污水处理厂尾水排放对排污口下游水环境影响分析

杨磊 傅银银

摘要：以无锡地区某污水处理厂扩建工程为例，根据尾水排放条件和受纳水体的水文条件，采用一维水量水质数学模型来进行水环境影响预测分析。结果表明，随着扩建工程实施，排污口所在河流下游的各考核断面在扩建后均达到河流地表水保护目标，且污染物COD、TP与现状相比，各断面水质均有明显改善，削减了区域污染负荷，对改善京杭运河水环境质量起到了十分重要的作用。

关键词：水质影响;污染物削减

中图分类号：X820 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）10-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.010

Abstract：Taking a sewage treatment plant in Wuxi basin as an example，According to tailrace discharge conditions and hydrologic condition in plain river，Useing One-dimension water quality and quantity model to prediction and analysis on water environment.Results show： With the extension project completed，some parts of wewage treatment plants be colsed，the water quality of every assessment section in the sewage outlet downstream of the river can meet the quality standard， COD、TP of every assessment section in the sewage outlet downstream of the river were better than before. Regional pollution have been reduced，which is of great siganificance to improve the water environment of Jinghang river.

Keywords： Impact of the water quality;Regional pollution

近年来，随着无锡地区某开发区社会经济的不断发展，污水水量增长也越来越快。目前开发区污水处理厂已接近满负荷运行。考虑区域经济的发展，未来随着区域内大型电子企业的扩建，工业废水将进一步扩大。本文以无锡地区某污水处理厂扩建工程为例，根据尾水排放条件和受纳水体的水文条件，采用一维水量水质数学模型来进行水环境影响预测分析。

1 预测内容、预测因子、预测范围

预测内容：本次预测在污水处理厂扩建工程实施后，分析污水排放对考核断面的水质影响，从而综合分析污水处理厂扩建工程的建设对区域水环境产生的影响。

预测因子：根据评价河道水域功能、项目排污特征等因素，确定预测因子为COD、NH3-N、TP。

预测范围：本次计算范围主要为直接受纳水体周泾浜（排污口至京杭运河汇入口段）约1km范围、最终受纳水体-京杭运河（周泾浜汇入处至震泽大桥处）约2.5km范围，共计3.5km范围。重点预测尾水排放对京杭运河的影响。

2 预测方法

本次采用一维稳态模型预测尾水排放对水环境质量的影响程度和影响范围[1]。

C=（CpQp+ChQh）/（Qp+Qh）

式中：C为计算断面的断面平均浓度，mg/L;Cp为入河排污口污染物排放浓度，mg/L;Ch为河流污染物浓度，mg/L;Qp为废水排放量，m3/s;Qh为河流流量，m3/s;k1为污染物综合降解系数，1/d; x为计算河段距离，m;u为河段流速，m/s。

3 计算参数确定

3.1 边界条件确定

根据《苏南运河水环境综合整治方案》的研究成果可知，无锡市90%保证率下典型年为2014年。以典型年2014年枯水期的水文条件预测排污口下游周泾浜和京杭运河水质的影响。预测范围为直接受纳水体周泾浜（排污口至京杭运河汇入口段）约1km范围、最终受纳水体-京杭运河（周泾浜汇入处至震泽大桥处）约2.5km范围。周泾浜和京杭运河枯水期的计算水文条件如表1所示。

3.2 污染物降解系数的确定

污染物降解系数是反映污染物沿程变化的综合系数，它体现了污染物自身的变化，也体现了环境对污染物的影响，是计算纳污能力和水環境承载力的重要参数之一。基于江苏省水利厅《江苏省水功能区纳污能力及限排总量计算研究》和《苏南运河水环境综合整治方案》研究成果，京杭运河的COD综合降解系数取0.112 d-1，氨氮取0.111 d-1，总磷取0.100 d-1。

根据泰勒公式，枯水期My为0.20m2/s。

4 尾水达标排放水环境的影响

4.1 尾水排放量

本次预测中，根据污水厂建设规模，确定尾水排放量为10万t/d。全部排入周泾浜后汇入京杭运河，选取COD、氨氮、TP作为本次评价的代表因子。

4.2 尾水污染因子的选取

根据污水厂设计方案，污水厂尾水排放执行类《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准，其中CODcr、氨氮、总磷的排放浓度分别为20mg/L、1mg/L、0.15mg/L。

4.3 排放点选址

本次污水厂尾水排放口位于周泾浜，达标尾水经此排放口排入周泾浜，最终汇入京杭运河，具体排放点见图1。

4.4 环境现状本底分析

本次研究在2018年2月對排口上下游进行现状监测，依次设5个监测断面，编号分别为W1、W2、W3、W4、W5（见图1），监测时间选择枯水期。

根据《江苏省水环境功能区划》[2]，排污口下游周泾浜、京杭运河均执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水质标准，CODcr、氨氮、TP标准值分别为30mg/L、1.5mg/L、0.3mg/L，分析结果见表2。结果表明，周泾浜、京杭运河枯水期COD、氨氮、总磷各断面均满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅳ类标准要求。

4.5 尾水达标排放对地表水环境影响预测

4.5.1 对周泾浜水质的影响

新增10万t/d尾水排入周泾浜后，采用完全混合模型，不考虑此河段水体自净，周泾浜水质预测结果如表3所示。

由表3可知，在污水厂尾水正常排放时，周泾浜的水质浓度均能满足Ⅳ类水水质标准，COD、氨氮削减值分别为0.25mg/L、0.01mg/L。

4.5.2 对京杭运河水质的影响

4.5.2.1 COD对水环境的影响预测

根据上述计算条件，对COD水环境影响预测计算，得到下游各断面的预测值，具体数据见下表。

4.5.2.2 氨氮对水环境的影响预测

根据上述计算条件，对氨氮水环境影响预测计算，得到下游各断面的预测值，具体数据见下表。

4.5.2.3 TP对水环境的影响预测

根据上述计算条件，对TP水环境影响预测计算，得到下游各断面的预测值，具体数据见下表。

根据预测结果，正常排放下，由于污水厂尾水排放水质COD、TP优于京杭运河水质，完全混合后使京杭运河浓度有所下降，对水质具有改善作用，至下游1000m处COD、TP削减浓度分别为0.27mg/L、0.005 mg/L;至下游2500m处COD、TP削减浓度分别为0.30mg/L、 0.006 mg/L。排放的氨氮浓度大于京杭运河水质，导致水质氨氮浓度有所增加，至下游1000m处氨氮增加浓度为0.006 mg/L;至下游2500m处氨氮增加浓度为0.005mg/L。COD、氨氮、TP的预测值均能满足并优于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水质标准的要求。

5 结论

本次研究新增10万t/d尾水在枯水期的达标排放下对周泾浜和京杭运河周泾浜汇入处下游的水环境影响，结果表明：排污口所在河流下游的各考核断面在扩建后均达到河流地表水保护目标，且污染物COD、TP与现状相比，各断面水质均有明显改善，削减了区域污染负荷，对改善京杭运河水环境质量起到了十分重要的作用。

综上，从整体和长远的角度看来，本工程扩建后对于该区域的水环境影响为正效应影响。

参考文献

[1]龚慧，国静，李骏，等.一维水质模型在排污口对水质影响分析中的应用[J].江苏水利，2017（6）：24-27.

[2]江苏省水利厅，江苏省环保厅.江苏省地表水（环境）功能区划[M].南京：江苏人民出版社，2003.

收稿日期：2019-07-15

作者简介：杨磊（1985-），男，硕士，工程师，研究方向为水动力计算、水质模型、水环境容量计算和分析等方面的研究以及环境影响评价等。