沈阳南部污水处理厂排放对下游水功能区的影响分析

2011-04-19杨鑫，潘俊

地下水 2011年4期

杨鑫，潘俊

(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳 110168)

沈阳南部污水处理厂位于沈阳市浑河南岸的苏家屯区东谟家堡村浑河闸东南400 m处，主要处理生活污水。近期处理规模为60万m3/d，远期设计规模为80万 m3/d［1］，处理后于浑河大闸上游1 000 m处直接排放至浑河，浑河大闸—黄蜡坨子河段处于浑河沈阳城市段的下游，水功能区划为农业用水区。

沈阳南部污水处理厂出水水质直接影响农业灌溉用水安全。本次研究根据水质条件和用水需要，通过模拟浑河大闸上游来水水质为Ⅴ类水质和Ⅲ类水质的情况下，污水处理厂排污对浑河大闸—黄蜡坨子河段的影响。为浑河沈阳段水功能区达标和水环境的保护提供科学依据。

1 研究区概况

浑河大闸—黄蜡坨子河段全长48.74 km，根据沈阳市水功能区划，该河段划分为农业用水区，水质目标为Ⅴ类水质［2］。本次研究主要对污染物中的化学需氧量(COD)和氨氮进行模拟预测［3］。根据《地表水环境质量标准GB3838－2002》，研究河段执行Ⅴ类标准，即氨氮和化学需氧量(COD)水质标准分别为2.0 mg/L和40.0 mg/L。根据研究区的实际水文地质情况及河段划分的基本原则［4］以及QUAL2K模型限定的范围［5］，本次研究将浑河大闸－黄蜡坨子河段划分为3段计算河段，见表1。

表1 浑河大闸－黄腊坨子河段及计算单元划分

2 河流水质模型模拟预测

2.1 水质模型的建立

本次研究对浑河大闸—黄蜡坨子河段建立了一维河流水质模型，模拟因子为氨氮和化学需氧量(COD)。

2.2 设计水文条件和降解系数的确定

2.2.1 设计水文条件

本次采用50%频率下的枯水期、平水期、丰水期的流量作为设计流量。

表2 设计的水文条件

2.2.2 污染物降解系数确定

本次根据以往各断面水质数据［6］，利用上下断面法推算出降解系数。

各区段化学需氧量(COD)和氨氮的降解系数见表3。

表3 降解系数KC、KN

2.3 河流水质模拟预测

本文根据南部污水处理厂设计排污浓度(氨氮为50(mg/L)，化学需氧量(COD)的浓度为5(mg/L))，分别预测浑河大闸上游来水水质为Ⅴ类水质和Ⅲ类水质条件下污水处理厂排放污水对该河段水质的影响。

(1)当浑河大闸上游来水水质为Ⅴ类水质时，水质模拟结果见表4。

表4 计算单元长度及各断面的模拟浓度

(2)当浑河大闸上游来水水质为Ⅲ类水质时，水质模拟结果见表5。

表5 计算单元长度及各断面的模拟浓度

2.5 结果分析

(1)当浑河大闸上游来水水质为Ⅴ类水质时，研究区浑河大闸－土台子河段的丰水期、平水期和枯水期的化学需氧量(COD)和氨氮均满足Ⅴ类水质标准;土台子－细河河口的丰水期、平水期和枯水期的化学需氧量(COD)和氨氮均满足Ⅴ类水质标准;细河－黄腊坨子河段的丰水期、平水期、枯水期的化学需氧量(COD)均满足Ⅴ类水质标准，而氨氮分别超标 1.22 倍、2.89 倍和 4.51 倍。

(2)当浑河大闸上游来水水质为Ⅲ类水质时，研究区浑河大闸－土台子河段的丰水期、平水期和枯水期的化学需氧量(COD)和氨氮均满足Ⅴ类水质标准;土台子－细河河口的丰水期、平水期和枯水期的化学需氧量(COD)和氨氮均满足Ⅴ类水质标准;细河－黄腊坨子河段的丰水期、平水期、枯水期的化学需氧量(COD)均满足Ⅴ类水质标准，而氨氮分别超标 1.005 倍、2.11 倍和 3.99 倍。

综合以上两种情况分析，当浑河大闸上游来水水质为Ⅴ类水质和Ⅲ类水质情况下，浑河大闸—黄蜡坨子河段的化学需氧量(COD)均能满足Ⅴ类水质标准，只有细河－黄腊坨子河段氨氮浓度超标，而当浑河大闸上游来水水质由Ⅴ类水质改变为Ⅲ类水质时，河流氨氮浓度并没有明显改善。因此，应考虑控制污水处理厂氨氮排放的浓度，使得浑河大闸—黄蜡坨子河段能够达到功能区要求。