三峡枢纽管理区乐天溪污水处理厂扩建工程.docx
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三峡枢纽管理区乐天溪污水处理厂扩建工程
三峡枢纽管理区乐天溪污水处理厂扩建工程
入河排污口设置论证报告
(简本)
长江勘测规划设计研究有限责任公司
二〇一八年十一月
1项目概况
1.1论证范围
三峡枢纽管理区乐天溪污水处理厂扩建工程入河排污口位于湖北省宜昌市夷陵区乐天溪入江口上游约390m处,地理坐标为东经108°05′08.9″,北纬30°51′27.9″。
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根据《全国重要江河湖泊水功能区划(20XX-2030)》中长江片水功能区划和《湖北省水功能区划报告》,该排污口所处河段水功能区为长江流域水功能区一级区划中的长江葛洲坝水库保留区,该水功能区起于三峡坝址,止于葛洲坝,全长36.0km,水质管理目标为Ⅱ类。
拟建排污口距该水功能区上断面三峡坝址10.5km,距下断面葛洲坝坝址25.5km。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅。
综合考虑乐天溪污水处理厂污水排放影响涉及的范围、水功能区划成果及相关规划成果等因素,本项目论证范围、分析范围确定为三峡大坝至葛洲坝大坝长36km的长江干流河段,主要为本项目排污口所在左岸划属的一级水功能区长江葛洲坝水库保留区。
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1.2建设项目名称及项目性质
项目名称:
三峡枢纽管理区乐天溪污水处理厂扩建工程
项目性质:
扩建工程
项目主管单位:
中国长江三峡集团有限公司三峡枢纽建设运行管理局
项目建设地点:
宜昌市夷陵区乐天溪与长江的交汇处以西
1.3项目基本情况
(1)三峡枢纽管理区概况
三峡工程枢纽管理区位于距湖北省宜昌市内长江上游40km的世界著名的长江三峡之一——西陵峡内。
三峡工程管理区范围总面积为30.0km2,含枢纽主体、陆地和水域,其中枢纽主体0.90km2,陆域面积约12~80km2,水域面积为16.30km2。
目前三峡枢纽管理区形成了以大坝枢纽为核心,依托“一江两山”的山水格局,以“工”字型交通主轴为骨架,形成左、右岸相对独立的功能体系,构建“五区分列,互为关联;三轴并行,绿带延展”的功能布局结构。
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(2)入河排污口概况
三峡枢纽管理区乐天溪污水处理厂位于三峡枢纽左岸管理区,乐天溪与长江交汇口上游,污水处理厂扩建工程的设计规模为10000m3/d。
服务范围内的生活污水通过枢纽管理区污水管网收集至朱家湾泵站,经粗格栅拦截较大杂质后,自流进入调节池,再经泵站内的潜污泵提升至污水处理厂。
污水进入污水处理厂,经细格栅至平流沉砂池去除污水中无机性的砂粒后,出水进入A/A/O生物反应池。
污水在A/A/O生物反应池内进行生化反应,再经二沉池沉淀后进入精密过滤器,滤液通过接触消毒池进行消毒,满足水质排放标准后自流排入受纳水体——长江。
污水处理厂尾水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-20XX)中的一级A排放标准。
排污管道为一根D377×10钢管,管道长约110m。
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污水处理厂现状处理能力为5000m3/d,服务范围为三峡为枢纽管理区左岸、朱家湾村及坝河口部分区域,现状服务面积约6.84km2。
为响应习总书记关于长江“共抓大保护,不搞大开发”的指导思想,经与周边村镇共同商议,三峡枢纽管理局决定将污水处理厂现状服务范围外的许家冲、陈家冲、瓦窑坪、八户店及坝河口剩余区域的生活污水接入乐天溪污水处理厂进行处理。
污水处理厂扩建后的服务范围为12.27km2。
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2入河排污口设置方案概况
(1)入河排污口位置
污水处理厂扩建工程入河排污口位于湖北省宜昌市夷陵区乐天溪入江口上游约390m处,地理坐标为东经108°05′08.9″,北纬30°51′27.9″。
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(2)排污口设置类型
扩建入河排污口。
(3)排污口性质
生活污水入河排污口。
(4)排污口排放方式
连续排放。
(5)排污口入河方式
暗管重力自流。
3水域管理要求和现有取排水状况
3.1水域管理要求
根据《全国重要江河湖泊水功能区划》(国函[20XX]167号),三峡枢纽管理区乐天溪污水处理厂扩建工程入河排污口位置位于长江葛洲坝水库保留区,该功能区起于三峡坝址,止于葛洲坝坝址,长度36.0km,水质管理目标Ⅱ类。
其下游相邻一级水功能区为长江宜昌开发利用区。
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项目排污口位于长江葛洲坝水库保留区,距该水功能区起始断面10.5km,距该水功能区终止断面25.5km。
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3.2水域纳污能力
《长江经济带沿江取水口、排污口和应急水源布局规划》中明确本排污口所在河段长江葛洲坝水库保留区20XX~2030年纳污能力及限制排污量为COD44.0t/a、NH3-N2.6t/a。
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3.3论证水域内取排水状况
本次论证水域范围为长江葛洲坝水库保留区,本项目分析河段内现仅有鹰子嘴水厂1个取水口,该取水口位于乐天溪污水处理厂入河排污口上游约2.5km处,取水规模为37000m3/d。
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本次论证水域范围为长江葛洲坝水库保留区,该水域内主要排污口有乐天溪污水处理厂入河排污口、太平溪污水处理厂入河排污口、三斗坪污水处理厂入河排污口、平湖污水处理厂入河排污口。
其中:
太平溪污水处理厂现状排污量为2500m3/d,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-20XX)一级B标准;三斗坪污水处理厂现状排污量为2500m3/d,出水执行国标一级B标准;乐天溪污水处理厂现状排污量为5000m3/d,出水执行国标一级A标准;平湖污水处理厂现状排污量为4000m3/d,出水执行国标一级B标准。
太平溪污水处理厂、三斗坪污水处理厂及平湖污水处理厂将进行升级改造,出水水质将提升至一级A标准。
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4排污口设置对水功能区水质和水生态环境影响分析
根据乐天溪污水处理厂尾水所含污染物种类、长江葛洲坝水库保留区水质特征和水生态环境保护要求,本次选取COD、NH3-N、TP作为模型预测指标。
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采用平面二维水流和水质数学模型计算设计水文条件下入河排污口设置的影响范围以及影响程度,分析本项目废污水排放对所在江段水功能区水质和水生态的影响。
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4.1模拟范围
综合考虑本项目所在河段的河势、工程可能影响范围及本排污口所在河段水文资料等因素,本项目模拟范围选择为坝河口至风箱沱之间的长江干流河段,河段全长约为23.0km。
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4.2计算条件
(1)水文条件
流量:
采用三峡水利枢纽工程175m试验性蓄水运行后黄陵庙水文站(三峡水库出库控制站)20XX年~20XX年的最枯月平均流量,采用P-Ⅲ频率曲线法计算得出对应频率下的流量。
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水位:
由于乐天溪污水处理厂位于三峡大坝至葛洲坝大坝之间,模型下边界水位条件受葛洲坝蓄水调度影响,其中葛洲坝坝前水位限制在63m~66.5m运行,致使两坝间的水位流量关系不是单一的水位流量关系曲线。
本报告中的数学模型采用一维河网水动力数学模型计算两坝间水面线,为二维水质数学模型提供边界条件。
根据一维数学模型计算,具体二维数学模型计算水文条件见表4-1。
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表4-1模型计算水文条件
时段
上边界入流流量(m3/s)
葛洲坝坝前水位
(吴淞,m)
下边界水位
(吴淞,m)
50%最枯月
6081
63.0
63.03
66.5
66.55
90%最枯月
5085
63.0
63.07
66.5
66.53
河段平滩流量
30000
63.0
63.53
66.5
66.91
(2)评价指标
排污口所在河段为长江葛洲坝水库保留区,其水质管理目标为Ⅱ类。
根据水功能区管理目标和要求,同时考虑乐天溪污水处理厂尾水所含污染物种类以及长江葛洲坝水库保留区水质特征,本次选取COD、NH3-N、TP作为评价指标,按《地表水环境质量标准》(GB3838-20XX)Ⅱ类水的标准计算。
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(3)背景浓度
COD、NH3-N背景浓度:
根据黄陵庙、南津关断面20XX年~20XX年的每月水质统计资料,COD背景浓度选取最大浓度值11.45mg/L、NH3-N背景浓度选取最大浓度值0.157mg/L。
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TP背景浓度:
长江葛洲坝水库保留区TP浓度大部分情况满足其Ⅱ类水水质目标,但仍有部分月份TP浓度超过Ⅱ类水水质目标。
为分析TP排放对水功能区水质污染的影响情况,本次模拟选取TP的背景浓度值为0.09mg/L。
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(4)排污浓度
乐天溪污水处理厂出水水质执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-20XX)中的一级A排放标准。
COD、NH3-N、TP的排放浓度分别为50mg/L、5mg/L、0.5mg/L。
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计算考虑乐天溪污水处理厂污水正常排放和事故排放两种工况。
(1)正常排放情况:
乐天溪污水处理厂的污水处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-20XX)中的一级A排放标准;
(2)事故排放情况:
考虑污水处理厂出现异常情况,污水处理效率极低或基本未处理,COD、BOD5、NH3-N的排放浓度分别为250mg/L、25mg/L、3mg/L。
锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔嗚訝摈。
4.3模型参数
结合坝河口水位监测站、黄陵庙水位监测站、风箱沱水位监测站及平善坝水位监测站同步观测的水位监测数据、上下游断面及排污口上游200m至下游550m范围内的水质监测数据采用人工调试与最优化估值相结合的方法来率定参数,主要参数的率定结果如表4-2所示。
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表4-2水动力水质模型参数率定值
参数名称
河道糙率
扩散系数(m/s)
降解系数d-1
COD
NH3-N
TP
参数取值
0.04
1
0.05
0.05
0.005
4.4模拟计算结果
1)正常排放工况影响范围分析
(1)50%保证率流量条件下,①工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长23m、宽18m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长21m、宽14m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长20m、宽14m;②工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长23m、宽24m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长20m、宽13m;TP污染带浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长20m、宽12m。
輒峄陽檉簖疖網儂號泶蛴镧釃。
(2)90%保证率流量条件下,①工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长23m、宽19m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长21m、宽15m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长17m、宽23m;②工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长18m、宽14m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长28m、宽17m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长22m、宽16m。
尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅瀝纰縭。
(3)汛期流量条件下,①工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长20m、宽12m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长23m、宽17m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长18m、宽12m,大于本底浓度0.09mg/L的影响范围长3196m、宽177m;②工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长19m、宽22m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长17m、宽16m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长18m、宽16m。
识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒侬减攙。
本工程排污口正常排污工况时,长江河段COD及氨氮浓度均满足Ⅱ类水质标准。
当水功能区TP背景浓度为0.09mg/L时,长江河段TP浓度也满足Ⅱ类水质标准。
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2)事故排放工况影响范围分析
(1)50%保证率流量条件下,①工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长47m、宽38;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长53m、宽28m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长32m、宽20m;②工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长51m、宽36m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长42m、宽32m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长25m、宽29m。
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(2)90%保证率流量条件下,①工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长46m、宽40m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长40m、宽23m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长21m、宽15m;②工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长54m、宽35m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长55m、宽27m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长14m、宽17m。
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(3)汛期流量条件下,①工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长53m、宽37m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长50m、宽25m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长26m、宽24m;②工况:
COD浓度大于15mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长55m、宽34m;NH3-N浓度大于0.5mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长45m、宽23m;TP浓度大于0.1mg/L(超Ⅱ类水质)的影响范围长44m、宽29m。
硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹鸶胶据。
本工程排污口事故排污工况时,长江河段COD及氨氮浓度均满足Ⅱ类水质标准。
当水功能区TP背景浓度为0.09mg/L时,长江河段TP浓度也满足Ⅱ类水质标准。
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4.5对水功能区的影响
(1)对水功能区水质影响
乐天溪污水处理厂出水水质达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-20XX)一级A标准,即出水水质排放浓度标准为:
BOD5≤10mg/L,COD≤50mg/L,SS≤10mg/L,TN≤15mg/L,NH3-N≤5mg/L,TP≤0.5mg/L。
排污口所在河段的一级水功能区划属长江葛洲坝水库保留区,水质管理目标均为Ⅱ类。
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通过平面二维水流和水质数学模型分析计算可知:
污水处理厂正常排污情况下,污染物在水流中扩散很快,局部水体中分布较均匀。
对该功能区河段左岸水质略有影响,但不会改变水功能区的使用功能;发生事故非正常排放情况下,影响范围要明显大于正常排污时,对排污口局部区域的水质影响较为明显。
在两坝间污水处理厂全部实施提标改造工程后,将大大减少污染负荷,对长江葛洲坝水库保留区水体水质改善是有利的,乐天溪污水处理厂改扩建后不会改变长江葛洲坝水库保留区的使用功能。
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(2)对水功能区纳污能力影响
乐天溪污水处理厂扩建工程是在原有的服务范围的基础上,将陈家冲、许家冲、瓦窑坪、八户店及坝河口剩余部分纳入污水处理厂,污水处理量增加5000m3/d。
污水处理厂将原本直接排入长江内的5000m3/d生活污水收集处理后达到一级A标准后排放。
对于长江葛洲坝水库保留区,其接纳的来自污水处理厂新增服务范围内的5000m3/d中污染物的浓度得到削减,进入水体的污染物的量减少。
因此,本工程入河排污口仍能满足水功能区纳污能力。
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4.6对水生态环境影响分析
(1)对水生生境的影响
本工程的入河排污口位于长江葛洲坝水库保留区,尾水排放会增加本工程影响范围岸边水质和底质,但局部岸边水质的变化对水生生境影响不大,同时工程实施不改变本江段的河势,对本江段水文情势无明显影响。
总体上对水生生境无明显影响。
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(2)对水生生物及渔业资源的影响
a、浮游动植物
由于本工程污水的排放,排污口附近浮游生物生境会有一定变化,在水质影响变化区的长江近岸水域内,浮游生物的生物量会略有增大,浮游动物的增加量可能大于浮游植物的增加量,同时在排污口附近水生生物种群结构也可能发生一定变化,如清水种减少,耐污种增加。
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b、渔业资源
两坝间河段主要分布渔业资源有“四大家鱼”等,根据《长江三峡——葛洲坝两坝间水域20XX-20XX年经济鱼类增殖放流实施概况及效果评价》(湖北省水产科学研究所,二〇—三年一月),两坝间河道受葛洲坝大坝、三峡大坝双重阻隔,江段原有的青鱼、草鱼、鲢、鳙鱼类的产卵场受到明显影响或消失,20XX年连续对两坝间河段实施人工增殖放流经济鱼类大规格鱼种350万尾左右,鱼类饵料等多存于两坝间出口段的南津关河段。
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根据模型计算成果,本排污口在正常排污情况下,污染物向下游江段扩散,枯水期90%流量条件下大于本底水质标准的污染物向下游最大影响长度为5341m,对下游南津关区域鱼类饵料等不会产生影响,对四大家鱼的生长影响也比较轻微。
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由于本江段不是主要产鱼区,也没有鱼类产卵场分布,因此,正常排放情况下对水生生物群落、渔业资源和水生态环境影响很小。
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5入河排污口设置对第三者影响分析
5.1对取用水户的影响分析
本项目排污口位于长江葛洲坝水库保留区,乐天溪污水处理厂出水水质达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-20XX)一级A标准,即出水水质排放浓度标准为:
BOD5≤10mg/L,COD≤50mg/L,SS≤10mg/L,TN≤15mg/L,NH3-N≤5mg/L,TP≤0.5mg/L。
颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷涨负這。
根据调查,在长江葛洲坝水库保留区内仅有鹰子嘴水厂取水口,位于本入河排污口的上游2500m。
模型计算显示本项目排污口不会对鹰子嘴水厂取水产生影响,且该入河排污口设置符合《湖北省城市供水管理实施办法》中“以长江为水源的,取水点上游20XXm、下游100m水域禁止新建排污口”的规定要求。
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5.2对应急水源的影响分析
根据《长江经济带沿江取水口排污口和应急水源布局规划》,湖北宜昌市现状城市应急水源为东山运河、隔河岩水库,本排污口所在水域为非应急水源区,故本工程入河排污口设置对应急水源无影响。
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6废污水处理措施及效果分析
6.1废污水处理效果分析
(1)现状污水处理工艺:
乐天溪污水处理厂一期工程规模为5000m3/d,一期工程采用前置厌氧改良型氧化沟工艺,出水二氧化氯消毒,药剂在厂内现场制作。
污水处理厂升级改造工程在原有二级处理的基础上,强化脱氮去磷功能,并增设污水深度处理工艺,以保障出厂水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-20XX)一级A标准,即CODCr≤50mg/L,BOD5≤10mg/L,SS≤10mg/L,TP≤0.5mg/L,NH3-N≤5mg/L,TN≤15mg/L。
COD平均去除率为70.9%,BOD5平均去除率为50.4%,SS平均去除率为92.1%,NH3-N平均去除率为40.4%,TN平均去除率为44.7%,TP平均去除率为63.8%。
现状污水处理工艺流程为:
生物处理优化运行+化学除磷+机械(微孔)过滤滤池+需要时补充碳源,现状污水处理厂处理效果良好。
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(2)扩建后污水处理工艺:
乐天溪污水处理厂扩建工程在现状条件下新增氧化沟及鼓风机房一座,使污水处理厂处理能力提升至10000m3/d,同时满足出厂水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-20XX)一级A标准。
实施扩建工程,不改变现有处理工艺,通过新增污水处理构筑物来满足扩建后的污水处理规模,同时进水水质也不会有较大变化,因此可以认为扩建后污水处理厂尾水仍满足一级A标准。
赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈極嚕辫。
乐天溪污水处理厂实施扩建工程后,污水处理工艺不变,不会影响污水处理厂处理效果,污水处理厂仍能达到很好的处理效果。
塤礙籟馐决穩賽釙冊庫麩适绲。
6.2风险分析及防治措施
6.2.1风险分析
本项目排污口事故环境风险主要是污水处理设施故障或发生事故,不能正常运行,可能导致超标污水排放。
乐天溪污水处理厂扩建工程项目发生风险事故的可能环节及由此产生的影响方式主要有以下几方面:
裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺递灿扰。
(1)设备故障
污水处理设备损坏、污水处理设施运行不正常、停车检修,致使大量污水外溢或未经处理直接排入河流。
活性污泥因运行不当发生变质,造成污泥膨胀或污泥解体等异常情况,使污泥流失,处理效果降低。
(2)进水水质、水量突变
有毒有害物质误入管网,造成生物池的微生物活性下降或被毒害,影响污水处理效率。
雨污合流的收水管网部分,因雨季流量大,超出污水处理厂设计规模,影响污水处理效率。
(3)突发性外部事故
由于出现一些不可抗拒的外部原因,如停电、突发性自然灾害等,造成泵站及污水处理厂污水处理设施停止运行,大量未经处理的污水直接排放,这将是污水处理厂非正常排放的极限情况。
仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁絛鯛鱧。
(4)洪水对污水处理厂安全的影响
洪水对污水处理带来的影响主要有冲毁部分构筑物、淤积地下构筑物并使大部分建筑物受损,污水处理厂不能运行,污水直接溢流排放至长江,给水体带来严重污染。
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6.2.2防治和处理措施
污水处理厂的事故主要来源于设计、设备、管理等环节,主要防治措施如下:
(1)加强电力设备维护,避免电力系统故障造成水污染事件的发生。
为保证污水处理厂电气系统的连续、可靠运行,本工程要求由两个电源供电,变压器亦应有两台,而且须做到在电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电,或中断后能迅速恢复。
电源电压等级均为10kV,两路电源要求一用一备,当一个电源发生故障时,由另一个电源带全部负荷运行,两电源故障保证率均要求100%。
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(2)为使在事故状态下污水处理厂能够迅速恢复正常运行,应在主要水工建筑物的容积上留有相应的缓冲能力,并配有相应的设备(如回流泵、回流管道、阀门及仪表等)。
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(3)选用优质设备,对污水处理厂各种机械电器、仪表等设备,必须选择质量优良、事故率低、便于维修的产品。
关键设备应一备一用,易损部件要有备用件,在出现事故时能及时更换。
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(4)严格控制处理单元的水量、水质、停留时间、负荷强度等工艺参数,确保处理效果的稳定性。
配备流量、水质自动分析监控仪器,定期取样监测。
操作人员及时调整,使设备处于最佳工况。
如发现不正常现象,就需立即采取预防措施。
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(5)加强运行管理和进出水的监测工作,未经处理达标的污水严禁外排。
(6)污水处理厂污水泵站内设有2组625m3调节池,主要用于调节进水水质与水量变化。
(7)建设事故应急池。
本项目考虑厂区面积及经济性,事故应急池存储能力取6小时,其有效容积为2500m3,事故应急池可设置在传达室南侧空地处。
由于事故应急池容积有限,需保证污水处理厂风险防范措施到位,事故后应急处理及时。
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(8)加强事故苗头监控,定期巡检、调节、保养