云南德钢中水处理站污废水排污口设置对水质和水生态影响分析

曾艳芬

（云南省水文水资源局楚雄分局，云南 楚雄 675000）

0 引言

本文遵循合理利用开发、节约使用、有效保护的水资源管护原则，结合禄丰市云南德胜钢铁有限公司技改工程项目环境影响评价有关资料和该入河排污口有关信息，根据水环境功能区（水域）水质和水生态环境保护要求以及该公司入河排污口排水的主要污染物特征，选取COD、NH3-N作为预测指标，采用河流纵向一维数学模型预测污水排放对流域水质的影响，进行水环境风险预测分析，并对水环境功能区、水生态和第三者影响分析，以保障入河排污口所在水域生活、生态和生产用水安全。

1 入河排污口基本情况

云南德胜钢铁有限公司位于禄丰市，创立于2000年8月，主要经营钢铁冶炼，是云南省最大的民营钢铁制造企业，是云南省国有企业改革焦点示范企业之一。通过多年的技术升级改造，该公司于2015年完成脱硫装置技术改造项目、静电除尘技术改造项目、节能环保技术改造项目、中水处理站项目的建设，水循环利用率达95%，并通过了相关的环评批复和竣工验收。该公司的中水处理站混合污废水排污口位于禄丰市金山镇南门社区的主厂区北部中水处理站旁，地理坐标为东经102°4′48″，北纬25°8′35″。经中水处理站处理达标的污废水排入厂区北门外水沟，长约0.4 km，至禄丰市金水路与金山南路交叉口并入城镇排污系统，长约1.5 km，最终通过位于董户村水文站上游900 m处的星宿江左岸入河排污口排入星宿江，位置如图1所示，入河排污口地理坐标为东经102°3′49″，北纬25°8′57″。入河排污口以上星宿江干流河，长80 km，集水面积1145.5 km2，上游1.1 km处为东河与西河交汇口，上游26 km处为东河水库坝址，下游约0.45 km为禄丰南河与星宿江交汇口。该排污口为已建项目，被列入第二次全国污染源普查入河（湖、库）排污口清查表中，为规模以上排污口。云南省生态环境厅于2016年1月5日为该钢铁公司发放了排放污染物许可证，允许年排放量30万t。

图1 云南德胜钢铁有限公司中水处理站、入星宿江河道排污口等位置

2 入河排污口所在水功能区和排污影响评价范围

根据《楚雄州水功能区划》，该入河排污口处于星宿江禄丰开发利用区（一级水功能区）：自东河水库库区为起点至董户村水文站，全长27.8 km，现状水质为Ⅱ～Ⅲ类（监测断面为董户村水质监测站，监测时间为2020年主汛期）；星宿江禄丰工业、农业用水区（二级水功能区），现状水质为Ⅲ类，规划水平年水质目标为Ⅳ类。根据《云南省地表水水环境功能区划（2010—2020年）》，该项目入河排污口河段位于东河水库—小江口，现状年和规划水平年水质目标为Ⅳ类。董户村水文站以下为星宿江禄丰—易门保留区，自董户村水文站至易门妥甸岗，禄丰段长64.8 km、易门段长7.2 km，现状水质为Ⅱ类（监测断面为普厂大桥，监测时间为2020年），规划水平年水质目标为Ⅲ类。

根据该入河排污口位置，以及受入河排污口影响的主要水域和可能受其影响的第三方取、用水户和水功能区划分[1]，排污影响评价范围为该入河排污口至响水河与星宿江汇合口（金山镇与一平浪镇交界处）区间的星宿江干流，河长8.8 km。

3 入河排污口设置对水功能区水质和水生态的影响

3.1 污水排放方式和排放时期分析

入河排污口排放方式为间歇性排放。经中水处理站处理达标后的中水储存于回用水池，正常情况下，处理后的中水能得到全部回用，不产生外排[2]；当其处理过的中水水量超过正常水位线时，处理达标的中水会通过管道排入该公司的北门沟，直至水量达到正常水位以下。通过多次技术改造后，目前该公司在旱季可以做到生产废水不外排，雨季有部分废水外排。

3.2 污水影响河段范围COD和NH3-N预测分析

3.2.1 预测方法

该公司中水处理站处理达到《钢铁工业水污染物排放标准》（GB 13456—2012）中的排放标准，排入星宿江，按水功能区划执行（董户村水文站水质监测断面）。参考《水域纳污能力计算规程》《环境影响评价技术导则地表水环境》，结合本项目具体情况，对该入河排污口所在河段，采用纵向一维数学模型和河流一维模型，对污水影响河段内的污染物影响范围进行模拟分析[4]，预测设计水文条件下入河污废水对排入水体的影响，分析对水功能区和水生态的影响。该公司排污主要污染物为铅、CODCr、SS、NH3-N和锌，经污水处理工艺处理后，各污染物浓度已大为降低。按照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）及水功能区的管理要求，选用有代表性的COD和NH3-N作为评价指标。

3.2.2 参数选择

水文条件：一般而言，河道中的水质问题易出现在枯水季节。一般采用90%保证率最枯月平均流量或近10年最枯月平均流量作为河流水质评价的控制流量[5]。根据董户村水文站实测流量资料，采用2011—2020年（最近10年）的最枯月平均流量1.43 m3/s作为控制流量。

背景浓度：根据实测资料，同时结合工程河段现有水质情况，选取董户村水质监测站2020年的实测资料作为背景浓度值。CODCr为6.5 mg/L、NH3-N为1.094 mg/L。

综合衰减系数：根据《楚雄州水功能区纳污能力核定和分阶段限制排污总量控制方案》，结合相关文献资料，校正得出项目所在河段受纳水体综合衰减系数K(NH3-N)=0.18d-1，K(COD)=0.23d-1。

3.2.3 预测分析成果及对影响河段水质的影响

利用以上计算公式和参数条件，以该入河排污口为起始断面，以COD和NH3-N为污染物控制因子，对入河排污口设置对环境的影响进行分析计算，其计算成果如表1所示。

表1 排污口下游污染物浓度值预测成果

根据上述计算成果分析可知：该公司污水经中水处理站处理后达标排放到星宿江，COD对入河排污口所在河道水质的影响较小，流经4500 m后可以达到背景浓度值［根据《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅱ类（≤15 mg/L）以上标准］的现状；根据排污口NH3-N的实测资料计算分析，NH3-N经中水处理站处理后排入星宿江对河道的背景浓度值（即Ⅳ类）的现状水质标准Ⅳ类基本无影响。

3.3 入河排污口设置对水生态环境的影响分析

该公司投入运行后，污水经中水处理站处理后大部分回用于生产用水，循环水利用率达到95%以上，回用水质能达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923—2005)标准，部分从该钢铁公司入河排污口排入纳污水域的污染物将大幅减少，中水处理站设计出水水质能达到《钢铁工业水污染物排放标准》（GB 13456—2012）中的相关标准要求和《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ 343—2010）中的B级标准，即该公司的污水不直接排污入水体，废污水经中水处理站处理后达标排放。该公司枯季的生产、生活废污水进入中水处理站处理达标后回收作为生产用水，不对外排放；雨季由于厂区收集的雨量较大，难于全部回收利用，经中水处理站处理后达标（表2）并排入星宿江，年排放量30万t。并且该入河排污口评价的影响范围河段不涉及鱼类产卵场等生态敏感点，因此，废污水达标排放对该区域河段生物群落结构和生物量产生的影响较小[6]。

表2 云南德胜钢铁有限公司废污水污染物排放标准

3.4 入河排污口设置对第三者的影响分析

该入河排污口评价的影响范围河段内有位于该入河排污口下游1.1 km的永兴纸业有限公司取水（该项目取水为工业用水，取水量为2000 m3/d），以及在响水河与星宿江汇合口上游1 km处（该入河排污口下游7.8 km）有花桥水电站的取水坝，此外再无其他工矿企业取水口，仅有该入河排污口下游3.5 km处金山镇河口村委会河口村民小组有少量位于河道右岸的水田直接取用该河道水进行农田灌溉用水。根据表1，COD在流经4.5 km后可以达到背景浓度值，NH3-N经中水处理站处理后，浓度低于河道的现状水质NH3-N的背景浓度值。因此，入河排污口的设置对河口村民小组少量位于河道右岸的农田灌溉用水水质影响较小。永兴纸厂直接在星宿江河道取水，取水现状水质为Ⅳ类水，目前能满足取用水水质要求。花桥水电站取水为发电用水，发电用水对水质无特殊要求，仅对pH有一定的要求（pH太小会对水轮机有一定的腐蚀作用），而该入河排污口排放的废污水pH为6～9，对花桥水电站发电用水的pH无影响。另外，该钢铁公司污水经中水站处理达标后大部分回用于生产用水，少部分经排污渠流至该钢铁公司入河排污口排放，不会改变该河段现状水质Ⅳ类的水质标准。总之，该钢铁公司入河排污口的设置对有利害关系的第三者的影响较小。

4 结语

该公司经过多次技改后水循环利用率达到95%，经污水处理站处理达标排放的污水仅5%。通过对该入河排污口的设置影响的评价范围长8.8 km河段COD、NH3-N进行预测，COD在流经4.5 km后可以达到背景浓度值，NH3-N低于河道的现状水质背景浓度值，对河流该河段现状水质、水功能区、水生态环境和第三者的影响均较小。该入河排污口的设置具有合理性。