城市污水处理工艺优化和对地表水环境的影响分析

娄敏

摘 要：文章以邳州市戴圩污水处理厂工程为例，比选不同工艺对城市污水处理厂处理效率，并分析排放尾水对地表水环境影响，研究结果表明采用的水解酸化+A/O+深度处理污水处理工艺，各种污染物可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级标准中的A类标准，尾水20 000 t/d通过专用管线排入徐州市区域尾水导流工程。污水处理厂建成后服务范围内的生活污水和生产废水不再排入官湖河，排入官湖河的水污染物量减少COD367.36 t/a、NH3-N39.76 t/a，官湖河水质将得到明显改善，对京杭运河及邳州地表水体影响较小。

关键词：污水处理工艺；地表水；脱氮除磷；COD；氨氮；环境影响评价

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0057-02

1 污水处理厂概况及附近地表水环境特征

1.1 污水处理厂基本概况

江苏邳州经济开发区是省级开发区，地处江苏省邳州市城区北部。为进一步完善邳州市经济开发区基础设施建设，解决邳州经济开发区北部区域废水的排放问题，保护京杭运河的水环境，邳州市人民政府拟建邳州戴圩污水处理厂，工程设计规模为2万m3/d。主要污染物为：COD、BOD5、NH3-N、SS及TP、TN，污水复杂程度为中等。如不考虑“徐州市尾水导流工程”，则处理尾水应排入官湖河。官湖河为小型河流，水质执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类水标准。但由于污水处理厂尾水不排入官湖河，通过接管排入“徐州市尾水导流工程”，建设项目的投入运营后，排入接纳水体的水污染排放量少于现状排放量，进而有利于改善接纳水体京杭运河水质。

1.2 污水处理厂附近地表水环境特征

污水处理厂附近地表水环境特征表见表1。

2 处理规模

邳州市戴圩污水处理厂设计规模为2.0万m3/d。邳州市戴圩污水处理厂废水组成：①邳州市经济开发区官湖河以西、以北区域工业废水，含板材家具组园、环保化工园、仓储物流园、新兴产业园；②戴圩镇镇区生活污水；③邳州市经济开发区官湖河以东部分化工企业废水；④建设北路以东的金凤凰家具城和纺织企业废水。

2.1 工艺流程

通过对拟截污范围废水水质的分析，结合国内外污水处理厂的建设、运行经验及污水处理工艺方案的选择原则、水厂进出水水质分析等，确定邳州市戴圩污水处理厂污水处理采用水解酸化+A/O工艺作为本工程污水生物处理主体工艺，工艺流程如图1所示。

2.2 污染处理方案比较分析

根据邳州市戴圩污水处理厂进水水质特点、出水水质要求分析，设计单位确定采用“水解酸化+A/O”污水处理工艺，出水再经反硝化滤池进行深度处理，通过二氧化氯杀菌处理后得到达标排水。二沉池产生的污泥一部分回流进入A/O氧化池，剩余污泥进入污泥池，再通过带式一体化浓缩压滤机完成污泥脱水，产生的污水流入粗格栅间进入污水处理系统，产生的污泥饼外运。为提高磷的去除效果，向二沉池出水投加聚合氯化铝（PAC），辅以化学除磷。

2.3 特征污染物对处理效果影响分析

邳州经济开发区污水处理厂服务范围内的产业类型主要有煤焦化、化工、家具板材、光伏等，针对行业类型，本污水处理厂处理的废水中可能含有苯系物及盐分等特征污染物。

①盐分：盐分对A/O工艺的影响如下：目前服务范围内的化工企业排放的废水中盐含量均不高，对A/O的生化影响很弱。因此在服务范围内的各企业按照设计要求严格对废水实施“分质处理”，确保高盐废水不排放的情况下，区内排入污水处理厂的废水中“盐分”对A/O影响很小。

②苯系物：甲苯、二甲苯等此类污染物是化工项目和家具企业喷涂中较为广泛使用的物质。苯系物可被驯化的生物分解，不属于难降解的有机物质。对于含此类物质废水的处理，一般采用生化法进行处理，如活性污泥法、生物转盘、生物接触氧化法等进行处理。

通过以上分析可知，区内的特征污染物正常排放时不会对污水处理厂预期处理效果产生影响。邳州市戴圩污水处理厂一期工程排放出水各指标的排放浓度分别为COD50 mg/L、BOD510 mg/L、SS10 mg/L、NH3-N5 mg/L、TP0.5 mg/L。

3 污水处理厂出水对地表水环境影响分析

3.1 正常排放时对尾水导流工程的影响

邳州市戴圩污水处理厂尾水水质低于尾水导流工程水质的要求，且排放水量在邳州市尾水导流水量的要求范围内。尾水满足“导流系统”的接纳标准，在出水接入尾水导流工程专用管网敷设完工的情况下，对“导流系统”水质影响较小，对京杭运河的水质无影响。

3.2 污水处理厂出水对官湖河水质的影响

3.2.1 接管工程建成后对官湖河水质的影响

邳州市戴圩污水处理厂建成前，服务范围内的生活污水排入官湖河，进入京杭运河。服务范围内的已建企业中金凤凰家具城未接入集中污水处理厂，而排入官湖河，服务范围内的其他已建工业企业废水排入邳州市城北污水处理厂。

邳州市戴圩污水处理厂建成后，服务范围内的生活污水和生产废水进一步处理，处理后的尾水除回用部分外，均接入徐州市区域尾水导流工程，不再排入官湖河。

建成前后官湖河水环境纳污量变化值见表2。

由表2可以看出，运行后排入官湖河的污染物量比现状排放量有显著减少，水环境会有一定的改善。

3.2.2 接管工程未建成前对官湖河水质影响

①官湖河水文特征。官湖河是邳州市区东北部的一条分洪排水河道，北起石坝窝，经官湖镇到徐塘入中运河，流域面积70 km2，干流长度24.7 km。河底宽度15～16 m，河底高程18 m，边坡1：2.5～1.3，平均水深约1.5～1.9 m。按调查值计算，官湖河水流量约4.2 m3/s，平均流速0.136 m/s。

②预测因子：COD。

③预测时段。官湖河河非汛期预测。

④预测内容。邳州市戴圩污水处理厂尾水对地表水体——主要是官湖河的影响，有以下两种状况：污水处理厂运行正常情况，污水处理厂事故情况。

⑤预测模式。根据预测因子为非持久性污染物及河流的特征，不考虑离散作用，采用一维水质模型。

两种排放官湖河下游COD预测结果见表3。

由表3可以看出，本污水处理厂在尾水导流未接管的情况下，正常排放进入官湖河，官湖河入京杭运河口断面水质如不考虑官湖河沿岸的排污口进入的情况下，可以达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准；但由于目前官湖河入京杭运河口处水质COD已达27 mg/L，已超过《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准，故正常排放对官湖河及京杭运河水质没有影响。

但污水处理厂建成后，可收集官湖河沿线的生活污水和工业废水，可削减COD367.36 t/a，可大大改善官湖河的水质。

戴圩污水处理厂排放口，在非正常排放情况下，COD排放导致官湖河水质上升156%；官湖河入京杭运河口处在不考虑沿岸的排污口进入的情况下COD已达39.3 mg/L，官湖河水质自污水处理厂向下游4.2 km全部严重超过《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准，成为一条排污河。若考虑入河处本底值，叠加后则会产生更大的水环境污染，严重冲击京杭运河水质，威胁南水北调东线工程的水质安全。

4 结 语

邳州市戴圩污水处理厂处理工艺选择“水解酸化—A/O—反硝化滤池—二氧化氯消毒”工艺，出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级A标准。尾水20 000 t/d尾水通过专用管线排入徐州市区域尾水导流工程。通过现状监测，官湖河水质不能达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水要求，京杭运河、建秋河水质符合《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水要求。污水处理厂建成后服务范围内的生活污水和生产废水不再排入官湖河，排入官湖河的水污染物量减少COD 367.36 t/a、NH3-N39.76 t/a，官湖河水质将得到明显改善，对京杭运河及邳州地表水体影响较小。

参考文献：

[1] 娄金荣，潘钊.浅谈小城镇污水处理[J].黑龙江科技信息，2011，（31）.

[2] 龙萍.中小城镇污水处理工艺流程的探讨[J].企业技术开发，2011，（14）.

[3] 张真真，王龙，姜瑞雪，等.小城镇污水处理实用技术研究[J].甘肃科技，2007，（2）.

[4] 马悠怡.小城镇污水处理实用工艺分析[J].环境保护科学，2006，（6）.

[5] 鄢恒珍，陈向阳，何于坤.小城镇污水处理实用技术分析[J].安全与环境工程，2003，（3）.

[6] 毛剑英，肖建军，朱建平.地表水环境质量定性评价[J].中国环境监测，2005，（6）.

②预测因子：COD。

③预测时段。官湖河河非汛期预测。

④预测内容。邳州市戴圩污水处理厂尾水对地表水体——主要是官湖河的影响，有以下两种状况：污水处理厂运行正常情况，污水处理厂事故情况。

⑤预测模式。根据预测因子为非持久性污染物及河流的特征，不考虑离散作用，采用一维水质模型。

两种排放官湖河下游COD预测结果见表3。

由表3可以看出，本污水处理厂在尾水导流未接管的情况下，正常排放进入官湖河，官湖河入京杭运河口断面水质如不考虑官湖河沿岸的排污口进入的情况下，可以达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准；但由于目前官湖河入京杭运河口处水质COD已达27 mg/L，已超过《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准，故正常排放对官湖河及京杭运河水质没有影响。

但污水处理厂建成后，可收集官湖河沿线的生活污水和工业废水，可削减COD367.36 t/a，可大大改善官湖河的水质。

戴圩污水处理厂排放口，在非正常排放情况下，COD排放导致官湖河水质上升156%；官湖河入京杭运河口处在不考虑沿岸的排污口进入的情况下COD已达39.3 mg/L，官湖河水质自污水处理厂向下游4.2 km全部严重超过《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准，成为一条排污河。若考虑入河处本底值，叠加后则会产生更大的水环境污染，严重冲击京杭运河水质，威胁南水北调东线工程的水质安全。

4 结 语

邳州市戴圩污水处理厂处理工艺选择“水解酸化—A/O—反硝化滤池—二氧化氯消毒”工艺，出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级A标准。尾水20 000 t/d尾水通过专用管线排入徐州市区域尾水导流工程。通过现状监测，官湖河水质不能达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水要求，京杭运河、建秋河水质符合《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水要求。污水处理厂建成后服务范围内的生活污水和生产废水不再排入官湖河，排入官湖河的水污染物量减少COD 367.36 t/a、NH3-N39.76 t/a，官湖河水质将得到明显改善，对京杭运河及邳州地表水体影响较小。

参考文献：

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②预测因子：COD。

③预测时段。官湖河河非汛期预测。

④预测内容。邳州市戴圩污水处理厂尾水对地表水体——主要是官湖河的影响，有以下两种状况：污水处理厂运行正常情况，污水处理厂事故情况。

⑤预测模式。根据预测因子为非持久性污染物及河流的特征，不考虑离散作用，采用一维水质模型。

两种排放官湖河下游COD预测结果见表3。

由表3可以看出，本污水处理厂在尾水导流未接管的情况下，正常排放进入官湖河，官湖河入京杭运河口断面水质如不考虑官湖河沿岸的排污口进入的情况下，可以达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准；但由于目前官湖河入京杭运河口处水质COD已达27 mg/L，已超过《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准，故正常排放对官湖河及京杭运河水质没有影响。

但污水处理厂建成后，可收集官湖河沿线的生活污水和工业废水，可削减COD367.36 t/a，可大大改善官湖河的水质。

戴圩污水处理厂排放口，在非正常排放情况下，COD排放导致官湖河水质上升156%；官湖河入京杭运河口处在不考虑沿岸的排污口进入的情况下COD已达39.3 mg/L，官湖河水质自污水处理厂向下游4.2 km全部严重超过《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中Ⅲ类标准，成为一条排污河。若考虑入河处本底值，叠加后则会产生更大的水环境污染，严重冲击京杭运河水质，威胁南水北调东线工程的水质安全。

4 结 语

邳州市戴圩污水处理厂处理工艺选择“水解酸化—A/O—反硝化滤池—二氧化氯消毒”工艺，出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级A标准。尾水20 000 t/d尾水通过专用管线排入徐州市区域尾水导流工程。通过现状监测，官湖河水质不能达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水要求，京杭运河、建秋河水质符合《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水要求。污水处理厂建成后服务范围内的生活污水和生产废水不再排入官湖河，排入官湖河的水污染物量减少COD 367.36 t/a、NH3-N39.76 t/a，官湖河水质将得到明显改善，对京杭运河及邳州地表水体影响较小。

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