河流—維模型在安慶市馬窩污水處理廠排污口設(shè)置中的應(yīng)用

汪 峰，陳 芳

(1.安徽省長江河道管理局，安徽 蕪湖241000.2.河北省保定水元水資源勘測(cè)局，河北 保定071000)

為有效控制水環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和保護(hù)，排污口設(shè)置需根據(jù)受納水體的水環(huán)境狀況、水域納污能力、第三者相關(guān)權(quán)益等情況，分析排污口設(shè)置的影響，以提出水資源保護(hù)措施，保障城市生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水安全。

1 模型選擇

安慶市馬窩污水處理廠的污水受納水體為長江，排污口設(shè)置在安慶河段江心洲左汊，90%保證率最枯月的該江段流量為12 700 m3/s，污水處理廠污水排放量為0.289 m3/s，污水排放量遠(yuǎn)小于該江段流量，假設(shè)污染物濃度在近岸80 m范圍內(nèi)均勻混合，近岸80 m范圍內(nèi)流量小于150 m3/s，河道順直，采用河流一維模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2 模型預(yù)測(cè)

2.1 河流一維模型公式

式中:C為流經(jīng)x距離后斷面污染物濃度，mg/L;C0為初始斷面污染物濃度，mg/L;k為污染物在河流中的衰減系數(shù)，1/d;u為斷面平均流速，m/s;x為與坐標(biāo)原點(diǎn)的縱向距離，m;Cp為排放廢水中污染物的濃度，mg/L;Ch為河水上游來水污染物的濃度，mg/L;Qp為污水排放量，m3/s;Qh為河流上游來水流量，m3/s;

相應(yīng)水域納污能力公式如下:M=(Cs－C)×(Qp+Qh)

式中:Cs為水質(zhì)目標(biāo)濃度，mg/L;M為水域納污能力，kg/s;其余符號(hào)意義同前。

2.2 模型的參數(shù)確定

(1)污染物衰減系數(shù)k的估值

根據(jù)野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采用兩點(diǎn)法估算k值，估算公式為:

式中:k為污染物衰減系數(shù)(1/d);Δt為流經(jīng)上下斷面的時(shí)間，d;L1、L2為上、下斷面污染物平均濃度，mg/L。

確定:kCOD=0.22，kNH3－N=0.45，kBOD5=0.45。

(2)源強(qiáng)的確定

根據(jù)2008年長江安慶段水質(zhì)狀況，從偏安全角度選取污染物的背景濃度，COD 取12.4mg/L，NH3－N 取 0.4 mg/L，BOD5取1 mg/L。

表1 2008年長江安慶段水質(zhì)監(jiān)測(cè)均值

(3)污水處理廠污染物排放濃度執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918－2002)的Ⅰ級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，COD為60 mg/L，NH3－N 為 15 mg/L，BOD5為 20 mg/L。

(4)按照污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模，污水排放量為Qp=0.289 m3/s。

表2 水質(zhì)參數(shù)一覽表

2.3 設(shè)計(jì)水文條件

選取90%保證率最枯月的設(shè)計(jì)水文條件預(yù)測(cè)排污口設(shè)置對(duì)水質(zhì)影響，設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

表3 設(shè)計(jì)水文條件參數(shù)

2.4 水質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果

表4 各污染物正常排放濃度預(yù)測(cè)

表5 各污染物事故排放濃度預(yù)測(cè)

2.5 納污能力

根據(jù)納污能力計(jì)算公式預(yù)測(cè)，排污口下游長10 km范圍水域納污能力情況見表6。

該段水域有一定的納污能力。

表6 水污染物排放量及納污能力

3 預(yù)測(cè)結(jié)果分析

該段水域水環(huán)境狀況較好，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)要求。安慶市馬窩污水處理廠排污口設(shè)置后，處理污水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918－2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)后排入長江，對(duì)現(xiàn)狀水質(zhì)改變較小，污染物濃度符合Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)要求。非正常情況下排污，對(duì)現(xiàn)狀水質(zhì)改變較大，污染物濃度仍符合Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)要求，該段水域具有一定的納污能力。

4 結(jié)論與建議

隨著安慶市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，該段水域開發(fā)利用程度將逐步提高，第三權(quán)益人將明顯增加。建議:(1)是對(duì)排污口進(jìn)行規(guī)劃化管理，建立排污口的技術(shù)檔案資料，報(bào)相關(guān)部門備案。(2)應(yīng)制定詳細(xì)、科學(xué)、可行的應(yīng)急處理預(yù)案，以便在發(fā)生事故排污時(shí)能以最快的速度發(fā)揮最大的效能處理污染事故，控制污染源及事態(tài)發(fā)展，將損失降至最低。

［1］朱黨生.水資源保護(hù)規(guī)劃理論及技術(shù).北京:中國水利水電出版社，2001.

［2］中華人民共和國水利部.水域納污能力計(jì)算規(guī)程SL348－2006.北京:中國水利水電出版社，2006.

［3］李進(jìn)，許武德，郭守坤.數(shù)學(xué)模型在水質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用.東北水利水電，1996(6)，39 －41.