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        沂南縣銅井河入河排污口疊加影響分析

        2019-05-14 10:06:46王龍成周茂飛
        山東水利 2019年3期
        關(guān)鍵詞:沂河入河外排

        王龍成,王 然,周茂飛

        (山東臨沂水利工程總公司,山東 臨沂 276006)

        1 排污口概況

        沂南縣銅井河流域內(nèi)目前存在三處入河排污口,具體位置如圖1所示。設(shè)計(jì)情況如下:

        沂南縣華宇食品有限公司外排污水量為13.53萬m3/a,COD排放量6.77 t/a、氨氮排放量0.68 t/a。

        沂南縣得勝食品有限公司外排污水量為14.22萬m3/a,COD排放量7.10 t/a、氨氮排放量0.71 t/a。

        沂南縣華強(qiáng)肉類食品有限公司外排污水量為15.84萬m3/a,COD排放量7.92 t/a、氨氮排放量0.79 t/a。

        外排標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB37/599-2006)2013年1月1日(修改單)重點(diǎn)保護(hù)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求,COD、氨氮排放濃度分別控制在50 mg/L、5 mg/L以內(nèi)。

        圖1 銅井河入河排污口位置示意圖

        2 污染物濃度預(yù)測(cè)

        結(jié)合沂南縣河流的實(shí)際情況,選用河流一維模型,確定相應(yīng)的參數(shù),對(duì)主要控制的入河污染物COD、氨氮濃度分別進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算和對(duì)比分析,確定銅井河水質(zhì)的影響程度。

        2.1 計(jì)算模型

        經(jīng)銅井河的污染物量,采用一維模型進(jìn)行模擬計(jì)算,具體方法如下:

        初始斷面的濃度預(yù)測(cè),采用完全混合模式進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)公式為:

        式中:C0為初始斷面平均濃度,mg/L;CP為污染物排放濃度,mg/L;Ch為上游來水污染物濃度,mg/L;QP為廢污水排放量,m3/s;Q 為初始斷面入流流量,m3/s。

        河段的污染物濃度預(yù)測(cè),采用一維模式進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)公式為:

        式中:C為流經(jīng)x距離后的污染物濃度,mg/L;K為污染物綜合衰減系數(shù),d-1;C0為初始斷面的濃度,mg/L;u為設(shè)計(jì)流量下的河道斷面的平均流速,m/s;x為沿河段的縱向距離,m。

        2.2 設(shè)計(jì)條件的確定

        1)設(shè)計(jì)流量的確定。本次計(jì)算中,銅井河90%保證率最枯月平均流量為0.05 m3/s。

        2)起始斷面濃度。本項(xiàng)目分析銅井河污染物濃度變化,背景濃度采用上游寨子水庫水源地的目標(biāo)水質(zhì),COD濃度為20.0 mg/L,氨氮濃度為1.0 mg/L。

        3)銅井河水質(zhì)目標(biāo)。銅井河匯入沂河,按照河流從屬關(guān)系,銅井河水質(zhì)目標(biāo)根據(jù)沂河確定。該段沂河屬于沂河沂南工業(yè)用水區(qū),水質(zhì)目標(biāo)為Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn),COD標(biāo)準(zhǔn)值為30 mg/L、氨氮標(biāo)準(zhǔn)值為1.5 mg/L。

        2.3 計(jì)算參數(shù)的確定

        1)流速(u)。對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)流量下的計(jì)算單元的設(shè)計(jì)流速,采用經(jīng)驗(yàn)公式和設(shè)計(jì)流量確定。

        式中:u為斷面平均流速,m/s;Q為計(jì)算單元設(shè)計(jì)流量,m3/s;a、b為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。本次計(jì)算中,銅井河 a=0.200 6、b=0.289 1。

        2)污染物綜合降解系數(shù)K。綜合衰減系數(shù)K采用分析借用法確定?!渡綎|省河流水環(huán)境容量研究》(張曉東著,山東大學(xué)出版社)中對(duì)一般流動(dòng)的平原河流,污染物降解系數(shù)的推薦值COD為0.20/d、氨氮為0.18/d。

        2.4 銅井河污染物濃度預(yù)測(cè)

        利用銅井河確定的計(jì)算參數(shù)。分別預(yù)測(cè)銅井河在設(shè)置不同數(shù)量排污口時(shí)入沂河口處的污染物濃度。

        1)僅設(shè)置華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口。華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口外排污水與上游來水混合,經(jīng)銅井河9 km降解后,在入沂河口處COD和氨氮的預(yù)測(cè)值分別為17.87 mg/L和1.11 mg/L。

        2)同時(shí)設(shè)置華強(qiáng)肉類食品有限公司和華宇食品有限公司入河排污口。華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口外排污水與上游來水混合,經(jīng)銅井河0.5 km降解后,與華宇食品有限公司入河排污口外排污水混合,經(jīng)銅井河8.5 km降解后,在入沂河口處COD和氨氮的預(yù)測(cè)值分別為19.87 mg/L和1.37 mg/L。

        3)三處排污口均設(shè)置。華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口外排污水與上游來水混合,經(jīng)銅井河0.5 km降解后,與華宇食品有限公司入河排污口外排污水混合,經(jīng)銅井河3.7 km降解后,與得勝食品有限公司外排污水混合,經(jīng)銅井河4.8 km降解后,在入沂河口處COD和氨氮的預(yù)測(cè)值分別為21.11 mg/L和1.55 mg/L。

        3 排污口設(shè)置對(duì)河流水質(zhì)影響分析

        在上游來水符合水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo),建設(shè)項(xiàng)目污廢水達(dá)標(biāo)排放時(shí),考慮排污口疊加影響,預(yù)測(cè)不同排污口設(shè)置對(duì)河流水質(zhì)影響。

        1)僅設(shè)置華強(qiáng)肉類食品有限公司入河排污口,經(jīng)河道降解后,在入沂河口處COD和氨氮濃度值均滿足水質(zhì)目標(biāo)要求。

        2)同時(shí)設(shè)置華強(qiáng)肉類食品有限公司和華宇食品有限公司入河排污口,經(jīng)河道降解后,在入沂河口處COD和氨氮濃度值均滿足水質(zhì)目標(biāo)要求,但氨氮濃度值已接近水質(zhì)目標(biāo)。

        3)三處排污口均設(shè)置,經(jīng)河道降解后,在入沂河口處COD濃度值滿足水質(zhì)目標(biāo)要求,氨氮濃度值超過水質(zhì)目標(biāo)要求。

        4 結(jié)論及建議

        經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,沂南縣銅井河在90%保證率最枯月設(shè)計(jì)條件下,污染物濃度消減預(yù)測(cè)如下:

        設(shè)置一處排污口,經(jīng)消減后COD濃度有所下降,氨氮濃度上升,但對(duì)河流水質(zhì)基本無影響;設(shè)置兩處排污口,經(jīng)消減后COD濃度有所下降,氨氮濃度上升,其中氨氮濃度接近河流水質(zhì)目標(biāo);設(shè)置三處排污口,經(jīng)消減后COD濃度有所上升,氨氮濃度上升,超過河流水質(zhì)目標(biāo)。銅井河排污口設(shè)置審批應(yīng)綜合考慮排污口位置關(guān)系、外排污染物執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)限值,確保河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

        1)新建市政污水處理廠、污水收集管網(wǎng),所有企業(yè)外排污水納網(wǎng)管理,且新污水處理廠設(shè)計(jì)外排標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中Ⅳ類水的要求。

        2)銅井河沿岸企業(yè)主要為食品加工企業(yè),污染物較簡(jiǎn)單,經(jīng)處理后滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)后用于周邊農(nóng)田灌溉,但要做好非灌期污水儲(chǔ)存工作。

        3)提升污水處理技術(shù)、降低污染物濃度,達(dá)到河流水質(zhì)目標(biāo)后作為河流的生態(tài)基流外排。

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