摘要：潜江市城北污水处理厂是潜江市以及园林城区的重要基础设施，位于潜江市园林城区北汉南河以西潜江经济开发区泽口村。潜江市城北污水处理厂主要服务范围为园林城区北部、潜江经济开发区全部及竹根滩镇部分村，东至东环路、西至东荆河、南至晶鹏路、北至汉江的园林城区范围。本文对潜江市城北污水处理厂入河排污口设置进行探讨，探讨的主要内容有：入河排污口所在水功能区管理要求和取排水状况分析；入河排污口设置对水功能区水质影响分析；入河排污口设置对有利害关系的第三者权益的影响分析；入河排污口设置的合理性分析。
关键词：潜江市 城北 入河排污口 水功能区 影响分析
随着国民经济持续快速发展，城市规模不断扩张，各地各种城市新区（包括新城区、开发区、工业园区等）不断出现，给区域水资源的开发利用与保护带来巨大挑战。因此规划建设区域集中式污水处理厂，从源头起筑牢水污染防治的第一道防线显得十分必要，尤为重要 的是，这些污水处理厂项目必须做到科学规划、合理布局、有效监管、平稳运行。严格执行水利部发布的《入河排污口监督管理办法》（水利 部令第22号），科学客观地开展城市新区污水处理厂入河排污口设置论证，目的是为了加强入河排污口的监督管理，有效保护水资源，促进水资源可持续利用，维护经济社会健康发展。入河排污口设置论证的主要内容包括5个方面：入河排污口所在水功能区管理要求和取排水状况分析；入河排污口设置后污 水排放对水功能区的影响范围；入河排污口设置对水功能区水质 和水生态影响分析；入河排污口设置对有利害关系的第三者权益 的影响分析；入河排污口设置合理性分析。
1项目概况
1.1项目服务范围概况
潜江市城北污水处理厂主要服务范围为园林城区北部、潜江经济开发区全部及竹根滩镇部分村，东至东环路、西至东荆河、南至晶鹏路、北至汉江的园林城区范围。潜江市城北污水处理厂服务区域包含潜江经济开发区全部、竹根滩镇部分以及老园林城区外环北部。
潜江经济开发区依托章华北路南北发展轴与老城中心相连，依托318复线联系广华城区，形成东西向城市发展轴，作为园林城区重要的化工产业基地。竹根滩镇依托泽口开发区，集中精力发展煤化工与油化工配套产业链。整体布局沿规划跨江联系天门的康岭大道南北展开，南部依托老镇区形成生活服务区，北部沿江依托东环路与铁路支线发展化工区。
潜江市城北污水处理厂服务范围处于园林、广华、泽口的交汇处，是潜江市城市发展的关键区域之一。
1.2潜江市城北污水处理厂概况
潜江市城北污水处理厂位于潜江市园林城区北汉南河以西潜江经济开发区泽口村，占地48.49亩。工程入河排污口位于位于潜江市园林城区北彭鲁村，对岸为汉南村，坐标为东经112°52′23″，北纬30°28′27″。潜江市城北污水处理厂工程内容主要包括30000m3/d污水处理与净化系统、配套污水收集及输送系统、0.5km进场施工及运输道路；污水处理采用前置厌氧改良型氧化沟工艺，倒置A2/O氧化沟+二沉池+高效絮凝沉淀池+CUF反应器+紫外消毒。设计出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，处理后的尾水通过暗管排入厂区东侧的通顺河。
潜江市城北污水处理厂为城市工业园区及城镇生活污水治理工程，入河排污口类型为改建入河排污口；入河排污口性质为城镇生活生产混合排污口；排放方式为连续排放；入河方式为暗管，采用抽排方式。排放尾水中主要污染物为COD、NH3-N、BOD5、SS等。
2水域管理要求及取排水状况
2.1水功能区水质管理目标
根据《全国重要江河湖泊水功能区划》，潜江市城北污水处理厂排污口位于通顺河保留区内，该功能区起于泽口闸，长195km，水质管理目标III类。
根据《江汉平原河网区河渠水环境容量研究》（武汉工程大学，2010年）的计算成果，汉南河（通顺河保留区潜江段）COD纳污能力5439.2t/a，NH3-N纳污能力387.4t/a。
2.2取排水状况
通顺河保留区内，下游仙桃市境内主要取水口共有7家，年取水量为15549万m³。沿河排污口共18个，其中工业废水排污口5个，生活污水和工业废水混合排污口1个，生活污水排污口12个。空间分布上，汉南河泽口闸与三江桥之间共有14个排污口，三江桥与杨林口之间有4个排污口。所有排污口都位于杨林口上游，其中三江桥上游排污口数量占77.8%。
3废污水排放对水功能区的影响范围
3.1数学模型
江汉平原的河网区河渠兼具排水及灌溉的功能，在汛期可分洪泄流，大大减轻洪水对平原地区的威胁，在春灌及秋灌时期又可引汉江水作为农田的灌溉水源。排灌时期河网涵闸开放，河道流量较大，一般不低于30m3/s；其他时期涵闸关闭，河道基本处于封闭状态，流速缓慢，流量明显减小，降至不到6m3/s，有些河渠甚至出现断流现象。
在本章的计算中，将分汉南河开闸和闭闸两种情况计算对水功能区水质的影响。选用适用于污染物在横断面上均匀混合的中、小型河流一维模型计算。
3.2计算条件的拟定
污水处理厂尾水出厂后通过管道就近翻越堤防，进入河道。污水处理规模30000m3/d，排水量0.347m3/s，COD排放浓度50mg/l，氨氮（以N计）排放浓度5（8）mg/l。
闭闸期设计流速采用河段平均值0.184m/s。依据断面数据计算得到本报告污染物影响范围计算开闸期设计流量20m3/s，对应的流速为0.39m/s。
污染物综合降解系数目前主要通过水团追踪实验、实测资料反推、类比、分析借用等方法确定，根据现有监测数据，本报告选用较能反映河流实际状况的实测资料反推法计算模型中的污染物降解系数 K 值，即选择某一河段，根据上下断面临近时段的监测数据计算得到汉南河闭闸情况下的K值。
3.3计算工况
污水处理厂正常工况下污染物排放浓度执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）的一级A标准，COD为50mg/L；NH3-N为5（8）mg/L，实测排污口断面正常排放时COD为82mg/L，NH3-N为1.72mg/L。当发生事故时，考虑最不利情况即污水未经任何处理排外排（包括因设备故障污水直接由溢流井溢出外排等情况），将处理前的原始浓度视为排放浓度，取2016年污水处理厂进水指标的均值。其中COD为156.5mg/L；NH3-N为16.9mg/L，与断面处河水混合，按照零维度模型计算断面浓度。按照污水处理厂规模，污水排放量为Q=0.347m3/s。具体工况及混合浓度见表1。
表1 开闸期污水排放后混合浓度计算表
3.3模拟计算结果
3.3.1开闸期
开闸期设计条件下，在潜江市城北污水处理厂排放废污水时，对所在河道的水质影响范围，主要代表指标COD、氨氮在排污口下游沿程浓度变化表见表2。
表2 开闸期排污口污染物浓度变化范围表
3.3.2闭闸期
闭闸期设计条件下，在潜江市城北污水处理厂排放废污水时，对所在河道的水质影响范围，主要代表指标COD、氨氮在排污口下游沿程浓度变化表见表3。
表3 闭闸期排污口污染物浓度变化范围表
由上表可知，工程排污口在两种设计情况下排放，在汉南河深江闸之前的河段，污染物降解浓度无法达到通顺河保留区管理目标III类水的要求。因此，工程排污口还需要通顺河仙桃境内河段对污染物进行降解。为避免污染物被关闭在汉南河深江闸以上河段无法降解，需保证潜江市水行政主管部门具有深江闸调度的参与权。
4对水功能区水质
4.1开闸期
开闸期，在工程正常工况下，排污口排放浓度按照污水处理厂设计出水水质标准控制，排放时排污断面COD浓度大于20mg/l（III类标准限值）范围约为60163m，氨氮浓度大于1.0mg/l（III类标准限值）范围约为22257；非正常工况下，污水未经任何处理排外排，排放时影响区域COD浓度大于20mg/l（III类标准限值）范围约为长度60834m，已超过汉南河排污口断面下游河长；氨氮浓度大于1.0mg/l（III类标准限值）范围约为长度27827m。
4.2闭闸期
闭闸期，在工程正常工况下，排污口排放浓度按照污水处理厂设计出水水质标准控制，排放时排污断面COD浓度大于20mg/l（III类标准限值）范围约为57747m，氨氮浓度大于于1.0mg/l（III类标准限值）范围约为21086m；非正常工况下，污水未经任何处理排外排，排放时影响区域COD浓度大于20mg/l（III类标准限值）范围约为长度62322m，已超过汉南河排污口断面下游河长；氨氮浓度大于1.0mg/l（III类标准限值）范围约为长度50657m。
由上述分析可知，潜江市城北污水处理厂入河排污口设置后，在不同的工况下COD、氨氮对通顺河水功能区水质的影响不明显，进入仙桃境内最远45.82km即降解到III类水的浓度值，没有改变通顺河水功能区的现有水质状况，也没有对相邻河流产生影响。
5 对有利害关系的第三者权益的影响分析
潜江市城北污水处理厂入河排污口设置后，COD浓度大于20mg/l（III类标准限值）范围最长为62.3km，氨氮浓度大于1.0mg/l（III类标准限值）范围最长为50.66km，而通顺河保留区内距离排污口最近的取水口仙桃市东风泵站取水口位于本工程排污口下游71.56km处。因此，潜江市城北处理厂入河排污口设置后，对排污口下游水功能区内的取水口没有影响。
6入河排污口设置合理性分析
6.1排水规模的合适性
潜江市城北污水处理厂服务区域包含潜江经济开发区全部、竹根滩镇部分以及老园林城区外环北部。服务范围面积约26km2，服务人口约8万人。根据《潜江市城市总体规划水资源论证》，潜江市城市居民2020年远期规划水平年人均综合生活用水量为250L/（人·d），计算得潜江市城北污水处理厂服务范围内城市生活用水量为20000m3/d。污水产生量按平均日用水量的80%计，用水量日变化系数取1.3，并考虑6%的地下水渗入量，则生活污水产生量为19552m3/d。潜江市城北污水处理厂处理规模能满足服务范围内生活废污水处理需求。
6.2水功能区管理合理性分析
本工程排污口设置于通顺河保留区起点泽口闸下游3km处，下游70km内没有工业、生活取水口，从设置位置分析，是合理的。工程入河污染排放中主要污染物COD和氨氮排放量并没有超过论证范围内河段的纳污能力。
6.3排污口水工建筑物布置的合理性分析
排污口所在河段位于潜江市泽口村，位于汉南河第三个弯道前。因为受闸门控制，汉南河今后相当长的时期内岸线稳定，主流、摊槽位置固定的格局不会出现明显的变化。
工程排污管道翻越堤防后汇入汉南河，排污口流量较小，对汉南河河势稳定、水流形态产生的影响很小，不会对河段河势变化产生明显不利影响。
7结语
根据数学模型对不同工况下主要控制指标（COD、NH3-N）浓度的计算分析，通顺河开闸期和闭闸期来水条件下，潜江市城北污水处理厂尾水达标和不达标排放工况时对通顺河水功能区水质的影响不明显。
潜江市城北污水处理厂入河排污口的设置基本合理，但必须实施相关的水资源保护措施，确保工程正常运行，尾水达标排放。同时切实做好以下工作：加强项目服务区内废污水排放指标控制，使其满足本项目要求；加强通顺河水功能区监督管理；实施排污水质在线监测；制定污染事故应急监测预案。
论文作者:王栋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
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