襄阳乡镇污水处理厂入河排污口水环境影响分析

郑敬霖，曹爽

（1.中交第二航务工程勘察设计院有限公司；2.武汉市环境保护科学研究院，湖北 武汉 430000）

随着我国城镇化进程的快速推进，乡镇面临的水环境污染问题日益严峻。为了减缓乡镇污水处理工程对纳污水体的不良影响，污水处理厂排放口的位置至关重要。如何选择适宜的乡镇污水处理厂排放口位置，成为一个水环境关键问题。

1 研究现状

1.1 国外研究现状

Jaehyung Lee等人在模拟排污口附近的平流输送的过程中采用Gaussian-vortex模型，该模型模拟计算得到的初始稀释度与实验数据贴合度较高。Joshi等人对排污口间污染物分配运用直接推断法进行了研究。Etemad-Shahidi A模拟废水的稀释扩散和排口附近羽流的上升高度过程中运用VISJET和CORMIX2计算机模型，与当地考察验证得到的数据相吻合。Li S等在预测水质三维循环过程中，将循环水水质模型和排口羽流模型拟合，效果较好。

1.2 国内研究现状

孙长青等在优选最适合的排污口位置及最大允许排放量的过程中，采用平流扩散输运模型预测八所排海污水中COD对水质的影响效果较好。王心海等人初期研究是依据海域潮汐水文、洋口港海岸地形地貌、研究项目所在区域敏感区资源的分布、水质水文条件等定性的选取入海排污口设计方案，后期采用COD扩散模型定量分析超标面积，排污口最合适的位置的最终确定是结合工程费用最终确定的。赵俊杰等在模拟不同水深处COD扩散面积过程中采用二维潮流数值模型，优选最佳排污口方案。

2 入河排放口方案设计

2.1 入河排污口概况

孟楼镇中心镇区污水处理厂位于襄阳市老河口市位于镇区以南的杜家河村，选址四周为农田，附近无居民。入河排污口类型为市政排污口，排放方式为连续排放。排放量为1500m3/d。

2.2 排放污水水质

为切实改善城乡生态环境，严格工作标准，按照《省人民政府关于全面推进乡镇生活污水治理工作的意见》，全省乡镇生活污水处理厂出水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准。

表1中水质指标括号外的数值为水温＞12℃时的数值，水质指标括号内数值为水温≤12℃时的数值。

3 入河排污口影响分析

依据模型水质预测解析蒿堰河河段的水文特征，一维稳态混合模型为本文河流预测采用的数学模型，污染物在横断面上均匀混合的中小型河段适用于河流一维模型。根据污水处理厂的排污特性，本研究为假设条件为点源连续排放，采用无对岸影响的河流一维污染物浓度数学模型进行污水处理厂入河排污口运行后蒿堰河的水质模拟。一维污染物浓度方程如下所示：

表1 孟楼镇污水厂出水水质指标（mg/L）

式中，Cx为污水在河流中流经x距离后的污染物浓度，mg/L；C0为河流初始断面的污染物浓度，mg/L；x为污水沿河段纵向距离，m；u为设计流量下河道断面的平均流速，m/s；K为河流污染物综合衰减系数，1/s；

综合衰减系数K

式中，ΔX为河流上下断面之间距离，m；CA为河流上断面污染物浓度，mg/L；CB为河流下断面污染物浓度，mg/L；

初始浓度C0

式中，C0为初始浓度，mg/L；Cp为排放的污水污染物浓度，mg/L；Ch为初始断面的污染物浓度，mg/L；Qp为污水排放流量，m³/s；Qh为初始断面的河流流量，m³/s。其余符号意义同前。

3.1 参数选择和背景浓度

根据水文资料，蒿堰河长15.0km，底宽5～10m，水深1.56m，边坡1:2，纵坡1/4000～1/7000。枯水期最小流量为1m3/s。预测背景浓度按2019年蒿堰河水质浓度监测平均值进行计算，上下断面距离约10km详见下表。

表2 2019年蒿堰河水质

3.2 计算工况

拟定工况为正常排放，正常排放是指污水处理厂设施整个厂区设备正常运行。污水经过污水处理厂处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级标准的A标准，污染物排放浓度按尾水排放标准上限进行计算。

3.3 水质预测

利用以上参数条件，采用河流一维模型，以COD和NH3-N为污染物控制因子，对入河排污口对环境的影响进行计算分析。

由上表可知，正常排放情况下，COD和NH3-N初始混合断面即可达到蒿堰河目标水质，即II类水（COD≤15mgL，NH3-N0.5mg/L），于1100m达到背景浓度值（COD14.9mgL，NH3-N13mg/L）。COD排放影响浓度线长1100m，NH3-N排放影响浓度线长100m。

3.4 对水环境功能区的影响分析

由水质预测计算结果可知，孟楼镇污水处理厂污水排放后即可稀释达到GB3838-2002中地表水Ⅱ类水质要求。排污口下游西排子河水库按照水质Ⅱ类管理目标，因此，孟楼镇污水处理厂排污口不会对下游水功能区造成危害。

表3 孟楼镇污水处理厂排污口下游污染物浓度值预测

4 入河排污口影响后评价

根据襄阳市环境状况公报，详见表4。

表4 汉江干流水质类别评价表

老河口市规定类别为Π类水体，从表4中我们可以看出，项目建成后，污水处理厂排污口的排放未对老河口江段水质造成影响，与水质预测结果一致。

5 结语

本论文在参考相关文献的基础上，采用河流一维模型，对老河口市孟楼镇污水处理厂排放口的水质进行了预测，其主要研究内容及成果如下：（1）采用模型预测的方法，得出污水处理厂排污口对水环境功能区无影响。（2）通过在襄阳市环境状况公报，验证了水质预测模型的可靠性。