丹江口市右岸污水处理厂.docx
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丹江口市右岸污水处理厂
丹江口市右岸污水处理厂
入河排污口设置论证报告
（简本）
湖北水神科技有限公司
2014年2月
1项目概况
1.1丹江口市汉江右岸新城区概况
根据《丹江口市城市总体规划（修编）》，丹江口市汉江右岸新城区包括丹江口右岸新区、丹江口经济开发区水都工业园5个片区（安乐河片、白果树沟片、许家畈片、潘家岩片、化鸡沟片）以及三官殿办事处部分区域。
其中：
丹江口右岸新区与老城区隔汉江相望，规划范围东抵汉江，西部沿西城山公园向西延伸至樟木垭，北部至环库公路，南部到三官殿，规划建设用地面积10.4km2；丹江口经济开发区水都工业园位于右岸新城区的水都大道沿线，包括安乐河产业片区、白果树沟产业片区、许家畈产业片区、潘家岩产业片区、化鸡沟产业片区共五个片区，总面积15.23km2，园区主导产业为汽车零部件、食品加工等，工业用地面积939ha；三官殿办事处位于丹江口大坝以下、汉江右岸，是丹江口新城规划建设区，全处辖9个村，一个中心社区，50个村民小组，2.8万人，版土面积110km2。
根据规划方案，丹江口市右岸新城区远期规划总面积20.86km2，人口11.3万人。
右岸新城区由行政办公、金融商贸、文化教育、工业产业、生活居住及生态公园等功能区组成。
1.2右岸新城区污水处理情况
1.2.1现状情况
目前丹江口市右岸新城区未建污水处理工程。
丹江口右岸新城区发展迅猛，以武当大道、水都大道、汉江大道为基本道路骨架已经形成，城区人口和工业企业不断增加，居民和工业企业产生的污水量增大，但作为城市基础设施的污水处理工程的建设却相对滞后，目前右岸新城区尚未建设污水处理厂，右岸新城区废污水处于零散、无序排放状态，未能得到有效集中处理，对区域环境以及汉江水质构成了威胁，在一定程度上制约了城市建设的发展。
1.2.2污水处理规划情况
规划拟建丹江口市右岸污水处理厂总投资13000万元，建设地点位于丹江口市三官殿办事处三官殿村5组安乐河左岸，主要建设内容为一座污水处理厂及35km配套污水收集管网。
工程建设规模确定为：
近期规划水平年（2020年）为3.0万m3/d，远期规划水平年（2030年）为5.0万m3/d，土建按远期施工，主要设备按近期安装。
工程控制用地面积2.3ha，厂区建筑面积590.5m2，配套收集管网尽量自流排放，局部片区设置污水提升泵站。
本工程拟采用CASS污水处理工艺，设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准，处理后的尾水排入环绕厂区的安乐河，安乐河向东流0.9km在套口桥注入汉江。
工程服务区域包括丹江口新区、水都工业园区、三官殿办事处中心社区，污水处理厂服务总面积20.86km2，近期规划水平年服务人口6.89万、工业用地面积450ha，远期规划水平年服务人口11.3万人、工业用地面积939ha。
2入河排污口论证报告编制情况
2.1论证规模
本次编制《丹江口市右岸污水处理厂入河排污口设置论证报告》以工程近期规划水平年（2020年）设计处理能力3.0万m3/d作为论证规模。
2.2论证范围
丹江口市右岸污水处理厂尾水通过管道就近排入安乐河，安乐河向东在套口桥注入汉江。
根据《湖北省水功能区划》，汉江本江段属于汉江丹江口～襄樊保留区。
工程尾水的排放主要对安乐河下段及汉江丹江口～襄樊保留区产生影响，因此，选定本工程排污口至入汉江的安乐河下段、汉江丹江口～襄樊保留区作为论证范围。
安乐河未划定水功能区，作为本工程自然排水河沟，故以汉江丹江口～襄樊保留区作为重点论证范围及影响范围。
3入河排污口设置方案
根据《丹江口市城市总体规划（修编）》、《丹江口市牛河污水处理工程可行性研究报告》以及《丹江口市牛河污水处理工程环境影响报告表》，右岸污水处理厂厂址定于三官殿村五组安乐河左岸。
污水处理厂处理后的尾水以排污管道排入厂区南侧的安乐河，安乐河向东在套口桥处注入汉江。
工程入河排污口拟设置于环绕厂区的安乐河边，地理坐标为东经111°29′28.70″，北纬32°30′22.05″。
该入河排污口为城市工业废水及生活污水治理工程排污口，类型为新建入河排污口，性质为城市综合排污口，排放方式为连续排放，入河方式为管道，采用抽排方式。
4水域管理要求及排取水现状
4.1水功能区划与水质管理目标
根据《省人民政府关于水利厅水功能区的批复》（鄂政函[2003]101号），安乐河入汉江处（即套口桥）河段属于汉江丹江口～襄樊保留区。
汉江丹江口～襄樊保留区起于丹江口水库坝前，止于襄阳县竹条镇，长度107km，现状水质Ⅱ类，水质管理目标Ⅱ类。
按照水功能区管理要求，安乐河排入汉江的污染物必须达标排放，确保汉江水域水功能区的水质管理目标。
4.2水域纳污能力
根据《湖北省重要江河湖泊水功能区纳污能力核定和分阶段限排总量控制方案》（湖北省水文水资源局，2012年）的成果，拟设排污口尾水汇入的汉江丹江口～襄樊保留区主要控制指标纳污能力为：
COD7285t/a，NH3-N828t/a。
4.3取排水现状
汉江丹江口～襄樊保留区内，丹江口境内取水口以及下游襄阳境内主要取水口共有15家，2014年底前将关闭5家取水口，河段总取水量为11765万m3。
汉江丹江口～襄樊保留区内，主要入河排污口共有14个，2014年底前将关闭8个，河段总排污量为4486.5万t。
5排污口设置对水功能区水质和水生态环境影响分析
5.1废污水影响范围分析
5.1.1数学模型
本次预测评价因子选定为COD、NH3-N，采用MIKE21模型模拟计算评价河段COD与NH3-N的迁移扩散过程，分析排污口尾水排放对汉江水质的影响范围和程度，计算的上边界为丹江口水库坝下，下边界为王甫洲水库坝前，采用三角形网格和矩形网格嵌套的划分方法，对较顺直的河段采用矩形网格，洲滩分叉河段采用三角形网格，共划分网格10199个。
5.1.2计算初始条件
初始条件设计流量按照丹江口大坝下游黄家港控制断面最小下泄流量（490m3/s）进行控制，同时考虑黄家港水文站多年平均流量（1200m3/s）计算工况。
计算初始条件见下表。
表5-1计算初始条件一览表
序号
安乐河背景浓度（mg/L）
汉江背景浓度（mg/L）
汉江河道流量（m3/s）
王甫洲坝前水位（m）
COD
NH3-N
COD
NH3-N
1
10.0
0.26
10.0
0.18
490
86.17
2
10.0
0.26
10.0
0.18
1200
86.23
5.1.3计算范围
模型模拟计算范围为丹江口水库坝址至王甫洲水库坝址江段，总长35.4km，宽度为整个江宽。
5.1.4计算工况
由汉江两种来水条件（最小下泄流量、多年平均流量）分别与污水处理厂达标排放、不达标排放两种可能组成下表4种工况：
表5-2工况拟定表
序号
设计工况
汉江背景浓度（mg/L）
河道流量
排污流量
排放浓度（mg/L）
COD
NH3-N
（m3/s）
（m3/s）
COD
NH3-N
1
正常混合排放
10
0.18
490
0.58
60
8
2
非正常混合排放
10
0.18
490
0.58
320
30
3
正常混合排放
10
0.18
1200
0.58
60
8
4
非正常混合排放
10
0.18
1200
0.58
320
30
5.1.5混合浓度
考虑较不利情况，一般非汛期安乐河流量较小，本污水处理厂退水水量相对较大，因此，采用零维混合模型对安乐河混合断面浓度进行预测。
计算结果为：
达标排放情况下，混合断面COD浓度为40.72mg/L，NH3-N浓度为5.15mg/L；不达标排放情况下，COD浓度为205.69mg/L，NH3-N浓度为19.11mg/L。
5.1.6模拟计算结果
按汉江两种来水条件模拟计算，结果如下：
一、当汉江流量为490m3/s时：
本工程达标排放工况下，汉江岸边水域基本不产生超标水域（指超过水功能区管理目标），但由于废污水量污染物浓度较高，按照预测浓度超过背景值5%统计，达标排放工况下，污染带长1502m，宽78m。
不达标排放工况下，岸边水域将产生长约103m，宽约26m的超标水域，污染带长约2473m，宽约103m。
二、当汉江流量为1200m3/s时：
本工程达标排放工况下，岸边水域基本不产生超标水域，按照预测浓度超过背景值5%统计，达标排放工况下，由于来水流量相对于上一方案要大，污染带范围有所减小，污染带长1269m，宽52m。
不达标排放工况下，岸边水域将产生长约51m，宽约26m的超标水域，污染带长约2045m，宽约77m。
综上所述，本工程尾水引起的汉江污染带可能最大长度为2473m、最大宽度为103m。
5.2对水功能区水质影响分析
5.2.1对水功能区水质影响
工程尾水达标排放时，尾水进入汉江后其主要控制指标（COD、NH3-N）均能够达到Ⅱ类水质标准，满足水功能区水质管理目标要求，没有改变水功能区的使用功能，也不会对相邻功能区产生影响。
不达标排放工况时，对水功能区水质则有明显影响。
5.2.2对水功能区纳污能力影响
丹江口市右岸污水处理厂近期规划建设规模为3.0万m3/d。
出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GBl8918-2002）一级B标准，污水处理厂处理后的尾水以管道排入厂区南侧的安乐河，再汇入汉江。
污染物COD最大排放浓度为38.07mg/L，COD最大日排放量为1.8t/d、年最大排放量657t；污染物NH3-N最大排放浓度为5.08mg/L，NH3-N最大日排放量为0.24t/d、年最大排放量88t。
根据湖北省水文水资源局2012年调查统计与纳污能力核算分析，汉江丹江口～襄樊保留区COD纳污能力7285t/a，NH3-N纳污能力828t/a。
汉江丹江口～襄樊保留区现有排污口排放废污水总量4612万t，COD排放量885t/a，NH3-N排放量109t/a。
自2014年起，位于丹江口市境内右岸的零星排污口将陆续关闭，汉江丹江口～襄樊保留区内原有排污口排放废污水总量降为4486.5万t，COD排放量减至861t/a，NH3-N排放量减至106t/a。
本工程建成运行后，汉江丹江口～襄樊保留区承接的各排污口排放废污水总量为5582万t/a、COD排放量合计为1518t/a、NH3-N排放量合计为194t/a，远低于水功能区纳污能力。
本工程尾水排放满足水功能区纳污能力管理要求。
5.3对水生态环境的影响
据湖北省渔业部门调查显示，自2004年以来，汉江干流四大家鱼产卵场有庙滩、宜城、关家山、钟祥、马良5个，原王甫洲、襄樊产卵场消失；其他经济鱼类产卵场有庙滩、襄樊、宜城、关家山、钟祥、马良、陈家口7个，王甫洲产卵场消失；小型鱼类产卵场从王甫洲到沙洋共分布有15个，小型鱼类遍布中游。
由于王甫洲产卵场已消失，再加之本工程退水对水质的影响主要集中在套口桥下游长1502m、宽78m范围内，因此本工程退水对四大家鱼及其他经济鱼类影响很小，不会影响其繁殖和生存；对小型鱼类而言，由于其产卵场遍布中游达15个之多，废污水的排放对其繁殖和生存影响较小。
5.4污水排放事故环境风险分析
5.4.1风险分析
通过对本污水处理厂所选用的工艺及工程设施的分析，污水排放事故风险的类型主要是污水处理厂非正常运行状况时可能发生的原污水排放、污泥膨胀及恶臭物质排放引起的环境问题。
污染事故发生的主要环节存在于污水管网及污水处理厂两大系统。
5.4.2污水事故排放的影响评价
污水处理厂因各种原因不能正常运行时，原污水如果直接排放到安乐河、进入汉江，将使下游水体受到严重污染，最大影响范围为岸边水域将产生长约103m，宽约26m的超标水域，污染带长约2473m，宽约103m。
形成明显的近岸水体污染带，对套口桥附近的汉江河道的水质造成较明显的影响，对水生环境影响较大。
5.4.3污水事故排放的防范与处理措施
防范污水事故排放的具体措施主要有：
选用的各类机械、设备、设施尽可能采用先进、优质产品，并具有较高的自控水平，实现故障设备自动报警；对所有设备定期进行检查、维护、保养；本工程结构应充分考虑抗震问题，以六度以上抗震强度进行设计、建设；电力供应系统采用双备份；工作人员一律实现岗前培训、持证上岗、严守操作规程，并做好自身安全防护；运行过程严格检测水温、pH值等重要指标，维持系统正常运行，防止污泥膨胀、污泥解体。
为防范污水事故排放的发生和应急处理，本报告提出两点建议：
一是建议本工程同时建设容积不小于1万m3的事故应急池；二是工程运行管理单位必须编制污水处理厂突发性水污染事故排放应急预案，并上报政府相关主管部门备案。
6入河排污口设置对第三方影响分析
丹江口市右岸污水处理厂入河排污口设置于安乐河下段，调查结果表明，安乐河下游河段内无其他取水口分布，汉江套口桥断面以下丹江口市境内河段的各取水口将陆续关闭、统一改用城市自来水管网供水，各零星排污口将陆续关闭、停止排江，下游较长距离内无集中生活、工业取用水户，仅在下游21.5km以下有老河口市供水公司等取水口。
因此，本工程排污口的设置不会对第三者有明显不利影响。
本工程尾水引起的汉江污染带可能最大长度为2473m，而安乐河口距离谷城县界3600m，丹江口市右岸污水处理厂退水对谷城县江段水质基本不产生影响。
7污水处理设施及处理效果分析
7.1主要污水处理设施
7.1.1污水处理厂
本工程采用的污水处理工艺为改良型SBR工艺——CASS工艺，核心构筑物为反应池。
主要污水处理设施有粗格栅及进水泵房、细格栅及旋流沉砂池、生物反应池、紫外消毒池、鼓风机房、污泥调节池及污泥浓缩脱水机房等。
7.1.2污水收集系统
丹江口市右岸新城区分为右岸新区、水都工业园区、三官殿办事处三个相对独立的污水收集系统。
本工程服务区域内所有用户退排水经污水收集支网逐级汇集到主干网，最终汇入污水处理厂，管网基本上沿道路敷设，总长度35km。
污水收集管网的设计充分利用地势，各服务区域的污水基本上能重力输送至污水处理厂。
7.2本工程设计进水水质指标
根据丹江口市右岸新城区现有生活污水、工业废水排放情况的调查、对区域规划水平年污水排放的预测分析，结合《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）等规范，参考国内和省内其他类似城市的污水水质指标，确定的丹江口市右岸污水处理厂进水水质指标如下表7-1。
表7-1污水处理厂进水水质指标
水质指标
BOD5
COD
SS
NH3-N
TN
TP
进水浓度（mg/L）
150mg/L
320mg/L
200mg/L
30mg/L
40mg/L
3.5mg/L
进污量（m3/d）
4.5
9.6
6
0.9
1.2
0.11
7.3本工程处理后退水水质指标
本工程污水处理厂出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GBl8918-2002）一级B标准，处理后尾水排放污染物浓度及排放量见下表7-2。
表7-2污水处理厂尾水水质指标
水质指标
BOD5
COD
SS
NH3-N
TN
TP
尾水浓度（mg/L）
≤20
≤60
≤20
≤8（15）
≤20
≤1
排污量（m3/d）
0.6
1.8
0.6
0.24
0.6
0.03
7.4污水处理效果分析
本工程拟收集丹江口新区、水都工业园区各片区、三官殿及安乐河沿岸产生的污水，经过集中处理达标后排放，使原废污水中COD、BOD5、NH3-N等污染物指标大幅度下降，入河各类污染物的削减量及削减率统计如下：
COD削减2847t/a，削减率81.25%；BOD5削减1423.5t/a，削减率86.67%；SS削减1971t/a，削减率90.00%；NH3-N削减240.9t/a，削减率73.33%；TP削减27.38t/a，削减率71.43%。
经本工程处理后，污染物排放量大大减少。
因此，本工程不仅能减轻安乐河中下游现有水污染负荷，改善河流的水生态环境，更重要的是能减少污染物对汉江（坝下）水质的影响，从而更好地保障汉江下游用水安全。
8入河排污口设置合理性分析
8.1排水规模的适合性分析
近期规划水平年本工程服务区内居住用地87ha，生活污水量为1.33万m3/d；工业用地450ha，工业污水量为1.20万m3/d；其它污水量为0.35万m3/d，本工程服务区内污水总量为2.88万m3/d，新建污水处理厂近期规划设计处理能力3.0万m3/d是合适的。
8.2达标排放符合性分析
按照鄂发改地区[2009]1144号文件《关于组织开展丹江口库区水污染防治规划远期项目前期工作的指导意见》，工程设计采用CASS处理工艺，经处理的尾水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，排放的污染物浓度值分别为：
COD≤60mg/L；BOD5≤10mg/L；SS≤20mg/L；NH3-N≤8mg/L，满足规定要求。
安乐河接纳本工程尾水后排入汉江，排入汉江的特征污染物浓度为：
COD40.72mg/L、NH3-N5.15mg/L。
经分析计算，汉江丹江口～襄樊保留区废污水排放总量在其纳污能力范围内，不改变汉江水功能区水质现状级别。
8.3排污口位置合理性分析
丹江口右岸新城区范围内地势起伏较大，北部片区地势两边高、中间沿安乐河两侧地势较低，南部片区东北高、西南低。
考虑到沿安乐河两侧的地势较低，故本污水处理厂初步选定污水处理厂厂址及其排污口设置于三官殿办事处三官殿村五组安乐河左岸。
本工程断面以下安乐河流程较短，区间无其它取用水户，岸坡稳定。
排污口位置设置符合相关规划和文件要求，位置基本合理。
8.4水功能区管理合理性分析
汉江干流不同来水条件下，本工程达标排放工况时，尾水进入汉江后其主要控制指标（COD、NH3-N）均能够达到Ⅱ类水质标准，满足水功能区水质目标管理要求，没有改变功能区的使用功能，也不会对相邻功能区产生影响。
该排污口的设置满足汉江水功能区管理要求。
本工程建成运行后，汉江丹江口～襄樊保留区内承接的各排污口排放废污水总量为5582万t/a、COD排放量合计为1518t/a、NH3-N排放量合计为194t/a，远低于水功能区纳污能力。
本工程尾水排放满足水功能区纳污能力管理要求。
8.5排污口对汉江河势的影响分析
套口桥附近汉江河段受河控工程及护岸工程的作用，河道平面形态的变化受到一定限制，丹江口～襄阳段河道的游荡性降低并向相对稳定的分汊型和顺直微弯型发展，河势总体基本稳定，河道平面形态、主流线、岸线基本稳定，变化幅度较大的位置主要发生在弯道、汊道段。
深泓走向基本稳定、原有心滩大量消失、主槽外洲滩兼并进一步发展，滩槽更分明。
套口桥断面有所冲刷，岸线及边滩基本稳定。
羊皮滩一直处于调整之中，但趋于平稳。
受节点和加固护岸工程控制，预计本河段河势今后仍将维持长期稳定。
本工程排水通过安乐河进入汉江，流量较小，对汉江河势稳定性、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。
9结论
通过MIKE21模型对汉江不同来水、不同工况下主要控制指标（COD、NH3-N）浓度场的计算分析，结果表明，汉江不同来水条件下，工程达标排放工况时，岸边水域基本不产生超标水域，本工程对汉江水体产生的不良影响较轻微，对汉江水生生物、河势演变、第三者合法权益等不会造成明显不利影响。
但不达标排放工况时，对水功能区水质则有明显影响，尤其以较不利来水（汉江河道流量490m3/s）条件下影响较大。
丹江口市右岸污水处理厂入河排污口的设置基本合理，但必须确保工程正常运行，尾水达标排放。
同时要切实做好以下工作：
尽快制定汉江沿岸各取、排水口关闭时间表、加强工程服务区域内废污水排放指标控制、实施安乐河口整治、加强汉江水功能区监督管理、实施排污口水质在线监测、建立信息报送制度、制定污染事故应急预案。
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