，還能有效改善部分河段水質。

4.3 排污口位置設置合理

本項目充分考慮當地地勢條件，盡可能減少了管網輸送距離，降低了環境風險影響。排污口所在斷面及下游無其他取水用戶，岸坡穩定。綜合分析，排口位置設置對北河河道的影響較小，滿足河道管理要求，因此排口位置設置基本合理。

5 結語

(1)南渡再生水廠近期處理規模為1.5 萬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果。

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

(3) 建議嚴格控制水廠尾水排放濃度限值，使其穩定達標；建立安全保障應急預案；建造事故排放蓄水池；加大污水、廢水的回用力度，進一步減少廢污水、污染物排放。