江蘇龍環(huán)環(huán)境科技有限公司 王超凡

城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，不僅含有大量有機(jī)、NH4+-N等污染物外，而且含有多種重金屬污染物[1]。垃圾滲濾液水質(zhì)是不可逆變化的，隨著垃圾填埋場(chǎng)投用年份的不斷增長(zhǎng)，滲濾液中的化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）會(huì)不斷降低，但氨氮含量一直處于較高水平，因此垃圾滲濾液的組分比例嚴(yán)重失衡[2]。垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的產(chǎn)生量，受垃圾含水量、填埋場(chǎng)區(qū)降雨情況以及填埋作業(yè)區(qū)大小的影響，同時(shí)也受場(chǎng)區(qū)蒸發(fā)量、風(fēng)力的影響和場(chǎng)地地面情況、種植情況等因素的影響[3]。在滲濾液處理工藝中，預(yù)處理+生物處理+深度處理工藝是我國(guó)垃圾滲濾液處理的常規(guī)工藝路線，發(fā)展較為成熟且成本較低，已被廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液處理工程中[4]。本文所述常州某生活垃圾填埋場(chǎng)于2002年開(kāi)始建設(shè)，本次四期工程產(chǎn)生的滲濾液依托現(xiàn)有污水處理站（水質(zhì)均衡+兩級(jí)MBR+兩級(jí)納濾/反滲透）進(jìn)行處理后排入附近河道。本文建立水動(dòng)力模型重點(diǎn)分析生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理后尾水排放對(duì)周邊河道的影響。

一、地表水預(yù)測(cè)模型構(gòu)建及驗(yàn)證

本文主要預(yù)測(cè)生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理后尾水排放對(duì)周邊河道的影響，地表水預(yù)測(cè)重點(diǎn)在于地表水預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建，結(jié)合區(qū)域水環(huán)境特性，本次選擇一維非穩(wěn)態(tài)河網(wǎng)計(jì)算模型，對(duì)論證區(qū)域河網(wǎng)水系進(jìn)行水質(zhì)模擬分析及預(yù)測(cè)。

（一）河網(wǎng)模型構(gòu)建

本次預(yù)測(cè)區(qū)域河道眾多，相互交織成網(wǎng)。模擬計(jì)算時(shí)，將天然河網(wǎng)進(jìn)行合并、概化，河道采用設(shè)計(jì)坡降、梯形斷面進(jìn)行概化，概化斷面用底高、底寬和邊坡三要素來(lái)描述。研究區(qū)域主要根據(jù)上述河網(wǎng)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建基本原則，對(duì)研究區(qū)域水系進(jìn)行概化，如圖1所示。

圖1 研究區(qū)域河網(wǎng)概化圖

本模型考慮了兩種邊界屬性，分別為外部邊界和內(nèi)部邊界。外部邊界即開(kāi)邊界，是指控制計(jì)算區(qū)域內(nèi)、外水體交換的約束條件，開(kāi)邊界在模型運(yùn)算中是必不可少的。根據(jù)本次河網(wǎng)概化圖，模型共設(shè)置5個(gè)開(kāi)邊界，包括太滆運(yùn)河、黃土溝河、東扁擔(dān)河、漕橋河等河流的開(kāi)邊界。

（二）河網(wǎng)模型構(gòu)建后驗(yàn)證

1.水文率定驗(yàn)證

模型概化后需進(jìn)行水文率定驗(yàn)證，現(xiàn)利用2018年3月29-31日、8月25-27日、10月27-29日，在武南片區(qū)開(kāi)展的豐平枯三期水文水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)野外實(shí)驗(yàn)成果，對(duì)建立的武南片河網(wǎng)水量水質(zhì)模型中參數(shù)進(jìn)行率定，率定得到的河道糙率為0.018-0.02之間。由率定結(jié)果表1可知，各斷面流量相對(duì)誤差均在10%以內(nèi)。因此，模型基本可信。

表1 各站點(diǎn)水量計(jì)算值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差表單位：m3/s

2.水質(zhì)參數(shù)驗(yàn)證

模型糙率采用前文中武南片區(qū)河網(wǎng)模型率定結(jié)果，COD降解系數(shù)為0.08～0.15d-1，氨氮降解系數(shù)為0.05～0.10d-1，TP降解系數(shù)為0.05～0.10d-1。以2021年2月開(kāi)展的實(shí)測(cè)水質(zhì)資料為基礎(chǔ)，選取黃土溝橋與太滆運(yùn)河交匯處上游500m、黃埝橋及太滆運(yùn)河與漕橋河交匯處下游500m3個(gè)斷面進(jìn)行水質(zhì)降解系數(shù)驗(yàn)證。

將模型計(jì)算得到各個(gè)率定斷面的COD、氨氮、總磷濃度計(jì)算值，與實(shí)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由表2結(jié)果可見(jiàn)，各率定斷面的相對(duì)誤差均在30%以內(nèi)，濃度值吻合較好。因此，本次搭建的模型，可以滿足生活垃圾填埋場(chǎng)四期工程尾水對(duì)周邊水體環(huán)境影響預(yù)測(cè)的要求。

表2 各水質(zhì)驗(yàn)證斷面計(jì)算值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差表

二、預(yù)測(cè)方案

（一）預(yù)測(cè)因子、預(yù)測(cè)時(shí)段、預(yù)測(cè)范圍

1.預(yù)測(cè)因子

根據(jù)評(píng)價(jià)河道水域功能、項(xiàng)目排污特征等因素，確定預(yù)測(cè)因子為COD、NH3-N、TP。

2.預(yù)測(cè)時(shí)段

預(yù)測(cè)時(shí)段考慮四期工程建成后，污水總量為137218t/a，場(chǎng)內(nèi)滲濾液處理系統(tǒng)出水水質(zhì)應(yīng)滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）中表3規(guī)定。

表3 正常工況下預(yù)測(cè)源強(qiáng)表

參考地表水環(huán)評(píng)導(dǎo)則，預(yù)測(cè)豐平枯三個(gè)不同水期。本次以3月（枯水期）、8月（豐水期）及11月（平水期）作為預(yù)測(cè)時(shí)段，進(jìn)行水環(huán)境預(yù)測(cè)分析。

3.預(yù)測(cè)范圍

本次計(jì)算范圍涉及太滆運(yùn)河及周邊連通河流，主要為黃土溝河、東扁擔(dān)河、漕橋河。重點(diǎn)預(yù)測(cè)本項(xiàng)目尾水排放對(duì)排污口下游的國(guó)省考斷面及入太湖口的水質(zhì)影響。本次預(yù)測(cè)設(shè)置5個(gè)輸出斷面：包括排污口下游500m、2000m處、1個(gè)省考斷面為黃埝橋、1個(gè)國(guó)考斷面百瀆港橋以及入太湖口，各輸出斷面位置如圖2所示。

圖2 受本項(xiàng)目排口影響第三方目標(biāo)斷面位置圖

（二）計(jì)算方案

生活垃圾填埋場(chǎng)四期工程場(chǎng)內(nèi)滲濾液處理系統(tǒng)出水水質(zhì)應(yīng)滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）中表3規(guī)定。據(jù)此設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)方案的源強(qiáng)見(jiàn)表3。

計(jì)算的控制斷面為：排污口下游500m、2000m處、黃埝橋、百瀆港橋以及入太湖口，其中黃埝橋?yàn)槭】紨嗝?、百瀆港橋?yàn)閲?guó)考斷面。通過(guò)計(jì)算以上5個(gè)控制斷面，看到填埋場(chǎng)廢水經(jīng)處理后尾水排放的污染物濃度變化，分析本項(xiàng)目尾水排放對(duì)研究區(qū)域水環(huán)境的影響。

三、計(jì)算結(jié)果及對(duì)第三方影響分析

正常排放計(jì)算結(jié)果及分析如下：

（一）枯水期正常排污對(duì)下游斷面影響分析

在枯水期（3月份）正常排放的條件下，本項(xiàng)目對(duì)下游第三方目標(biāo)斷面的水質(zhì)影響計(jì)算結(jié)果水質(zhì)對(duì)比如表4所示，枯水期正常排污情況下，排污口下游500m、排污口下游2000m的COD、氨氮和TP增量分別最大為0.228 mg/L、0.036 mg/L和0.007 mg/L。隨著太滆運(yùn)河、漕橋河流量的匯入，排污對(duì)下游黃埝橋、百瀆港橋和入湖口的COD、氨氮和TP的影響變得很小，COD增量均在0.015 mg/L以下，氨氮增量均在0.002 mg/L以下，TP增量均在0.001 mg/L以下?？梢钥闯鏊钠诠こ虉?chǎng)內(nèi)滲濾液處理后對(duì)省考斷面黃埝橋、國(guó)考斷面百瀆港橋以及太湖的影響極其有限?？紤]安全余量（安全余量≥環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)×10%)情況下，以及省考斷面黃埝橋、國(guó)考斷面百瀆港橋現(xiàn)狀水質(zhì)（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量不會(huì)導(dǎo)致國(guó)省控?cái)嗝娉瑯?biāo)。

表4 枯水期正常排放時(shí)水質(zhì)計(jì)算結(jié)果及對(duì)比表 單位：mg/L

（二）豐水期正常排污對(duì)下游斷面的影響分析

在豐水期（8月份）正常排放的條件下，本項(xiàng)目對(duì)下游第三方目標(biāo)斷面的水質(zhì)影響計(jì)算結(jié)果水質(zhì)對(duì)比如表5所示，豐水期正常排污情況下，排污口下游500m、排污口下游2000m的COD、氨氮和TP增量分別最大為0.071mg/L、0.013mg/L和0.003 mg/L。隨著太滆運(yùn)河、漕橋河流量的匯入，排污對(duì)下游黃埝橋、百瀆港橋和入湖口的COD、氨氮和TP的影響變得很小，COD增量均在0.005 mg/L以下，氨氮增量均在0.001 mg/L以下，TP增量均在0.001mg/L以下。可以看出豐水期條件下，常州市生活廢棄物處理中心四期工程場(chǎng)內(nèi)滲濾液處理后，對(duì)省考斷面黃埝橋、國(guó)考斷面百瀆港橋以及太湖的影響極其有限?？紤]安全余量情況下，以及省考斷面黃埝橋、國(guó)考斷面百瀆港橋現(xiàn)狀水質(zhì)（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量滿足國(guó)省控?cái)嗝嫠|(zhì)要求。

表5 豐水期正常排放時(shí)水質(zhì)計(jì)算結(jié)果及對(duì)比表 單位：mg/L

（三）平水期正常排污對(duì)下游斷面影響分析

在平水期（11月份）正常排放的條件下，本項(xiàng)目對(duì)下游第三方目標(biāo)斷面的水質(zhì)影響計(jì)算結(jié)果水質(zhì)對(duì)比如表6所示，平水期正常排污情況下，排污口下游500m、2000m的COD、氨氮和TP增量分別最大為0.156mg/L、0.025mg/L和0.005mg/L。隨著太滆運(yùn)河、漕橋河流量的匯入，排污對(duì)下游黃埝橋、百瀆港橋和入湖口的COD、氨氮和TP的影響變得很小，COD增量均在0.011mg/L以下，氨氮增量均在0.002mg/L以下，TP增量均在0.001mg/L以下。可以看出平水期條件下，常州市生活廢棄物處理中心四期工程場(chǎng)內(nèi)滲濾液處理后，對(duì)省考斷面黃埝橋、國(guó)考斷面百瀆港橋以及太湖的影響極其有限。考慮安全余量情況下，以及省考斷面黃埝橋、國(guó)考斷面百瀆港橋現(xiàn)狀水質(zhì)（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量滿足國(guó)省控?cái)嗝嫠|(zhì)要求。

表6 平水期正常排放時(shí)水質(zhì)計(jì)算結(jié)果及對(duì)比表 單位：mg/L

由上述分析可知，豐平枯三期生活垃圾填埋場(chǎng)、四期工程場(chǎng)內(nèi)滲濾液處理后正常排放下，排污會(huì)對(duì)黃土溝河有一定影響，對(duì)省考斷面黃埝橋、國(guó)考斷面百瀆港橋影響較小，也不會(huì)對(duì)太湖水體造成顯著影響。

四、地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)論

本項(xiàng)目廢水主要包括垃圾滲濾液、生活污水。廢水經(jīng)污水處理站通過(guò)“水質(zhì)均衡+兩級(jí)MBR+兩級(jí)納濾/反滲透”處理工藝處理達(dá)《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）表3標(biāo)準(zhǔn)后，尾水排放至黃土溝河。

豐平枯三期生活垃圾填埋場(chǎng)、四期工程場(chǎng)內(nèi)滲濾液處理后正常排放下，排污會(huì)對(duì)黃土溝河有一定影響，但對(duì)省考斷面黃埝橋、國(guó)考斷面百瀆港橋影響較小，也不會(huì)對(duì)太湖水體造成顯著影響。