園區污廢水排放對周邊水環境的影響與污廢水集中處理方法研究

車賽男　張聰　黃俊樺

摘要：文章研究分析園區污廢水排放對周邊水環境的影響，設計污廢水集中處理方法，以維護園區周邊的水環境生態質量。首先，建立園區地下水和地表水數值模型，描述污廢水滲透和擴散的影響范圍，并劃分污廢水影響邊界。然后，根據氣象預估地下水位變化，劃分污廢水造成的污染范圍。最后，建立污廢水集中處理體系，通過多層級細粒度組合對污廢水實施處理，再通過微生物和化學手段完成對園區污廢水的集中處理。實驗表明，該方法能有效地降低污廢水的污染影響。

關鍵詞：污廢水排放；不規范排污；水環境保護；滲透和擴散；廢水集中處理體系

中圖分類號：X703.1 文獻標志碼：B

前言

由于發展前期對工業同區環境的評估不專業，導致園區規劃和設計方案對后續發展協調考慮甚少，同區規劃范圍及選址并不十分合理。在追求經濟利益的同時，忽略了環境保護的重要性，很多園區在排污過程中存在不規范排放，致使園區周邊存在污染，周邊生態遭到破壞。水資源是目前重要的資源之一，因此，檢測園區污廢水排放對周邊水環境的影響是必要的，以及如何有效地對污廢水進行集中化處理，也是目前關鍵的研究課題。

李鑫1等人研究一種低強度超聲波污水處理法，利用超聲波輻照，實現對污廢水中有機物的去除，在厭氧反應中去除酶活性等物質，降低污水活性；龍中亮等人研究一種膜技術污水處理法，在外界壓力的驅動下，降低膜處理技術中材料成本，增加膜材料的正向滲透，完成污廢水處理。但上述兩種方法效果并不理想。

因此文章建立地下水和地表水的概念數學模型，從滲透和擴散兩方面進行影響范圍研究，設計的集中處理方法結合物理和化學手段，實現污廢水處理。

1 園區污廢水不規范排放對周邊環境的影響

選擇M園區為研究對象，建立周邊水環境地質概念數學模型：

其中，K為污廢水坐標軸方向的滲透系數，Ω為水環境的概念模型計算區域，H0為園區污廢水的初始水位，H為當前水位，H（x，y，z，t）為污廢水與周邊水環境邊界Ω和Γ上坐標點（x，y，z）在t時刻的水頭，φ（x，y，z，t）為邊界Γ上的已知函數，a為水質影響因子，S為源項，n為排污口邊界外的法向。

將模式時間定位3年，導入水環境的初始水頭數據。對地下水水質運移的數學模型，得到：

其中，R為污廢水滲透的遲滯系數，ρ為地下水介質密度，θ為地下巖層的介質孔隙度，C為地下巖層的組分濃度，C0為組分濃度的變化量，C為地下巖層介質骨架的吸附溶質濃度，W為周邊水環境的源和匯，λ為自然降解系數。

將地下水未來開采量近似值和污廢水滲漏為研究要素。計算CODcr、NH3-N的擴散范圍和影響程度：污染物擴散過程方程如式（3）：

2 園區污廢水集中處理方法

利用超聲波污水處理方法分解和隔離污染物，實際污廢水在集中的區域完成處理再排放。通過曝氣，氧氣與污廢水中的物質交互，反應池的活性泥分解和吸附園區污廢水，計算機技術輔助和控制。好氧系統中，過濾和沉淀后的污廢水進入生物反應裝置，完成有機物的生化分解。厭氧系統下，微生物在無氧狀態轉化污染物為沼氣，產生可利用氣體。化學手段消毒處理污廢水，減少病原體和微生物。排放前，中和控制pH值，減少重金屬等物質含量。

3 實驗分析

實驗建立1：120000的排放口及周邊水環境地圖模型，以2021年1月26日下午1時至2月1日下午3時的水位數據，實地勘測水位變化，設定A點、B點、C點為記錄地點，設定10個水位檢測站，見圖1。

將模型時間步長設定60s，以2021年1月24日00：00時的水位及數據結果為驗證標準。不規范排污口所屬支流的最大流速約為0.84m/s。實驗模擬園區污廢水排放量為每天1萬噸。污染物影響評價因子包括COD、無機氮和活性磷酸鹽，排放濃度不超過50/15/0.5mg/L，污染影響范圍見圖2。

統計獲得集中污染因子在不同增量濃度下最大影響范圍，見表1。

通過兩個揮發酚標準樣本，連續6次進樣，將所提方法與低強度超聲波污水處理法、膜技術污水處理法結果比較見圖3。

根據圖3可知，低強度超聲波法可簡單過濾污廢水，但難以去除污染因子；膜技術污水法處理后排放的污廢水顏色正常，存在潛在污染因子，影響周邊生物生長；文章方法結合多種方法，有效去除大顆粒污染物，通過多層級的物理、化學辦法相結合，最終排放的水質清澈，植物生長茂盛，與生態環境融合。

4 結束語

文章針對園區污廢水不規范排放對周邊水環境產生的影響進行深入研究。通過建立地表水和地下水兩個分區的數學概念模型，詳細研究了污廢水在不規范排放過程中經過滲透和擴散對周邊水環境產生的污染面積。經過深入探討和多方面考量，提出一種集中處理方法。在集中處理過程中，采用多層級過濾體系，實現對污廢水的沉淀、混凝、過濾等步驟。這種處理方法可以有效降低污廢水的污染能力，保護周邊水環境。此外，利用微生物的有機轉化作用，進一步提高污廢水處理的效率和效果。實驗結果表明，文章研究的方法有效地計算出污廢水影響區域范圍，并有效地降低污廢水的污染影響，為維護園區周邊的水環境生態質量提供有力支持。