园区污废水排放对周边水环境的影响与污废水集中处理方法研究

车赛男　张聪　黄俊桦

摘要：文章研究分析园区污废水排放对周边水环境的影响，设计污废水集中处理方法，以维护园区周边的水环境生态质量。首先，建立园区地下水和地表水数值模型，描述污废水渗透和扩散的影响范围，并划分污废水影响边界。然后，根据气象预估地下水位变化，划分污废水造成的污染范围。最后，建立污废水集中处理体系，通过多层级细粒度组合对污废水实施处理，再通过微生物和化学手段完成对园区污废水的集中处理。实验表明，该方法能有效地降低污废水的污染影响。

关键词：污废水排放；不规范排污；水环境保护；渗透和扩散；废水集中处理体系

中图分类号：X703.1 文献标志码：B

前言

由于发展前期对工业同区环境的评估不专业，导致园区规划和设计方案对后续发展协调考虑甚少，同区规划范围及选址并不十分合理。在追求经济利益的同时，忽略了环境保护的重要性，很多园区在排污过程中存在不规范排放，致使园区周边存在污染，周边生态遭到破坏。水资源是目前重要的资源之一，因此，检测园区污废水排放对周边水环境的影响是必要的，以及如何有效地对污废水进行集中化处理，也是目前关键的研究课题。

李鑫1等人研究一种低强度超声波污水处理法，利用超声波辐照，实现对污废水中有机物的去除，在厌氧反应中去除酶活性等物质，降低污水活性；龙中亮等人研究一种膜技术污水处理法，在外界压力的驱动下，降低膜处理技术中材料成本，增加膜材料的正向渗透，完成污废水处理。但上述两种方法效果并不理想。

因此文章建立地下水和地表水的概念数学模型，从渗透和扩散两方面进行影响范围研究，设计的集中处理方法结合物理和化学手段，实现污废水处理。

1 园区污废水不规范排放对周边环境的影响

选择M园区为研究对象，建立周边水环境地质概念数学模型：

其中，K为污废水坐标轴方向的渗透系数，Ω为水环境的概念模型计算区域，H0为园区污废水的初始水位，H为当前水位，H（x，y，z，t）为污废水与周边水环境边界Ω和Γ上坐标点（x，y，z）在t时刻的水头，φ（x，y，z，t）为边界Γ上的已知函数，a为水质影响因子，S为源项，n为排污口边界外的法向。

将模式时间定位3年，导入水环境的初始水头数据。对地下水水质运移的数学模型，得到：

其中，R为污废水渗透的迟滞系数，ρ为地下水介质密度，θ为地下岩层的介质孔隙度，C为地下岩层的组分浓度，C0为组分浓度的变化量，C为地下岩层介质骨架的吸附溶质浓度，W为周边水环境的源和汇，λ为自然降解系数。

将地下水未来开采量近似值和污废水渗漏为研究要素。计算CODcr、NH3-N的扩散范围和影响程度：污染物扩散过程方程如式（3）：

2 园区污废水集中处理方法

利用超声波污水处理方法分解和隔离污染物，实际污废水在集中的区域完成处理再排放。通过曝气，氧气与污废水中的物质交互，反应池的活性泥分解和吸附园区污废水，计算机技术辅助和控制。好氧系统中，过滤和沉淀后的污废水进入生物反应装置，完成有机物的生化分解。厌氧系统下，微生物在无氧状态转化污染物为沼气，产生可利用气体。化学手段消毒处理污废水，减少病原体和微生物。排放前，中和控制pH值，减少重金属等物质含量。

3 实验分析

实验建立1：120000的排放口及周边水环境地图模型，以2021年1月26日下午1时至2月1日下午3时的水位数据，实地勘测水位变化，设定A点、B点、C点为记录地点，设定10个水位检测站，见图1。

将模型时间步长设定60s，以2021年1月24日00：00时的水位及数据结果为验证标准。不规范排污口所属支流的最大流速约为0.84m/s。实验模拟园区污废水排放量为每天1万吨。污染物影响评价因子包括COD、无机氮和活性磷酸盐，排放浓度不超过50/15/0.5mg/L，污染影响范围见图2。

统计获得集中污染因子在不同增量浓度下最大影响范围，见表1。

通过两个挥发酚标准样本，连续6次进样，将所提方法与低强度超声波污水处理法、膜技术污水处理法结果比较见图3。

根据图3可知，低强度超声波法可简单过滤污废水，但难以去除污染因子；膜技术污水法处理后排放的污废水颜色正常，存在潜在污染因子，影响周边生物生长；文章方法结合多种方法，有效去除大颗粒污染物，通过多层级的物理、化学办法相结合，最终排放的水质清澈，植物生长茂盛，与生态环境融合。

4 结束语

文章针对园区污废水不规范排放对周边水环境产生的影响进行深入研究。通过建立地表水和地下水两个分区的数学概念模型，详细研究了污废水在不规范排放过程中经过渗透和扩散对周边水环境产生的污染面积。经过深入探讨和多方面考量，提出一种集中处理方法。在集中处理过程中，采用多层级过滤体系，实现对污废水的沉淀、混凝、过滤等步骤。这种处理方法可以有效降低污废水的污染能力，保护周边水环境。此外，利用微生物的有机转化作用，进一步提高污废水处理的效率和效果。实验结果表明，文章研究的方法有效地计算出污废水影响区域范围，并有效地降低污废水的污染影响，为维护园区周边的水环境生态质量提供有力支持。