尤 賓 張文龍

一、概況

1.新縣基本情況

新縣位于北緯31°28'～31°46'，東經(jīng) 114°33'～115°12'之間，處河南省南端，大別山腹地，鄂豫皖三省六縣結(jié)合部，跨長(zhǎng)江、淮河兩大流域，境域東西長(zhǎng)61.6km，南北寬40.7 km。境內(nèi)有長(zhǎng)江、淮河兩大流域六大水系，流域面積1574km2。

2.新縣污水處理廠情況

新縣污水處理廠位于新縣城區(qū)北部，潢河西岸，潢河北路以東，方灣村以北，白果樹(shù)村以南。處理規(guī)模為2.5萬(wàn)t/d，污水處理工藝采用改良型氧化溝法。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：化學(xué)需氧量（CODcr）300mg/L，五日生化需氧量150mg/L，懸浮物 180mg/L，氨氮32mg/L，總磷 3mg/L，pH6～9。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中規(guī)定的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)需氧量（CODcr）≤60mg/L，五日生化需氧量≤20mg/L，懸浮物≤20mg/L，氨 氮≤8mg/L，總磷≤1.5mg/L。退水去向?yàn)殇旰印?/p>

二、所在水功能區(qū)情況

依據(jù)《河南省水功能區(qū)劃報(bào)告》（2003），潢河新縣段涉及兩個(gè)一級(jí)水功能區(qū)：潢河新縣連康山自然保護(hù)區(qū)和潢河潢川開(kāi)發(fā)利用區(qū)。新縣污水處理廠位于一級(jí)水功能區(qū)潢河潢川開(kāi)發(fā)利用區(qū)中的二級(jí)水功能區(qū)潢河光山過(guò)渡區(qū)（長(zhǎng)度20km，水質(zhì)目標(biāo)三類）。在潢河光山過(guò)渡區(qū)的上下游區(qū)是二級(jí)水功能區(qū)潢河新縣排污控制區(qū)和潢河光山飲用水源區(qū)（長(zhǎng)度25km，水質(zhì)目標(biāo)三類）。

三、污水廠排水對(duì)水功能區(qū)水質(zhì)及水生態(tài)影響分析

1.影響范圍

新縣污水處理廠在潢河新縣段設(shè)置入河排污口，尾水直接進(jìn)入潢河光山過(guò)渡區(qū)，納污河段為潢河光山過(guò)渡區(qū)。

污水廠排水影響范圍為新縣污水處理廠入河排污口～光山縣龍山樞紐，約45km，包括潢河光山過(guò)渡區(qū)、潢河光山飲用水水源區(qū)。

2.計(jì)算條件

（1）水質(zhì)初始濃度值Co：根據(jù)上一個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值來(lái)確定Co，即上一個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)值就是下一個(gè)水功能區(qū)的初始濃度值Co。計(jì)算單元初始濃度值按“Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)值”作為初始濃度，見(jiàn)表1。

表1 潢河新縣段計(jì)算單元水質(zhì)初始濃度值表

（2）水質(zhì)目標(biāo)值濃度 Cs：按“Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)值”作為目標(biāo)濃度，同表1。

（3）設(shè)計(jì)流量。選取新縣水文站2001～2015年共15年最枯月平均流量資料作為計(jì)算系列，經(jīng)計(jì)算，新縣水文站滿足90%保證率最枯月平均流量為1.25m3/s，平均流速為0.10m/s。

3.對(duì)水功能區(qū)水質(zhì)影響分析

（1）采用河流完全混合模式方法計(jì)算

河段的污染物濃度按下式計(jì)算：

式中：C—污染物濃度，mg/L；

Cp—排放的廢污水污染物濃度，mg/L；

Co—初始斷面的污染物濃度，mg/L；

Qp—廢污水排放流量，m3/s；

Q—初始斷面的入流流量，m3/s。

1）設(shè)計(jì)水文條件下

根據(jù)河流上斷面（初始濃度值Co）和入河排污口出水設(shè)計(jì)值，以CODcr、氨氮作為預(yù)測(cè)因子，采用河流完全混合模式預(yù)測(cè)排污口正常排水量下河流水質(zhì)。

當(dāng)污染物在斷面均勻混合后，計(jì)算結(jié)果：90%保證率下，水體水質(zhì)CODcr含量為27.5mg/L，混合后略高于該水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)三類標(biāo)準(zhǔn)；氨氮含量為2.31mg/L，混合后高于該水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)三類，見(jiàn)表2。

表2 設(shè)計(jì)水文條件下使用完全混合模式預(yù)測(cè)排水對(duì)水體水質(zhì)的影響分析表

2）上游來(lái)水現(xiàn)狀條件及污水處理廠設(shè)計(jì)條件下

選取2017年1～6月，河南省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心信陽(yáng)分中心在新縣污水處理廠排污口上游“新縣水文站斷面下游3km”斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平均值作為背景濃度值。

入河排污口采用污水處理廠出口設(shè)計(jì)值。

根據(jù)上游來(lái)水實(shí)測(cè)結(jié)果，以CODcr、氨氮作為預(yù)測(cè)因子，采用河流完全混合模式預(yù)測(cè)排污口正常排水量下河流水質(zhì)，當(dāng)污染物在斷面均勻混合后，CODcr含量為18.9mg/L，混合后低于該水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)三類；氨氮含量為1.47mg/L，比上游來(lái)水略有上升，混合后高于功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)三類，見(jiàn)表3。

表3 現(xiàn)狀條件下使用完全混合模式預(yù)測(cè)排水對(duì)水體水質(zhì)的影響分析表

通過(guò)設(shè)計(jì)水文條件下和現(xiàn)狀條件下預(yù)測(cè)結(jié)果的對(duì)比分析：90%保證率設(shè)計(jì)水文條件下，CODcr略高于水質(zhì)目標(biāo)值，氨氮含量高于水質(zhì)目標(biāo)值。

現(xiàn)狀條件下，上游來(lái)水CODcr、氨氮含量均低于污水處理廠排放濃度，上游來(lái)水對(duì)污水處理廠排放的退水污染物濃度有一定的稀釋能力，CODcr低于該功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)，混合后的氨氮仍高于該功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)。

（2）污水排放對(duì)水功能區(qū)水質(zhì)影響預(yù)測(cè)

1）計(jì)算模型

采用一維水質(zhì)模型。污染物沿程濃度計(jì)算公式如下：

C=Coexp（-kx/u）

式中：

C—出流污染物濃度，mg/L；

x—與起始斷面間的距離，km；

u—設(shè)計(jì)條件下河段平均流速，m/s；

Co—起始斷面污染物濃度，mg/L；

k—污染物綜合衰減系數(shù)，1/d。

2）參數(shù)確定

①斷面平均流速

90%保證率設(shè)計(jì)條件下，忽略完全混合距離，斷面平均流速為0.10m/s，污水廠入河排污口至河南光山潑河口距離為16km。

現(xiàn)狀條件下，忽略完全混合距離，斷面平均流速為0.12m/s，污水廠入河排污口至河南光山潑河口距離為16km。

②Co

起始斷面污染物濃度，mg/L。

③綜合衰減系數(shù)

污染物綜合衰減系數(shù)k值采用《淮河流域及山東半島水資源保護(hù)規(guī)劃》分析成果，即：

化學(xué)需氧量（CODcr）

k=0.050+0.68u

氨氮（NH4+-N）

k=0.061+0.55lu

式中：u—計(jì)算單元設(shè)計(jì)流速，m/s；

k—綜合衰減系數(shù)，L/d。

計(jì)算可得：90%保證率設(shè)計(jì)條件下，化學(xué)需氧量（CODcr）綜合衰減系數(shù)為 0.118（L/d）；氨氮（NH4+-N）綜合衰減系數(shù)為 0.116（L/d）。

現(xiàn)狀條件下，化學(xué)需氧量綜合衰減系數(shù)為 0.132（L/d），氨氮綜合衰減系數(shù)為 0.127（L/d）。

3）計(jì)算結(jié)果

①設(shè)計(jì)條件下

90%保證率設(shè)計(jì)條件下，完全混合后污染物到達(dá)該功能區(qū)下斷面（光山潑河口）CODcr值為 22.1mg/L，不達(dá)標(biāo)，影響范圍為入河排污口以下23.317km；氨氮值為1.86mg/L，不達(dá)標(biāo)，影響范圍為入河排污口以下62.361km。

②現(xiàn)狀條件下

現(xiàn)狀條件下，完全混合后污染物到達(dá)該功能區(qū)下斷面（光山潑河口）CODcr值為15.4mg/L，達(dá)標(biāo)，由于完全混合后達(dá)標(biāo)，故影響范圍為入河排污口以下0km；氨氮值為1.21mg/L，不達(dá)標(biāo)，影響范圍為入河排污口以下31.452km。

（3）出水口排放濃度控制

由以上分析可知，現(xiàn)狀條件下CODcr在該功能區(qū)下斷面（光山潑河口）均能夠達(dá)標(biāo)，故不再驗(yàn)算其出水口控制值。

在設(shè)計(jì)水量不變的前提下，其他條件下需要降低氨氮和CODcr的實(shí)際排放濃度，提高出水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才能滿足下該水功能區(qū)下斷面氨氮上限濃度值 （1.0mg/L） 和 CODcr上限濃度值（20mg/L）的要求。

1）90%保證率設(shè)計(jì)條件下

按公式推斷CODcr出水口的排放濃度應(yīng)該為≤45.5mg/L。

按公式推斷氨氮出水口的排放濃度應(yīng)該為≤2.28mg/L。

2）現(xiàn)狀條件下

按公式推斷氨氮出水口的排放濃度應(yīng)該為≤5.18mg/L。

4.對(duì)水生態(tài)的影響分析

在設(shè)計(jì)水量不變的前提下，需要降低氨氮實(shí)際排放濃度，提高出水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),污水經(jīng)混合消減后，該水功能區(qū)下斷面水質(zhì)目標(biāo)可以達(dá)到Ⅲ類。排污口附近水生生物種群結(jié)構(gòu)可能因水質(zhì)影響發(fā)生一定變化，如清水種減少，耐污種增加。由于本河段不是自然保護(hù)區(qū)，也不是主要產(chǎn)魚(yú)區(qū)和產(chǎn)卵場(chǎng)，因此，正常排放下不會(huì)對(duì)水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生明顯影響。

5.對(duì)地下水影響的分析

新縣污水處理廠建設(shè)前，區(qū)域部分溝渠、管道雨污未經(jīng)分流，也未做防滲處理，下滲至地下造成淺層地下水污染，同時(shí)污水蒸發(fā)會(huì)造成周邊空氣環(huán)境質(zhì)量下降。新縣縣城污水處理廠建設(shè)運(yùn)行對(duì)區(qū)域污廢水進(jìn)行收集處理，所排污水的水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中規(guī)定的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)疑對(duì)下游區(qū)域地下水及潢河水質(zhì)整體改善具有積極意義。

6.對(duì)第三者影響分析

新縣污水處理廠入河排污口排水主要對(duì)其下游潛在的灌溉取用水戶聯(lián)系比較密切。依據(jù)《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-2005），對(duì)比新縣污水處理廠設(shè)計(jì)出水水質(zhì)，COD、懸浮物、五日生化需氧量均低于《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)值。該廠入河排污口排入潢河的退水不會(huì)對(duì)該水功能區(qū)農(nóng)田灌溉產(chǎn)生不利影響，故該入河排污口所排廢污水對(duì)第三方取水用戶影響較小■