污水排放对受纳水体环境影响预测分析——以常州某生活垃圾填埋场四期工程为例
时间：2023-02-09 16:35:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
江苏龙环环境科技有限公司 王超凡
城市生活垃圾填埋场渗滤液，不仅含有大量有机、NH4+-N等污染物外，而且含有多种重金属污染物[1]。垃圾渗滤液水质是不可逆变化的，随着垃圾填埋场投用年份的不断增长，渗滤液中的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）会不断降低，但氨氮含量一直处于较高水平，因此垃圾渗滤液的组分比例严重失衡[2]。垃圾填埋场渗滤液的产生量，受垃圾含水量、填埋场区降雨情况以及填埋作业区大小的影响，同时也受场区蒸发量、风力的影响和场地地面情况、种植情况等因素的影响[3]。在渗滤液处理工艺中，预处理+生物处理+深度处理工艺是我国垃圾渗滤液处理的常规工艺路线，发展较为成熟且成本较低，已被广泛应用于垃圾渗滤液处理工程中[4]。本文所述常州某生活垃圾填埋场于2002年开始建设，本次四期工程产生的渗滤液依托现有污水处理站（水质均衡+两级MBR+两级纳滤/反渗透）进行处理后排入附近河道。本文建立水动力模型重点分析生活垃圾填埋场渗滤液处理后尾水排放对周边河道的影响。
本文主要预测生活垃圾填埋场渗滤液处理后尾水排放对周边河道的影响，地表水预测重点在于地表水预测模型的构建，结合区域水环境特性，本次选择一维非稳态河网计算模型，对论证区域河网水系进行水质模拟分析及预测。
（一）河网模型构建
本次预测区域河道众多，相互交织成网。模拟计算时，将天然河网进行合并、概化，河道采用设计坡降、梯形断面进行概化，概化断面用底高、底宽和边坡三要素来描述。研究区域主要根据上述河网数学模型构建基本原则，对研究区域水系进行概化，如图1所示。
图1 研究区域河网概化图
本模型考虑了两种边界属性，分别为外部边界和内部边界。外部边界即开边界，是指控制计算区域内、外水体交换的约束条件，开边界在模型运算中是必不可少的。根据本次河网概化图，模型共设置5个开边界，包括太滆运河、黄土沟河、东扁担河、漕桥河等河流的开边界。
（二）河网模型构建后验证
1.水文率定验证
模型概化后需进行水文率定验证，现利用2018年3月29-31日、8月25-27日、10月27-29日，在武南片区开展的丰平枯三期水文水质同步监测野外实验成果，对建立的武南片河网水量水质模型中参数进行率定，率定得到的河道糙率为0.018-0.02之间。由率定结果表1可知，各断面流量相对误差均在10%以内。因此，模型基本可信。
表1 各站点水量计算值与实测值相对误差表单位：m3/s
2.水质参数验证
模型糙率采用前文中武南片区河网模型率定结果，COD降解系数为0.08～0.15d-1，氨氮降解系数为0.05～0.10d-1，TP降解系数为0.05～0.10d-1。以2021年2月开展的实测水质资料为基础，选取黄土沟桥与太滆运河交汇处上游500m、黄埝桥及太滆运河与漕桥河交汇处下游500m3个断面进行水质降解系数验证。
将模型计算得到各个率定断面的COD、氨氮、总磷浓度计算值，与实测水质数据进行比较。由表2结果可见，各率定断面的相对误差均在30%以内，浓度值吻合较好。因此，本次搭建的模型，可以满足生活垃圾填埋场四期工程尾水对周边水体环境影响预测的要求。
表2 各水质验证断面计算值与实测值相对误差表
（一）预测因子、预测时段、预测范围
1.预测因子
根据评价河道水域功能、项目排污特征等因素，确定预测因子为COD、NH3-N、TP。
2.预测时段
预测时段考虑四期工程建成后，污水总量为137218t/a，场内渗滤液处理系统出水水质应满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中表3规定。
表3 正常工况下预测源强表
参考地表水环评导则，预测丰平枯三个不同水期。本次以3月（枯水期）、8月（丰水期）及11月（平水期）作为预测时段，进行水环境预测分析。
3.预测范围
本次计算范围涉及太滆运河及周边连通河流，主要为黄土沟河、东扁担河、漕桥河。重点预测本项目尾水排放对排污口下游的国省考断面及入太湖口的水质影响。本次预测设置5个输出断面：包括排污口下游500m、2000m处、1个省考断面为黄埝桥、1个国考断面百渎港桥以及入太湖口，各输出断面位置如图2所示。
图2 受本项目排口影响第三方目标断面位置图
（二）计算方案
生活垃圾填埋场四期工程场内渗滤液处理系统出水水质应满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中表3规定。据此设计预测方案的源强见表3。
计算的控制断面为：排污口下游500m、2000m处、黄埝桥、百渎港桥以及入太湖口，其中黄埝桥为省考断面、百渎港桥为国考断面。通过计算以上5个控制断面，看到填埋场废水经处理后尾水排放的污染物浓度变化，分析本项目尾水排放对研究区域水环境的影响。
正常排放计算结果及分析如下：
（一）枯水期正常排污对下游断面影响分析
在枯水期（3月份）正常排放的条件下，本项目对下游第三方目标断面的水质影响计算结果水质对比如表4所示，枯水期正常排污情况下，排污口下游500m、排污口下游2000m的COD、氨氮和TP增量分别最大为0.228 mg/L、0.036 mg/L和0.007 mg/L。随着太滆运河、漕桥河流量的汇入，排污对下游黄埝桥、百渎港桥和入湖口的COD、氨氮和TP的影响变得很小，COD增量均在0.015 mg/L以下，氨氮增量均在0.002 mg/L以下，TP增量均在0.001 mg/L以下。可以看出四期工程场内渗滤液处理后对省考断面黄埝桥、国考断面百渎港桥以及太湖的影响极其有限。考虑安全余量（安全余量≥环境质量标准×10%)情况下，以及省考断面黄埝桥、国考断面百渎港桥现状水质（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量不会导致国省控断面超标。
表4 枯水期正常排放时水质计算结果及对比表 单位：mg/L
（二）丰水期正常排污对下游断面的影响分析
在丰水期（8月份）正常排放的条件下，本项目对下游第三方目标断面的水质影响计算结果水质对比如表5所示，丰水期正常排污情况下，排污口下游500m、排污口下游2000m的COD、氨氮和TP增量分别最大为0.071mg/L、0.013mg/L和0.003 mg/L。随着太滆运河、漕桥河流量的汇入，排污对下游黄埝桥、百渎港桥和入湖口的COD、氨氮和TP的影响变得很小，COD增量均在0.005 mg/L以下，氨氮增量均在0.001 mg/L以下，TP增量均在0.001mg/L以下。可以看出丰水期条件下，常州市生活废弃物处理中心四期工程场内渗滤液处理后，对省考断面黄埝桥、国考断面百渎港桥以及太湖的影响极其有限。考虑安全余量情况下，以及省考断面黄埝桥、国考断面百渎港桥现状水质（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量满足国省控断面水质要求。
表5 丰水期正常排放时水质计算结果及对比表 单位：mg/L
（三）平水期正常排污对下游断面影响分析
在平水期（11月份）正常排放的条件下，本项目对下游第三方目标断面的水质影响计算结果水质对比如表6所示，平水期正常排污情况下，排污口下游500m、2000m的COD、氨氮和TP增量分别最大为0.156mg/L、0.025mg/L和0.005mg/L。随着太滆运河、漕桥河流量的汇入，排污对下游黄埝桥、百渎港桥和入湖口的COD、氨氮和TP的影响变得很小，COD增量均在0.011mg/L以下，氨氮增量均在0.002mg/L以下，TP增量均在0.001mg/L以下。可以看出平水期条件下，常州市生活废弃物处理中心四期工程场内渗滤液处理后，对省考断面黄埝桥、国考断面百渎港桥以及太湖的影响极其有限。考虑安全余量情况下，以及省考断面黄埝桥、国考断面百渎港桥现状水质（2020年），排污口排污引起的COD、氨氮和TP增量满足国省控断面水质要求。
表6 平水期正常排放时水质计算结果及对比表 单位：mg/L
由上述分析可知，丰平枯三期生活垃圾填埋场、四期工程场内渗滤液处理后正常排放下，排污会对黄土沟河有一定影响，对省考断面黄埝桥、国考断面百渎港桥影响较小，也不会对太湖水体造成显著影响。
本项目废水主要包括垃圾渗滤液、生活污水。废水经污水处理站通过“水质均衡+两级MBR+两级纳滤/反渗透”处理工艺处理达《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）表3标准后，尾水排放至黄土沟河。
丰平枯三期生活垃圾填埋场、四期工程场内渗滤液处理后正常排放下，排污会对黄土沟河有一定影响，但对省考断面黄埝桥、国考断面百渎港桥影响较小，也不会对太湖水体造成显著影响。
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