謝 勇 ,路麗麗 ,李 杰
(1.東營市水務(wù)局,山東 東營 257091;2.東營市水文局,山東 東營 257091)
入河排污口是監(jiān)管部門控制污染物進(jìn)入河渠湖泊的重要關(guān)口,是控總量、改水質(zhì)和保環(huán)境的重要抓手。河口區(qū)污水處理廠入河排污口的論證,主要依據(jù)《入河排污口監(jiān)督管理辦法》(水利部令第22號)和《入河排污口管理技術(shù)導(dǎo)則》(SL532-2011),內(nèi)容著重對挑河?xùn)|營開發(fā)利用區(qū)的影響范圍、水質(zhì)和水生態(tài)影響等進(jìn)行分析論證,確定入河排污口設(shè)置的合理性。
河口污水處理廠位于東營市河口區(qū),廠區(qū)占地6.29 hm2,污水處理廠來水全部是生活污水,總服務(wù)人口約為9.3萬人,污水收集面積約18 km2。入河排污口性質(zhì)為生活污水,污水經(jīng)渠道進(jìn)入河口挑河人工濕地后排入挑河。
河口區(qū)污水處理廠污水原處理標(biāo)準(zhǔn)為國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B標(biāo)準(zhǔn),2013年8月實施了提標(biāo)改造工程,增大了處理能力,出水水質(zhì)提高到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn),主要指標(biāo)COD、BOD5、NH3-N、SS、TP出水達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)V類標(biāo)準(zhǔn)。
河口區(qū)污水處理廠出廠污水經(jīng)渠道進(jìn)入河口挑河人工濕地,挑河人工濕地總面積約32 hm2,河道總長度約1.6 km,包括上向垂直潛流濕地、一級沉水植物塘、多級表流濕地、溢流堰及濕地配套工程等。
為保障濕地的耐沖擊負(fù)荷能力及出水水質(zhì),在前端設(shè)置高效水平潛流濕地,在潛流濕地系統(tǒng)中,污水在濕地床體的內(nèi)部流動,一方面可以充分利用生態(tài)填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和生態(tài)填料截流等作用,以提高其處理效果和處理能力;另一方面由于水流在地表以下流動,具有保溫性能好、處理效果受氣候影響小、衛(wèi)生條件較好的特點[1]。
在沉水植物塘中科學(xué)配置茨藻、菹草、眼子菜等沉水植物,進(jìn)一步吸收水體中的營養(yǎng)物質(zhì),包括氮、磷等,使污水得到進(jìn)一步凈化。
表面流人工濕地水力路徑以地表推流為主,在處理過程中主要通過植物的莖葉的攔截、土壤的吸附過濾及附著在水中植物上的微生物來達(dá)到去除污染物的目的[2]。
1)管理要求。根據(jù)《東營市地表水水功能區(qū)劃》,本項目入河排污口位置屬于挑河?xùn)|營開發(fā)利用區(qū),水域長度為32.6 km,現(xiàn)狀條件下水質(zhì)為Ⅴ類水。挑河?xùn)|營開發(fā)利用區(qū)納污能力為COD448.96 t/a、氨氮 22.93 t/a。
2)取排水現(xiàn)狀。本項目污水排入人工濕地,經(jīng)凈化后排入挑河,入河排污口設(shè)在挑河左岸,挑河為河口區(qū)防潮及排澇河道,現(xiàn)有2座攔河閘,主要用于周邊農(nóng)田灌溉,現(xiàn)狀條件下無其他入河排污口。
選取一個順直、水流穩(wěn)定、無入河排污口,無支流匯入的河段,分別在其上游和下游布設(shè)采樣點,監(jiān)測水流速度和污染物濃度值。污染物綜合降解系數(shù)不但與河流的水文條件,如流量、流速、水溫、水深、泥沙含量等因素有關(guān),更與水體的污染程度關(guān)系密切[3]。
1)污染物綜合降解系數(shù)K值計算:
式中:C1為河段上斷面污染物濃度,mg/L;C2為河段下斷面污染物濃度,mg/L;u為河段平均流速,m/s;ΔX為上、下斷面的間距,m;K為污染物綜合降解系數(shù),L/s。
為分析污染物衰減規(guī)律,本論證采用了以往50個河段的K值實驗結(jié)果。通過對K值進(jìn)行分析,得出對K值影響最大的因素是河段平均流速,然后是水溫[4]。由相關(guān)分析得出化學(xué)需氧量的K值:K=0.050+0.68u;氨氮的 K值:K=0.061+0.551u。
2)濃度演算模型:
式中:C0為初始斷面的污染物濃度,mg/L;m為污染物入河速率,g/s;Q為初始斷面的入流流量,m3/s;Cx=L為下游斷面污染物濃度,mg/L,其余符號同前。
3)納污能力計算模型
采用一維水質(zhì)模型和排污口的概化情況,納污能力計算如下:
式中:M為計算單元的納污能力,t/a;C0為計算單元上斷面污染物濃度,mg/L;Cs為計算單元水質(zhì)目標(biāo)值,mg/L;L為功能區(qū)長度,km;Q為計算單元上斷面的設(shè)計流量,m3/s;u為計算單元設(shè)計流量下的設(shè)計流速,m/s。
該模型前提是不考慮排污進(jìn)入水體后的混合過程,考慮現(xiàn)有排污口的實際狀況,如水量、位置等對納污能力計算的影響,在具體計算時對排污口的位置進(jìn)行概化。該模型反映了計算單元在確定的設(shè)計流量和水質(zhì)目標(biāo)的條件下,河段所具有的最大納污能力,比較適用于我國北方天然徑流較小的河流[4]。納污能力計算模型預(yù)測如表1示。
由表1可以看出,由于接納了項目的退水,水功能區(qū)控制斷面污染物的指標(biāo)有所上升,但上升幅度有限。經(jīng)試算,實際運行狀態(tài)下,下游2.22 km處及以下斷面;設(shè)計規(guī)模狀態(tài)下,下游2.83 km處及以下斷面,氨氮、COD濃度均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中V類標(biāo)準(zhǔn)的要求。
表1納污能力計算模型預(yù)測表
1)水質(zhì)影響分析。根據(jù)入河排污口位置、現(xiàn)有工程排水走向及受納水體的有關(guān)功能要求,在入河排污口上游、下游各500 m和下游1 500 m處布設(shè)了3個監(jiān)測斷面。監(jiān)測pH值、溶解氧、COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷、鉻(六價)、硫酸鹽、氯化物、氰化物、揮發(fā)酚、硫化物、石油類、糞大腸菌群15項,同時測量水文參數(shù)。由監(jiān)測結(jié)果可知,入河排污口設(shè)置后,主要污染物指標(biāo)COD和NH3-N對挑河?xùn)|營開發(fā)利用區(qū)的影響不明顯。
2)水生態(tài)影響分析。挑河沒有珍稀水生生物,但是挑河下游有產(chǎn)魚區(qū)、魚類產(chǎn)卵場分布,本項目污水經(jīng)濕地凈化后水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)V類水水質(zhì)目標(biāo)要求,因此本項目排水不會對水生生物產(chǎn)生影響;挑河下游沒有重要濕地、水庫、游覽區(qū)等水域生態(tài)保護(hù)單元,本項目排水不會對其產(chǎn)生影響。本項目排放的污水中沒有典型營養(yǎng)鹽類污染物,排水水質(zhì)為常溫,排水不會對挑河水生態(tài)產(chǎn)生影響。
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,本項目入河排污口設(shè)置影響的河段內(nèi)沒有其他取水用戶或者從事合法水事活動的經(jīng)營主體,因此不會對第三者產(chǎn)生影響。
河口區(qū)污水處理廠入河排污口污廢水由排水溝自廠區(qū)排至人工濕地,經(jīng)凈化后排入挑河。通過對挑河?xùn)|營開發(fā)利用區(qū)的影響范圍、水質(zhì)和水生態(tài)影響等進(jìn)行分析論證,經(jīng)人工濕地凈化后的入河主要污染物COD和氨氮濃度及其排放總量符合要求,對水生態(tài)和有利害關(guān)系的第三者不產(chǎn)生明顯影響。因此,該排污口設(shè)置是基本合理的。
廠區(qū)及污水管網(wǎng)已運行多年,應(yīng)定期檢查廠區(qū)內(nèi)部污水管線,嚴(yán)防“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象的發(fā)生。采取有效措施,進(jìn)行地面固化防滲處理,防止污水排放過程中對地下水水質(zhì)和周圍水環(huán)境產(chǎn)生不利影響。
一是根據(jù)水功能區(qū)管理和保護(hù)要求,廠區(qū)配套污水監(jiān)控設(shè)施和監(jiān)測設(shè)備,對于未達(dá)標(biāo)的污水,電子排水閘門會自動關(guān)閉,污水返回進(jìn)一步處理,直到達(dá)標(biāo)后閘門自動開啟。
二是定期組織培訓(xùn)與演練,提高工作人員水資源保護(hù)意識,提升人員應(yīng)對突發(fā)水污染事件的應(yīng)急處置能力,制定切實可行的宣傳教育方案。