污水处理厂尾水对排放河道水质的影响

汪 锋，钱 庄，张 周，张雅晶，缪恒锋

(1.无锡市环境科学研究所，江苏无锡 214000；2.江南大学环境与土木工程学院，江苏无锡 214122)



污水处理厂尾水对排放河道水质的影响

汪 锋1，钱 庄1，张 周2，张雅晶2，缪恒锋2

(1.无锡市环境科学研究所，江苏无锡 214000；2.江南大学环境与土木工程学院，江苏无锡 214122)

摘要[目的]考察污水处理厂尾水排放对地表水的影响。[方法]以苏南地区某城镇污水处理厂为例，对污水处理厂尾水、纳污河道上、下游河水水质进行了连续1年的监测分析。[结果]尾水的集中排放导致排放口河水水质各指标明显高于上、下游河水，且排放口上游河水污染物平均浓度小于下游。空间上看，随着河道的自净、稀释作用，离污水处理厂排放口越远，水质呈好转趋势。时间上看，纳污河道的TN、TP和-N指标浓度呈现出冬季高、夏秋低的特点。[结论]污水处理厂尾水排放会导致排放河道营养盐(N和P)浓度的升高，应采取相关措施减小污水处理厂尾水排放对纳污河道及区域水环境造成的影响。

关键词污水处理厂；尾水；水环境；影响

1材料与方法

1.1断面设置选取苏南某城镇污水处理厂尾水和受纳水体为研究对象，以污水厂尾水排放口为污染源，以排放口上游1 km处(S1)为对照断面，排放口下游50 m处(S2)为控制断面，排放口下游1 km处(S3)和2 km处(S4)为削减断面进行连续监测，监测点位置见表1。2014年6月至2015年5月进行连续采样监测，采样频率为每月1次(每月15号)。

1.2样品采集污水厂出水直接在排放口采集，地表水采集水面以下0.3～0.5 m地表水样，进行多点取样混合。样品密封在事先准备好的干燥玻璃瓶中，4 ℃下暗处保存，24 h内完成所有样品分析。

表1　受纳水体的监测点位

2结果与分析

表2　城镇污水处理厂排放标准与地表水环境质量标准对比

2.2污水厂尾水对纳污河道污染物浓度的影响

2.2.1对COD浓度的影响。从图1可见，2014年6月到2015年5月污水厂出水COD浓度为42.000～48.700 mg/L，平均出水COD浓度为43.700 mg/L，满足一级A标准。控制断面S2监测点数据显示，COD浓度呈现一定的波动性，变化范围在23.000～48.000 mg/L，平均COD浓度为37.000 mg/L，指标略低于污水厂排放浓度，基本达到地表V类水标准。S2监测点COD变化趋势与污水厂排放出水基本保持一致，说明尾水对于纳污河道具有显著影响。

图1　污水厂出水与控制断面S2的COD浓度比较Fig.1　Comparison of COD concentration in municipal sewage plant’s effluents and S2 samples

2.2.2对TN浓度的影响。从图2可见，2014年6月到2015年5月污水厂出水TN浓度较稳定，浓度为10.400～14.600 mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。污水排入河道后迅速被河水稀释，S2监测点TN浓度相对于出水大幅下降，为4.720～5.780 mg/L，表明地表水体对于TN具有良好的降解功能。总体来说，地表水中的TN浓度和污水厂出水TN浓度不具显著相关性。S2监测点TN浓度整体呈先上升后下降的过程，夏季TN浓度明显低于冬季。这可能与水体中藻类生长周期有关，夏秋季为藻类和水生生物大量生长繁殖期，会大量消耗水中的无机氮、有机氮来供其生长，从而降低纳污河道中的TN含量；一旦进入冬季，藻类逐渐死亡被微生物分解，释放出大量铵盐进入水体，从而导致水体TN含量升高[11-12]。

图2　污水厂出水与控制断面S2的TN浓度比较Fig.2　Comparison of TN concentrations in municipal sewage plant’s effluents and S2 samples

图3　污水厂出水和控制断面S2的-N浓度比较Fig.3　Comparison of -N concentrations in municipal sewage plant’s effluents and S2 samples

2.2.4对TP浓度的影响。从图4可见，2014年6月到2015年5月污水厂出水TP浓度较稳定，未出现大范围波动，TP浓度为0.336～0.478 mg/L，平均浓度为0.402 mg/L，满足污水处理厂一级A标准排放。S2监测点的TP浓度为0.120～0.350 mg/L，同样显示出一定程度的降低，但下降幅度远小于TN。

图4　污水厂出水与控制断面S2的TP浓度比较Fig.4　Comparison of TP concentration in municipal sewage plant’s effluents and S2 samples

2.3污染物在纳污河道中的迁移转化

图5　纳污河道上下游污染物浓度变化情况Fig.5　Variation of pollutants concentration in the upstream and downstream of receiving river

进一步对于稀释断面(S3)和对照断面(S1)的污染物浓度进行比较，发现污水处理厂尾水的集中排放致使纳污河道各污染物浓度升高，经过一段时间水体的自净能力，各污染物浓度有一定的削减，但仍高于排放口上游S1监测点。这说明低污染尾水的排放使得纳污河道污染负荷上升，对河道水环境产生一定影响。此外，S2、S3和S4监测点各污染物浓度总体呈下降趋势。这表明离排放口越远，河道中污染物浓度越低，通过河道自净作用和稀释作用，能够对排入的污染物有一定程度的消解。

2.3.3丰枯水期的影响。苏南地区一般是在雨季或者夏季气温持续升高的时期为丰水期，河道水量丰富，延续时间较长；当冬季气温较低时，流域内地表水流枯竭，主要依靠地下水补给水源的时期，河道水位较低，称为枯水期。根据苏南地区水文特点，5～9月为丰水期，12～2月为枯水期，3～4月和10～11月为平水期。从图5可见，纳污河道各监测点水质指标在枯水期和平水期整体上高于丰水期。以TN为例，枯水期S1、S2、S3、S4监测点平均浓度分别为4.520、7.070、4.610和4.210 mg/L，丰水期TN平均浓度分别为3.250、5.180、4.460和3.600 mg/L。其主要原因在于：①丰水期径流量大，能够对水体污染物进行一定程度的稀释；②丰水期水体流速较快，有利于水体复氧，提高水体溶解氧而增强水体微生物活性，有利于污染物的有效降解[17]。

3结论与建议

3.2建议综上所述，城镇污水处理厂一级A标准排放的尾水中污染物浓度仍远高于地表V类水环境质量标准，尽管地表水系统能够有效稀释和降解污染物，但是其排放仍会导致纳污河道营养盐(N、P)的显著升高。为减小污水厂尾水排放对纳污河道以及区域水环境造成的影响，笔者提出以下建议：

(2)加强污染源控制方面的研究，为政府项目决策提供科学的水环境、水土保持和生态等方面的资料。针对城镇污水处理厂尾水的特性，采用生态处理技术进行深度处理，使TN、TP等污染指标的浓度进一步降低。

(3)积极推动清洁生产，做好污染物的源头控制工作，合理规划和布局入河排污口，提高排污口监督管理水平。实现水质的良性循环和水资源的可持续利用，促进经济、社会、生态的健康持续发展。

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基金项目国家“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项子课题(2012ZX07101-006；2013ZX07101-014)。

作者简介汪锋(1970- )，男，江苏宜兴人，工程师，从事环境质量管理和评价研究。

收稿日期2016-03-16

中图分类号X 824

文献标识码A

文章编号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