蚌埠市杨台子污水处理厂入河排污口设置论证实例

徐 康 王美荣 李丽华 余登科

本文以蚌埠市杨台子污水处理厂项目为例，论证入河排污口设置对河流水功能区、水生态和第三者权益的影响，提出水资源保护措施，为杨台子污水处理厂合理确定入河排污口和入河排污量，有效保护水资源以及水行政主管部门审批提供技术依据。

一、项目概况

蚌埠市杨台子污水处理厂位于津浦铁路货运复线以东、规划中的凤阳路以北、长淮卫路以南的仇岗村。2010年1月一期工程于正式运行，处理规模为10万m3/d，入河排污口设置于鲍家沟，其尾水经鲍家沟、长淮新河，通过长淮闸汇入淮河干流。2012年11月、2016年7月二期工程2条处理规模均为5万m3/d的污水处理设施分别投入运营。目前一期工程、二期工程处理规模合计20万m3/d，现状尾水通过1.8m×1.8m暗渠直接排入鲍家沟。

根据《蚌埠市水功能区划》（2012年蚌埠市批复），鲍家沟划为鲍家沟蚌埠景观娱乐用水区，但由于其天然径流很小，设计工况下鲍家沟水质现状（Ⅴ类）不能满足水质目标（Ⅳ类）。根据市政府要求，为进一步提高鲍家沟水质，改善临港新区生态环境，通过方案比选并征求相关部门意见后，拟建设新入河排污口。

建设的入河排污口于污水处理厂北侧曹彭村，穿越淮河南岸大堤，淮河水位高时抽排入淮河，淮河水位低时自排入淮河。入河排污口建成后，原一期工程入河排污口停止使用。

二、水域管理要求及取排水状况

1.水功能区管理要求

根据国务院批复的《全国重要江河湖泊水功能区划（2011-2030年）》和安徽省人民政府批复的《安徽省水功能区划》（皖政秘〔2003〕104号），新排污口位于淮河蚌埠、滁州农业用水区，其起始断面为蚌埠淮河大桥（解放路），终止断面为安徽明光市黄盆窑，河流长度为76 km，其中蚌埠市境内42 km，滁州市境内34 km，功能目标为Ⅲ类。根据《淮河流域重要江河湖泊功能区纳污能力和限制排污总量意见》，淮河蚌埠、滁州农业用水区COD纳污能力18818 t/a，2020年限制排放量2454 t/a；NH3-N纳污能力1031 t/a，2020年限制排放量224 t/a。

根据《蚌埠市水功能区划》，原排污口位于鲍家沟蚌埠景观娱乐用水区，水质目标为Ⅳ类。目前鲍家沟未核定纳污能力，本文依据《水域纳污能力计算规程》（GB/T 25173-2010）进行核算。经计算，其纳污能力为COD 163 t/a，NH3-N 28.7 t/a。

2.取排水状况

淮河蚌埠、滁州农业用水区内分布一般工业、农业、饮用水源取水口等12个，合计取水量为7506万m3/a。

淮河蚌埠、滁州农业用水区中蚌埠市范围内分布入河排污口3个，滁州市范围内分布入河排污口5个，2014～2016年废污水年排放量5346.66万m3/a，化学需氧年入河量1712.94 t/a，NH3-N入河量91.18 t/a。

三、尾水排放对水功能区的影响范围

1.数学模型

评价因子选择COD和NH3-N，根据《水域纳污能力计算规程》（GB/T 25173-2010）关于水质计算模型的适用条件，采用二维稳态混合衰减模式（岸边排放）模拟评价河段COD、NH3-N扩散分解过程，分析尾水汇入淮河干流后对淮河水质的影响范围和程度。计算范围从淮河蚌埠、滁州农业用水区起始断面蚌埠淮河大桥（解放路），至安徽明光市黄盆窑，河流长度为76 km，宽度为整个河宽，平均400m。

参照《淮河流域水资源保护规划》，淮河干流地表水污染物降解系数KCOD、KNH3-N分别采取0.05d-1和0.06 d-1。

2.计算工况

利用吴家渡30年（1980～2010年）长系列流量资料分析，得到吴家渡丰水期、平水期、枯水期多年平均流量；根据《淮河流域重要河湖水功能区纳污能力核定和分阶段限制排污总量排污控制方案报告》，得到吴家渡水文断面90%保证率最枯月平均流量；根据《淮河流域水资源保护规划》，得到蚌埠（吴家渡）最小生态流量。选取排污口上游吴小街断面丰水期、平水期、枯水期监测数据平均值作为淮河水体背景浓度（见表1）。

设置三种排放工况，分别为正常工况、非正常工况和日均工况。正常工况是指杨台子污水处理厂按照设计处理能力正常运行，污水达标排放的状况；非正常工况指由于参数条件达不到设计指标要求，处理率下降至50%，导致污水超标排放的状况；日均工况是指杨台子污水处理厂两期工程均投产后2016年11月至2017年10月连续一年的日平均排放状况（见表 2）。

3.预测结果

排污口建成后，两期工程20万m3/d尾水排入淮河蚌埠、滁州农业用水区内。正常工况下，丰、平水期淮河岸边水域不产生超标水域（指超过水功能区管理目标），枯水期、90%保证率最枯月、最小生态流量淮河岸边产生超标水域，最大范围长460 m、宽80 m；非正常工况淮河岸边水域产生超标水域，超标水域长1710 m、宽155 m；日均工况淮河岸边水域产生超标水域，超标水域长55 m、宽26 m；三种工况下的超标水域均位于淮河蚌埠、滁州农业用水区内。

表1 淮河水体水质预测流量及背景浓度值表

表2 杨台子污水处理厂水环境影响评价因子及污染源强表

四、对水功能区水质、水生态及第三者权益的影响分析

1.对水功能区水质的影响分析

正常工况下，尾水进入淮河后主要控制指标（COD、NH3-N）在丰、平水期能达到Ⅲ类水质标准，满足水功能区水质管理目标；枯水期、90%保证率最枯月、最小生态流量尾水进入淮河后对水功能区局部水质有一定影响。非正常工况下，尾水进入淮河后水功能区局部水质有明显影响。由于杨台子污水处理厂运行情况良好，日均工况下，尾水进入淮河后水功能区局部水质影响较小。

2.对水功能区纳污能力的影响分析

根据规划设计，收水范围内COD入河量从30660 t/a减少至3650 t/a，削减率88.1%；NH3-N入河量从2555 t/a减少至365 t/a，削减率85.7%。两期工程均已运行，根据近一年的日平均排放状况计算，满负荷下（20万m3/d）COD入河量从14392 t/a减少至1871 t/a，削减率87.0%；NH3-N入河量从1486.3 t/a减少至53.3 t/a，削减率96.4%。工程削减了污水中绝大部分污染物排放量，显著地降低了入河的污染负荷，对区域水功能区纳污、限排量达标起到了积极作用。

根据《淮河流域重要江河湖泊功能区纳污能力和限制排污总量意见》，淮河蚌埠、滁州农业用水区COD纳污能力18818 t/a，2020年限制排放量2454 t/a；NH3-N纳污能力1031 t/a，2020年限制排放量224 t/a。淮河蚌埠、滁州农业用水区2014～2016年平均纳污量为COD 1712.94 t/a，NH3-N 91.18 t/a，满足水功能区限排要求，剩余纳污能力为COD 17105.06 t/a、NH3-N 939.82 t/a，剩余限制排放量为COD 741.06 t/a、NH3-N 132.82 t/a。实际工况下两期工程尾水汇入淮河后，水功能区纳污量COD 2047.84 t/a、NH3-N100.58 t/a，低于水功能区限制排放量，满足水功能区纳污能力管理要求。设计工况下水功能区纳污量 COD 3826.84 t/a、NH3-N 412.38 t/a，已超过水功能区限制排放量，但尾水排放浓度满足一级A标准，因此建议削减杨台子污水处理厂允许入河污染物总量。经计算，水功能区其他各入河排污口入河污染物量为COD 176.84 t/a、NH3-N 47.38 t/a，则杨台子污水处理厂最大允许入河污染物量为COD 2277.16 t/a、NH3-N 176.62 t/a，以满足水功能区纳污能力管理要求。

3.对水生态环境的影响分析

本次论证范围内蚌埠、滁州农业用水区内存在鱼类“三场”沫河口、五河和浮山3个，根据预测，入河排污口设置后除排污口处外能够满足下游淮河干流Ⅲ类水质要求，且鱼类“三场”水域周边无超标水域，因此基本满足鱼类“三场”的水质要求。

4.对第三者权益的影响分析

排污口上游分布有铁路水厂取水口和郑家渡站取水口，分别距离0.65 km、1.6 km。根据水文调查资料，淮河蚌埠段范围内不会出现逆流现象，因此本项目排放尾水不会对其上游的沿淮取水户产生不利影响。

本项目排污口下游分布一般工业、农业、饮用水源取水口等10个，最近距离约13.6 km。非正常工况下，20万m3/d尾水排入淮河最小生态流量时淮河岸边水域产生超标水域最长（长1710 m、宽400 m），下游取水口均不在水质影响范围内。

五、入河排污口设置合理性分析

蚌埠杨台子污水处理厂入河排污口位于淮河蚌埠、滁州农业用水区，尾水排放标准采用《城填污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中最严格的一级A标准。相对于工程建设前部分污水直排淮河，本项目建设完成后将收集后的处理达标尾水排入淮河，正常工况及实测工况下，各评价断面污染物浓度值均有所下降，改善了排污口下游水功能区的水质。20万 m3/d尾水排入淮河时丰、平水期除排污口处外主要控制指标（COD、NH3-N）均能够达到Ⅲ类水质标准，满足水功能区水质管理目标要求，对水生生态及上、下游取水用户的影响较小。

设计工况下，杨台子污水处理厂可削减污染物入河量COD 27010 t/a、NH3-N 2190 t/a；实际工况下，杨台子污水处理厂可削减污染物入河量COD 12521 t/a、NH3-N 1433 t/a；显著降低了入河的污染负荷，对区域水功能区纳污、限排量达标起到了积极作用。

六、结语

蚌埠市杨台子污水处理厂入河排污口建成后，20万m3/d尾水进入淮河，主要控制指标（COD、NH3-N）在部分水期、工况条件下，对水功能区局部水质有一定影响，但经降解后，水功能区水质满足管理要求。污水处理厂的运行削减了污水中绝大部分污染物排放量，显著降低入河的污染负荷，对区域水功能区纳污、限排量达标起到了积极作用