城镇再生水厂入河排污口设置论证实例

邬振江，李超，柴晓娟(江苏龙环环境科技有限公司，江苏 常州 213002)

1 工程概况

常州溧阳市南渡再生水厂位于南渡镇北侧旧县村西北侧2 km处，西距上兴镇1.1 km，东侧紧邻南渡新材料工业集中区，南侧距离北河0.8 km。水厂入河排污口设置于南渡旧县村钱家村东的北河左岸处(119°17′09″E、31°28′12″N)，位于规划厂址西南侧900 m处。项目处理总规模为4.5 万t/d，共分为3 期，每期处理规模均为1.5 万t/d，近期为第1 期。出水水质要求达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准[2]。尾水达标处理后直接排入北河。

1.1 处理工艺

1.1.1 废水来源

南渡再生水厂废水主要来自于赛得利(中国)纤维项目。该项目生产废水和员工生活污水经企业内部污水处理站(“预处理”+“A2/O”工艺)处理达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A 标准要求后，全部排入南渡再生水厂深度处理。

1.1.2 处理工艺

南渡再生水厂采用“磁混凝+活性炭吸附+纳滤膜”处理工艺，处理工艺流程见图1。达标处理尾水30%回用至厂区内，70%外排，回用尾水送回赛得利净水厂处理后回用。

1.2 污染物排放情况

1.2.1 污染物排放种类与浓度

南渡再生水厂尾水外排污染物主要为化学需氧量(CODcr)、氨氮、总磷等常规污染物，排放浓度分别为20 mg/L、1.0 mg/L、0.2 mg/L。不涉及有毒有机污染物、重金属或持久性有毒化学污染物排放。

1.2.2 污染物排放总量

图1 南渡再生水厂处理工艺流程图

南渡再生水厂近期污水处理量为499.5 t/a，污染物CODcr、氨氮、总磷处理量分别为236.25 t/a、23.625 t/a、2.363 t/a，因外排尾水实现30%回用，尾水最终外排量为349.65t/a，污染物CODcr、氨氮、总磷最终排放量分别为66.15 t/a、9.923 t/a、1.985t/a，最终削减比分别达-72%、-86%、-72%。

1.3 论证水域水质现状

南渡再生水厂尾水达标处理后直入北河(起点：上兴河；终点：丹金溧漕河，全程约20.25 km)。根据水质资料分析，北河水功能区为溧阳工业、农业用水区(水功能区划码F1201015053152)，2020 年水质目标为III 类。但根据环保部门2020 对考核断面水质例行监测结果发现，部分水域存在污染物超标现象(以氨氮和总磷为主)。因此，南渡再生水厂尾水达标排放后对北河水系环境能起到改善作用。

2 纳污能力分析

经对再生水厂主要污染物和特征污染物进行综合分析，结合本地区河流水体污染的现状，该项目纳污能力核算指标为化学需氧量(CODcr)、氨氮。

2.1 纳污能力计算模型

考虑到区域相关河道规模均较小，宽深比不大，污染物质能在较短的时段内在断面纵向上进行混合，且污染物浓度在断面横向上变化不大，因此选用河流一维水质模型进行计算。

(1)河段的污染物浓度计算

式中：C0为初始断面的污染物浓度(mg/L)；Cx 为流经x 距离后的污染物浓度(mg/L)；X 为沿河段的纵向距离(m)；u 为设计流量下河道断面的平均流速(m/s)；K 为污染物综合衰减系数[1](1/s)。

(2)相应河段的水域纳污能力计算

式中：M 为水域纳污能力(g/s)；Cs为水质目标浓度值(mg/L)；Q 为初始断面的入流流量(m3/s)；Qp为废污水排放流量(m3/s)。

2.2 计算条件的确定

北河水域有效纳污能力计算河段选主要为尖圩港至绸缪桥段和钱家村东至绸缪桥段，计算河长为9.8 km 和14.7 km。按照《水域纳污能力计算规程》(GB/T 25173—2010)，纳污能力计算设计水文条件“应采用90%保证率最枯月平均流量或近10 年最枯月平均流量作为设计流量”。

2.3 计算参数的确定

根据GB/T 25173-2010《水域纳污能力计算规程》，以水功能区目标水质或河道现状水质作为入流断面水质浓度的初始值C0。因此，北河计算河段的C0取目标浓度值，CODcr 为20 mg/L，氨氮为1.0 mg/L，总磷为0.2 mg/L。控制标准(Cs)值的确定同C0。本次计算中，北河设计流量(μ)取90%保证率最枯月平均流量，值为0.174 m3/s。

本项目综合衰减系数(K)采用多点水质实测并结合周梦雷[3]等学者关于该区域内河网污染物综合衰减系数的研究而确定，区域计算河段CODcr、氨氮和总磷综合衰减系数分别为0.044(1/d)，0.055(1/d)和0.06(1/d)。

2.4 纳污能力计算结果

根据河流一维模型及以上设计参数，得出北河钱家村东至绸缪桥河段效纳污能力COD 为284.76 t/a，氨氮18.711 t/a，总磷5.6 t/a；北河尖圩港至绸缪桥段有效纳污能力COD 为177.782 t/a，氨氮11.48 t/a，总磷为2.52 t/a。尾水CODcr、氨氮、总磷最终排放量分别为66.15 t/a、9.923 t/a、1.985 t/a，均小于两河段纳污能力核算结果。

3 对水质、生态环境影响分析

3.1 对水功能区水质影响分析

南渡再生水厂尾水排口处河流(北河)水功能区水质目标(2020 年)为III 类，但根据环保部门部分考核断面水质监测结果显示，河段水质存在超标现象，无法稳定维持河流的III 类水质目标。再生水厂尾水排放标准为III 类，总体来说，排放尾水会改善河流水质。

3.2 对生态环境影响分析

据分析，北河不是主要产鱼区，也不是鱼类产卵场，因此再生水厂尾水正常排放情况下，不会对水生态环境产生影响。

3.3 对第三者影响分析

经现场调研，排口下游现总共有900 亩水产养殖鱼塘和5000 亩农业灌溉地，长期取水于北河。经分析，再生水厂尾水排放不仅不会影响下游取水，在部分河段还有改善水质效果。

3.4 对地下水影响分析

入河排口设置于地表之上，就近排入周边河道内，不会对区域地下水产生直接影响。入河排口配套的管网采用浅土地埋方式，管网内少量的污水会渗漏进入浅表土壤内进一步消纳和降解，不会对深层承压水造成影响。

4 入河排污口设置合理性分析

4.1 与区域相关规划的符合性分析

南渡再生水厂对赛得利(中国)纤维有限公司的外排污水进行深度处理，不仅最大限度降低该项目外排污染物量、保护区域生态环境，还能解决企业工业污水及生活污水问题，稳固现有产业基础。因此，综合全面的符合性分析，排口设置符合区域相关规划、政策要求。

4.2 水功能区管理符合性分析

再生水厂排污口所在河流水功能区水质目标为III 类，但部分河段水质不稳定，有劣III 类现象，水厂排放尾水稳定为III 类，因此不仅能满足水功能区水质要求，还能有效改善部分河段水质。

4.3 排污口位置设置合理

本项目充分考虑当地地势条件，尽可能减少了管网输送距离，降低了环境风险影响。排污口所在断面及下游无其他取水用户，岸坡稳定。综合分析，排口位置设置对北河河道的影响较小，满足河道管理要求，因此排口位置设置基本合理。

5 结语

(1)南渡再生水厂近期处理规模为1.5 万t/d，尾水最终外排量为349.65 t/a，污染物CODcr、氨氮、总磷最终排放量分别为66.15 t/a、9.923 t/a、1.985 t/a，均低于河段纳污能力核算结果。

(2)入河排污口设置后不仅能满足水功能区水质要求，还能有效改善部分河段水质。

(3) 建议严格控制水厂尾水排放浓度限值，使其稳定达标；建立安全保障应急预案；建造事故排放蓄水池；加大污水、废水的回用力度，进一步减少废污水、污染物排放。