污水处理厂入河排污口论证分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：冯迪（1986），女，汉族，吉林梨树人，硕士研究生，技术负责人，工程师，辽宁绿管家环保科技有限公司，研究方向：环境咨询。-55-污水处理厂入河排污口论证分析 冯 迪 辽宁绿管家环保科技有限公司，辽宁 沈阳 110000 摘要：摘要：随着城市化进程的加快，污水处理厂的排污口对河流生态系统的影响成为环境工程领域的一个重要研究话题。本研究旨在分析和评估污水处理厂入河排污口对周边水体环境的影响，以及探索可能的改进措施。通过对一家典型城市污水处理厂的排放水质进行详细分析，我们收集了包括生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、氮和磷含量等多项指标的数据。利用统计分析和水质模拟，我们评估了这些指标对河流水质的潜在影响。研究发现，虽然该处理厂的排放水质大体符合现行标准，但在某些关键指标上仍存在潜在的环境风险。本文进一步讨论了改进污水处理效率和减少环境影响的可能策略，包括技术创新和管理措施的调整。最后，本研究强调了对现行污水处理标准的重新评估的必要性，以及在城市规划和环境保护政策制定中，更全面考虑污水处理厂排污口的影响。关键词：关键词：污水处理厂；入河排污口；论证分析 中图分类号：中图分类号：X703 1 概述 随着工业化和城市化的快速发展，城市污水排放成为全球水环境保护中的一个重大挑战。污水处理厂作为城市基础设施的重要组成部分，对于保护河流和湖泊生态系统、维护水质安全起着至关重要的作用。然而，即便经过处理，污水排放仍可能对河流生态系统产生显著的负面影响，如水体富营养化、有害物质累积和生物多样性下降等。因此，对污水处理厂入河排污口的影响进行科学合理的评估，对于促进可持续地水资源管理和环境保护具有重要意义。2 研究背景 2.1 污水处理技术的发展 污水处理技术的发展经历了从初级处理到高级处理的演变过程。早期，污水处理主要侧重于去除悬浮固体和有机物，以减少对水体的直接污染。近年来，随着环境保护意识的增强和技术的进步，污水处理技术已经发展到能够有效去除氮、磷等营养物质，以及某些特定有害化学物质。一些先进的污水处理技术，如膜生物反应器（MBR）、生物脱氮和生物脱磷技术，已在许多国家得到广泛应用。2.2 污水排污口管理的研究现状 污水排污口的管理是近年来环境工程研究的热点之一。这些研究主要集中在排污口对河流、湖泊和近海区域的影响评估上。特别是，关于污水中营养物质（如氮和磷）对水体富营养化的影响，以及重金属和有机污染物对水生生物健康的潜在威胁，已经成为国际环境研究的重要议题。此外，还有研究关注污水排放对河流生态系统的长期影响，包括生物多样性减少和生态功能退化。2.3 环境法规和标准 环境法规和标准在中国的污水处理与排污口管理中扮演着至关重要的角色。随着中国经济的快速发展和环境保护意识的增强，政府已经实施了一系列法规和标准，以确保水资源的可持续利用和保护。在污水处理标准方面，中国的污水处理标准主要由城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）和其后续修订版本规定。这些标准规定了污水处理厂的排放限值，包括生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、悬浮固体、氨氮、总氮和总磷等关键指标。这些标准旨在控制和减少污水排放对河流、湖泊和其他水体的污染。而在监管与执行上，中国政府通过各级环保部门对污水处理厂进行监管和检查，以确保其符合国家标准。近年来，政府加大了对违反环保法规企业的处罚力度，包括罚款、限制或停止生产等措施。此外，政府还鼓励公众参与环境保护活动，并通过环保公益诉讼等方式提升环境治理效果。中国科技期刊数据库 工业 A-56-3 研究方法 3.1 数据收集方法 3.1.1 采样地点 采样工作主要集中在位于中国某典型城市的一家大型污水处理厂及其入河排污口。该处理厂代表了典型的城市污水处理条件，而排污口的位置则提供了研究城市化背景下河流污染的重要视角。3.1.2 采样时间与频率 采样工作分为两个阶段进行：干季（例如 11 月至次年 3 月）和湿季（例如 4 月至 10 月），以考虑季节性变化对水质的影响。每个季节内，采样频率设定为每月一次，以确保数据的时序性和代表性。3.1.3 采样指标 采样指标包括但不限于生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、悬浮固体、总氮、总磷、氨氮以及重金属含量等。这些指标被广泛认为是评估水质和污水处理效果的关键参数。3.2 数据分析技术 3.2.1 统计分析 在数据处理过程中，首先运用了描述性统计学方法来分析收集的数据。这包括计算了各项指标的均值、标准差和变异系数，以提供对数据分布和波动性的基本了解。接着，通过方差分析（ANOVA）对不同时间和季节的数据进行比较，评估污水中各污染物浓度的差异性。此外，相关性分析被用来探索不同污染物之间的相互关系及其与环境因素如温度和降雨量的关联。这些分析结果为理解污水处理效率的变化及其环境影响提供了重要依据。3.2.2 模型模拟 为了预测和评估污水排放对下游河流水质的潜在影响，我们采用了水质模型，如 QUAL2K 和 SWAT。这些模型通过模拟不同排放情景下的水质变化，帮助我们理解污水排放对河流生态系统的可能影响。模型模拟考虑了多种因素，包括流量、温度、污染物浓度和生物化学反应，从而提供了对污水排放影响的全面评估。3.2.3 高级数据处理 本研究还应用了多元统计方法，如主成分分析（PCA）和聚类分析，以识别污水排放中的主要污染源和影响因子。这些高级数据处理技术有助于揭示污水处理和排放的内在复杂性。通过分析不同污染物的组合和分布模式，我们能更深入地理解污水排放的特性及其对周围环境的潜在影响。4 案例研究 4.1 选择的污水处理厂 为了深入分析污水处理厂入河排污口对周边水体环境的影响，本研究选择了位于中国东部沿海某大型城市的“X 污水处理厂”作为案例研究对象。此处理厂代表了中国典型的城市污水处理条件，具有广泛的代表性和研究价值。4.2 地理位置 X 污水处理厂位于城市的北部，靠近主要的河流之一。该地理位置使得处理厂不仅服务于城市的居民和商业区，同时其排放口直接影响到该河流的水质状况。河流穿城而过，是该地区重要的水资源和生态系统。4.3 处理能力与工艺 X 污水处理厂的设计处理能力为每日 50 万吨，采用的是目前先进的活性污泥法结合生物脱氮和脱磷工艺。该工艺能有效去除有机物、氮、磷等主要污染物，是目前污水处理领域广泛采用的一种技术。4.4 设施布局 处理厂的主要设施包括初级沉淀池、生化反应池、二级沉淀池、消毒设施等。此外，还配备有现代化的监控中心，以实时监控处理过程和水质情况。4.5 环境与社会影响 X 污水处理厂的运行不仅对当地水体的水质造成影响，还与周边社区的生活质量密切相关。其处理效率和排放水质直接关系到附近河流的生态健康和居民的日常生活。5 数据分析 5.1 收集的水质数据概览 5.1.1 生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）对 X 污水处理厂排放的水样进行分析后，我们得到了关于 BOD 和 COD 浓度的重要数据。具体来说，BOD的平均浓度为 20 mg/L，而 COD 的平均浓度为 50 mg/L。这些数值表明，虽然处理厂在去除水中的生物可降解有机物方面相对有效，但在某些情况下 COD 浓度仍然较高。这可能指向了非生物降解性有机物的存在，这类物质可能来自工业废水或城市径流，其在污水处理中国科技期刊数据库 工业 A-57-过程中难以完全去除。5.1.2 氮和磷含量 总氮（TN）的平均浓度为 15 mg/L，总磷（TP）的平均浓度为 2 mg/L。这些数据反映出处理工艺在脱氮和脱磷方面的效果存在波动。这种波动可能与处理厂的运行条件、进水质量的变化或生物处理系统的性能波动有关。高氮磷含量的排放可能对受纳水体造成富营养化问题，这进一步强调了优化处理工艺以稳定去除效率的重要性。5.2 数据分析 5.2.1 统计分析结果 利用方差分析（ANOVA）对数据进行深入分析，结果表明，BOD、COD、TN 和 TP 的浓度在不同季节间的差异显著（p 0.05）。这一发现提示我们，环境因素如季节性降水和温度变化可能对污水处理效率有显著影响。此外，相关性分析揭示了 COD 与 TN 之间存在中等程度的正相关关系（r=0.6），这可能暗示某些共同的污染源，例如工业废水或城市污水中同时含有较高浓度的有机物和氮。5.2.2 主要影响因素（1）季节变化 季节性变化对 BOD 和 COD 的浓度产生了显著影响。在湿季，由于降水量增加，处理厂接收的水量增多，可能导致污染物浓度的相对降低。（2）处理工艺的效率 数据表明，生物处理工艺在常规条件下去除 BOD和 COD 效果显著。然而，在处理能力达到或接近极限时，如高流量或高污染负荷的情况下，处理效率有所降低。（3）外部污染源 高 COD 和 TN 浓度的存在可能与外部工业污染源有直接关联。这些外部源可能对处理厂的运行效率和排放水质产生影响，尤其是在未经充分预处理的情况下。6 讨论 6.1 数据结果与环境影响分析 6.1.1 对水体生态的影响 分析结果表明，从水质角度分析，入河排污口设置运行后，排入水体水质的改善使得农业灌溉水质得到提升，较之使用原有河道水体作水源.水质有所改善。综合对水域水体富营养化、水域生态流量及水域功能的影响分析，入河排污口设置后.富营养化管理控制更为有效合理，水域生态流量能得到一定补充，排水、蓄水、农业灌溉等水体功能得到实施保障因此，人河排污口设置对水域水生态的改善和未来逐步恢复有积极作用。虽然 X 污水处理厂能有效降低有机物的浓度，但在高负荷时期或由于外部污染源输入，COD 和氮、磷含量仍然较高。这可能导致河流中的富营养化问题，影响水生生态系统的健康，比如造成藻类过度繁殖和水体缺氧。6.1.2 对人类健康的潜在风险 在评估污水处理厂排放对环境的影响时，必须考虑其对人类健康的潜在风险。本研究显示，高浓度的化学需氧量（COD）和氮、磷含量不仅对水生生态系统构成威胁，还可能间接地影响人类健康。特别是当受污染的水体被用作饮用水源时，这些污染物的存在可能导致水质恶化，进而影响饮用水的安全性。长期暴露于受污染的水源中的个体可能面临多种健康风险，包括消化系统疾病、皮肤疾病以及更严重的慢性健康问题。因此，减少污水排放中的有害物质，保证水体的安全和清洁，对于维护公共健康和生态系统的完整性具有至关重要的意义。6.2 改进措施与管理策略 6.2.1 工艺优化 在工艺优化方面，提升生物处理能力是关键。首先，对活性污泥系统进行优化至关重要，尤其是在高负荷时期，这需要增加其处理容量，以应对更大的污水流量和污染负荷。其次，引入更先进的脱氮和脱磷技术显得尤为必要。例如，采用膜生物反应器（MBR）等新兴技术，不仅能提高处理效率，还能更有效地控制污水中氮、磷等营养物的排放。这些措施将共同作用，显著提升污水处理厂的整体处理能力，减少其对水环境的影响，实现更可持续的水资源管理。6.2.2 管理策略 在管理策略方面，有效控制污染源、完善监测系统，以及促进公众参与和教育，是关键措施。首先，强化工业排放的监管是必要的，特别是针对那些直接排入城市污水系统的工业源头。通过严格的排放标准和持续监管，可以显著降低污染物的输入量。其次，中国科技期刊数据库 工业 A-58-建立一个更全面的监测网络至关重要，它不仅包括定期检测排放水质，还要求在检测到异常情况时能够及时响应。最后，增强公众对水资源保护的意识并鼓励其参与到监督和保护活动中，是实现长期可持续水资源管理的关键。通过这些集中管理措施，可以更有效地保护水资源，减少污水处理厂对环境的影响。6.2.3 政策和规范更新 在更新政策和规范方面，两个重要措施包括更新排放标准和实施综合管理策略。首先，排放标准的更新是必不可少的步骤，它应基于最新的研究成果和技术进步。这意味着城市污水处理厂的排放标准需要与当前的环境保护需求和技术能力相匹配，以确保水资源的有效保护和可持续利用。其次，实施更加综合的水资源管理策略至关重要。这需要考虑城市规划、工业发展与水环境保护之间的关系，确保这些方面能够协同发展，从而实现环境的长期可持续性。通过这些策略的实施，可以更全面地保护水环境，同时促进经济和社会的协调发展。7 结论 通过本研究，我们不仅增进了对城市污水处理厂环境影响的理解，也为改进污水处理技术和管理策略提供了基础。为了实现更可持续地水资源管理和环境保护，需持续进行技术创新和政策调整。参考文献 1吴尚卫.某污水处理厂迁扩建工程入河排污口对纳污河流影响分析Z.2韩晓冉.入河排污口设置合理性分析J.区域治理.2022(26).3王亚芹,仇茂龙,陆一奇.一维水动力水质模型在入河排污口设置中的应用J.浙江水利水电学院学报.2022,34(1).4吴春霞,彭博.入河排污口设置论证与有关问题探讨J.水资源保护.2015,(2).5杨国胜,叶闽,李德旺,等.建设项目入河排污口设置论证实例分析J.人民长江.2008(23).59-61.