在水环境质量不达标区域设置入河排污口的相关问题探讨
——以某污水处理厂为例

2022-11-21 17:55刘声香
皮革制作与环保科技 2022年20期
关键词:排污口大学城水闸

刘声香

(福建省环境保护设计院有限公司,福建 福州 350002)

2021~2022年,中央生态环境保护督察集中通报的典型案例中有23个典型案例与水环境问题相关,占通报典型案例的21.7%,城镇污水处理厂纳污水体的水环境问题尤为突出。随着经济的快速发展和城市的快速扩张,人口增长及产业发展带动用水量增长,各城镇污水处理厂亟需实施扩建,以应对用水量的日益增长,而城镇污水处理厂扩建后,尾水排放成为一个大难题。2022年3月2日,国务院办公厅发布《国务院办公厅关于加强入河入海排污口监督管理工作的实施意见》(国办函〔2022〕17号)[1],明确“对未达到水质目标的水功能区,除城镇污水处理厂入河排污口外,应当严格控制新设、改设或者扩大排污口”。实施意见给此类城镇污水处理厂尾水排放提供了政策指引,污水处理厂扩建后,如何实现削减区域污染物总量和改善水环境质量的目的,是本文想要探讨的问题。

1 水域管理要求和工程概况

1.1 水域管理要求

1.1.1 溪源溪流域概况

溪源溪是贯穿福州大学城南北的一条内河,发源于上街镇西部的蒲洋、前山、大山顶等地,流经溪源宫、青洲、蔗洲,最终经南屿镇晓岐村葛岐水闸汇入闽江南港,葛岐水闸位于污水处理厂排污口下游约4 km处。水面宽均大于50米,一般为70米,坡降0.15‰,平均流量3.02~9.0 m3/s,多年平均流量约5.3 m3/s,90%保证率最枯月流量为1.13 m3/s。水系分布情况见图1。

1.1.2 水功能区划

入河排污口论证范围为溪源溪排污口上游2 km至下游汇入闽江南港处,处于溪源溪闽侯农业、工业、景观用水区(起始断面为榕桥,终止断面为菖蒲水闸,水质目标为IV类)。根据《福州市水污染防治行动计划工作方案》,纳污河段水质执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[2]中的Ⅲ类标准。水环境质量标准见表1。

表1 水环境质量标准 单位:mg/L(pH值除外)

1.1.3 水质现状

目前溪源溪共布设两个常规监测断面,一个为省控小流域断面-葛岐水闸,另一个为市控断面-广贤桥。根据葛岐水闸断面2018~2022年的监测数据可知,高锰酸盐指数、NH3-N、TP的浓度范围分别为1.80~8.70 mg/L、0.11~2.11 mg/L、0.04~0.24 mg/L,最大超标倍数分别为0.45倍、1.11倍、0.2倍,高锰酸盐指数、NH3-N、TP均不能稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[2]中的Ⅲ类标准。根据广贤桥断面2020~2022年的监测数据可知,高锰酸盐指数、NH3-N、TP的浓度范围分别为2.1~5.9 mg/L、0.7~10.1 mg/L、0.02~0.59 mg/L,氨氮、总磷的最大超标倍数分别为9.1倍、1.95倍,除高锰酸盐指数可达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[2]中的Ⅲ类标准,NH3-N、TP均不能稳定达标。

1.2 工程概况

福州市闽侯县大学城污水处理厂三期扩建工程项目位于闽侯县上街镇马保村后园26号,现厂区的西北侧,扩建工程规模为7万 m3/d,三期扩建后总规模为12万 m3/d,设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)[3]中的一级A标准,工程不新建排放口,而是对现有管道及排放口进行扩大,尾水排放水体为溪源溪,排放口经度119°12'22.85",纬度26°0'59.43"。大学城污水处理厂污水主要是来源于上街镇、大学城及高新区南屿片区的生活污水,污染物种类主要为COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP。

2 入河排污口设置存在的问题

(1)溪源溪现水质中高锰酸盐指数、NH3-N、TP已出现不同程度超标,无剩余水环境容量。

(2)溪源溪90%保证率最枯月流量为1.13 m3/s,扩建后污水厂的污水排放量为1.39 m3/s,污径比太大。一般污径比越小,稀释能力越强,稀释容量越大,水质越不易被污染;反之则水质易受污染[4]。因此污水处理厂扩建后,尾水的排放会致使溪源溪水质恶化。

3 综合整治后水功能区水质影响分析

3.1 溪源溪流域综合整治

相关部门对溪源溪进行工业污染源防治、城镇污水处理系统建设、农村环境综合整治、水系生态修复整治、监测管理等五方面的综合整治,整治目标为2024年年底前,溪源溪葛岐水闸等断面水质均稳定在Ⅲ类,且不劣于上游来水断面。通过综合整治后,流域污染源削减量见表2。

表2 水环境综合整治后区域污染物减排量 单位:t/a

3.1.1 工业污染源防治

(1)开展工业企业污水井及雨污混接井溯源排查并提出整改建议。(2)开展溪源溪入河排污口全面排查,对排污企业环保执行情况进行核实,对不符合环保审批条件的列入关停取缔名单;对有条件补办环保审批手续的列入整治提升名单,指导企业办理审批手续,督促其完善配套污染治理设施,实现稳定达标排放。(3)形成溪源溪流域“散乱污”(作坊)整治提升名单和关停取缔名单。

3.1.2 城镇污水处理系统建设

(1)扩建大学城污水处理厂,污水提升泵站及污水管网。(2)对已建截污口及污水管网进行排查记录、维护管理工作,并建立日常巡检,维护、维修和应急处置制度。城镇污水处理系统建成后,区域污水收集率将从35%提高到80%,COD、NH3-N、TP排放量分别削减1569.4 t/a、156.9 t/a、31.3 t/a。

3.1.3 农村环境综合整治

(1)对侵占河道、岸线,乱占滥用的农田菜地进行清退,并根据高新区开发时序,逐步全面清退流域沿线农田菜地。(2)对拆迁管控村庄内三格化粪池进行整改,建立定期清掏制度,尾水尽量消纳利用。农村环境综合整治后,COD、NH3-N排放量分别削减18.6 t/a、3.8 t/a。

3.1.4 水系生态修复整治

(1)对黑臭水体开展整治,进行河道清淤整治,建设引流补水和射流曝气系统。(2)对溪源溪流域实施微生物净化工程,提高水体中本底微生物数量,降低水中内源污染物浓度。(3)开展河道重塑、整治提升工程建设,建设生态驳岸、休闲步道等景观绿化工程,形成排水顺畅、景观优美的河网。

3.1.5 监测管理

对控制断面水质进行定期监测,进行大学城污水处理厂在线监测系统的建设和联网,对入河排污口进行定期监测。

3.2 水系连通及水生态功能提升方案

3.2.1 水系连通方案

主要的连通方案为打通学城河及片区内的4条支流水系。其中,学城河需连通长度为6.19 km,连通面积17.09 ha,其余支流连通长度为0.35~1.26 km,面积为0.37~2.18 ha不等。通过连通,“让水动起来、让水清起来”。

3.2.2 侯官补水方案

在侯官排涝站处新建补水泵站,补水流量20 m3/s,补水时间为每天 7:00~19:00,同时,在学城河入邱阳河处设置学城河水闸,分配邱阳河与学城河补水流量。水闸调度规则主要为:侯官水闸始终保持关闭;学城河水闸始终保持20 cm开度;榕桥水闸与旗山湖水闸始终保持开启;厚庭水闸与葛歧水闸在每天 7:00~19:00,闸门保持20 cm开度,19:00至次日7:00增加闸门开度,使内河水位降至4.5 m,保证分配至溪源溪纳污河段的流量为13 m3/s。

3.3 水功能区水质影响分析

3.3.1 水域纳污潜力分析

区域现有污染物排放量为COD:3 216.7 t/a、NH3-N:325.5 t/a、TP:54.4 t/a,水环境综合整治后及大学城污水处理厂三期扩建工程项目建成运行后,可提高区域污水处理能力,溪源溪流域水污染源削减量为COD:1 186.5 t/a、NH3-N:120.6 t/a、TP:20.7 t/a,由此可见,项目建设满足区域水环境质量改善目标的要求。

3.3.2 对水域水质影响分析

根据侯官水闸和葛岐水闸的调度方案,侯官水闸在涨潮时开闸由闽江向溪源溪引水,退潮时关闸,确保水“只进不出”;葛岐水闸在涨潮时关闸,退潮时开闸由溪源溪向闽江排水,确保水“只出不进”。强化了溪源溪流域水体单向流动,选用《环境影响评价技术导则 地表水环境》(HJ2.3-2018)[5]推荐的平面二维模式解析方法的连续稳定排放进行预测(不考虑岸边反射影响的宽浅型平直恒定均匀河流,岸边点源稳定排放)。由于溪源溪为感潮河段,并且通过闸门进行控制,所以选取葛岐水闸退潮开闸(水深约1.5 m),涨潮关闸(壅水时,水深约4.5 m),两种情形进行预测。选取COD、NH3-N、TP作为预测因子。

上游来水水质显著改善后,大学城片区补水情景下,退潮葛岐水闸开闸时:根据预测结果可知,正常工况下,叠加背景后,COD、NH3-N、TP在新葛岐水闸考核断面的浓度分别为4.46 mg/L、0.80 mg/L、0.124 mg/L,分别占《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[2]中Ⅲ类标准限值的74.40%、79.86%、61.76%,对地表水环境影响可接受。

上游来水水质显著改善后,大学城片区补水情景下,涨潮葛岐水闸关闸时:根据预测结果可知,正常工况下,叠加背景后,COD、NH3-N、TP在新葛岐水闸考核断面的浓度分别为1.93 mg/L、0.75 mg/L、0.026 mg/L,分别占《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[2]中Ⅲ类标准限值的32.11%、75.36%、10.00%,对地表水环境影响可接受。

4 结论

在工业污染源防治、城镇污水处理系统建设、农村环境综合整治、水系生态修复整治、水系连通和补水方案完成后,城镇污水处理厂入河排污口设置,不仅能满足水功能区水质要求,还能达到改善水环境质量的目的,实现区域污染物总量削减。本文从对水功能区水质影响方面进行分析,确认入河排污口设置合理。

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