入河排污口设置对水功能区水质和水生态环境影响

　　一、概况

　　牡丹江阳明经济开发区位于牡丹江市东北部，其中阳明经济开发区为全省第一个由城区兴办的省级经济开发区，被确定为黑浙两省共建园区，是牡丹江最具活力、发展最快的城区，同时也是牡丹江阳明区经济发展新的增长点及支撑点，也是阳明区经济发展的重要平台。

　　随着阳明经济开发区和磨刀石镇利用得天独厚的区位优势大力发展经济的同时，水体环境污染问题日渐突出，目前经济开发区和铁岭镇虽然已有部分污水收集管网，但无污水处理厂对污水进行集中处理，管网收集后的生活和工业污水直接排入铁岭河内，最后汇入牡丹江内，严重地污染了自然水体，影响了铁岭河与牡丹江沿岸居民的生活环境，阳明经济开发区及磨刀石镇急需建设污水处理厂，实现经济建设和环境建设协调发展，实现“青山绿水，也是金山银山”的目标，因此建设污水处理厂设置入河排污口，新增污水处理能力成为急需解决的问题。

　　二、水质预测模型选择

　　为了准确地预测分析入河排污口对铁岭河、牡丹江牡丹江市排污控制区及牡丹江牡丹江市过渡区水质的影响，采用一维模型进行水质模拟预测，分析牡丹江阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂入河排污口设立后，正常排放及事故排放情况下对铁岭河及牡丹江水质可能产生的影响。

　　2.1 预测因子、模型及参数

　　根据拟建项目的废水排放特征及受纳水体环境质量现状，预测参数选定为CODcr和氨氮。

　　各预测断面浓度预测可采用一维解析S-P水质模型进行预测：

　　式中：C0为上游断面污染物的浓度，mg/L，k为污染物综合自净系数，1/d，x为河段长度，km，u为功能区内设计流速，m/s，C为下游断面污染物浓度，mg/L。

　　断面初始浓度采用完全混合模型进行计算。

　　式中：C0为污染物预测浓度，mg/L，Cp为污染物排放浓度，mg/L，Ch为河流来水污染物浓度，mg/L，Qp为废水排放量，m3/s，Qh为河流来水流量，m3/s。

　　完全混合过程段长度可由下式估算：

　　式中：L为混合过程段长度，m，B为河流宽度，m，a为排放口距近岸水边的距离(岸边排放时为零)，m，u为平均流速，m/s，H为平均水深，m，g为重力加速度，9.81m/s2，I为河流及评价河段纵比降(坡度)。

　　1)排放方式：阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂入河排污口的排放属连续稳定排放。

　　2)河流设计水文条件：采用纳污能力计算时所采用的75%保证率枯水期流量作为设计流量，设计流量已经考虑水利工程的调节影响，铁岭河、松花江流量分别选择4.0m3/s、78m3/s。本次污染物综合衰减系数直接借用原黑龙江省水资源保护规划中的水域水功能区的K值结果，K值选择0.135-0.185。

　　3)河流本底浓度：本次铁岭河COD、氨氮的本底浓度选择满足Ⅲ类水质要求的浓度，即COD为20mg/L、氨氮为1.0mg/L。排污口所对应的的牡丹江水功能区二级区为牡丹江牡丹江市排污控制区，铁岭河口距上游滨绥铁路桥断面3.3km。其上游来水水功能区为牡丹江牡丹江市饮用、工业用水区，水质目标为Ⅱ-Ⅲ类。本次预测河流本底值浓度选择牡丹江牡丹江市饮用、工业用水区达标时的水质浓度(Ⅲ类)，即COD为20mg/L、氨氮为1.0mg/L。

　　4)污染物排放浓度：牡丹江阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准排放污水，其中COD为50mg/L，氨氮为5mg/L，预测最不利季节为枯水期，温度<12℃，因此氨氮排放浓度取8mg/L，污水处理厂事故排放情况下的污水排放浓度为污水处理厂进水浓度，其中COD为300mg/L，氨氮为25mg/L。

　　5)预测断面选取：本次预测断面选取铁岭河入牡丹江口断面、牡丹江二发电厂取水口断面、牡丹江二发电厂排污口下断面及柴河轻化包装厂取水口断面。

　　2.2 预测结果

　　2.2.1 完全混合后断面初始浓度

　　1)铁岭河：入河排污口所在断面经充分混合后(完全混合段L=400m)初始浓度在经污水处理厂处理达标后COD为20.09mg/L、氨氮为1.02mg/L，事故状态下，未经污水处理厂处理排污后入河断面COD为20.81mg/L、氨氮为1.07mg/L。排污口入铁岭河断面充分混合后浓度，见表1。

　　2)牡丹江：牡丹江阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂入河排污口排放的污染物经16km的铁岭河河道衰减，排入牡丹江，经充分混合后(完全混合段L=4700m)初始浓度在经污水处理厂处理达标后COD为30.02mg/L、氨氮为1.51mg/L，未经污水处理厂处理排污后入河断面COD为30.42mg/L、氨氮为1.53mg/L。经铁岭河衰减后入牡丹江断面充分混合后浓度，见表2。

　　2.2.2 影响范围

　　本次排污口的论证范围为铁岭河、牡丹江牡丹江市排污控制区和牡丹江牡丹江市过渡区。根据最不利条件下一维水质模型的预测结果，对比阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂正常排放、事故排放的污染物浓度预测结果进行分析，COD和氨氮浓度预测分别见表3-6。

　　由上表可见，阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂建设后正常排放情况下，COD、氨氮在铁岭河入牡丹江口断面均能满足Ⅲ类水质目标的要求，COD、氨氮在牡丹江二发电厂排污口下断面、柴河轻化包装厂取水口断面均能满足牡丹江牡丹江市排污控制区、牡丹江牡丹江市过渡区Ⅲ类水质目标的要求。正常排放情况下较非处理排放(相当于事故排放)相比，COD在铁岭河入牡丹江口断面、牡丹江二发电厂排污口下断面和柴河轻化包装厂取水口断面的浓度较污水处理前分别减小0.57mg/L、0.03mg/L和0.02mg/L，铁岭河及牡丹江的两个水功能区水质均有所改善。

　　2.3 预测状态

　　1)枯水期，阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂正常排放情况下，1000t/d的污水通过排污口排放的情况。

　　2)枯水期，阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂事故排放情况下，1000t/d的污水通过排污口排放的情况。

　　三、对水功能区影响分析

　　3.1 对铁岭河的影响分析

　　铁岭河未进行水功能区的划分，本入河排污口未设置前，牡丹江阳明经济开发区各企业污水及磨刀石镇的生活污水直接排入铁岭河，对铁岭河水质产生影响，待本次入河排污口设置后，CODcr削减量91.25t/a，NH3-N削减量为7.30t/a，较大程度上减轻了污染物入河量，减轻了污水排放对铁岭河的影响，经预测，本次入河排污口设置后，污水经过污水处理厂处理后达标排放，铁岭河水质能够满足Ⅲ类水质目标的要求。

　　3.2 对水生生态影响分析

　　3.2.1 铁岭河及牡丹江水生生态现状

　　铁岭河河流较小，鱼类种类主要有铯、黑龙江泥鳅、麦穗鱼、黑龙江��、银鲫等小型低质鱼类。

　　牡丹江城区段牡丹江鱼类有37种，隶属于6目13科，占黑龙江省鱼类总数(97种)的38.14%，其中主要经济鱼类有14种。牡丹江鱼类组成中，鲤形目鱼类最多，为23种，占62.16%，是牡丹江鱼类的主体。在种类组成上，经济鱼类如鲤鱼、鲫鱼、红鳍鲐等为牡丹江的优势种。

　　3.2.2 对生态环境的影响预测

　　在阳明经济开发区(磨刀石镇)污水处理厂建立以前，阳明经济开发区各企业的废污水及磨刀石镇产生的生活污水未经处理直接排放，对铁岭河及牡丹江的水质产生了不利影响。而阳明经济开发区污水处理厂入河排污口的建设将会改善这一生态环境的不利影响，污水处理厂及其入河排污口运行后，污水经过“预处理+改良A2/O工艺+深度处理”的工艺处理后，能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A排放标准，即：CODcr≤50mg/L、氨氮≤5mg/L。水质中含有的COD、氨氮浓度较工程运行前有所降低，有毒有害物质也被净化，对排污口所对应的铁岭河及牡丹江牡丹江市排污控制区的水质会起到改善作用，对附近水域水生生物和鱼类的栖息、索饵起到有利的作用，对水生生态环境也有一定的改善效果。

　　3.2.3 对地下水影响分析

　　区域地下水含水层主要为第四纪松散岩类孔隙潜水、微承压水和基岩类孔隙、裂隙潜水、承压水。枯水期铁岭河及牡丹江河道水位较低，地下水会侧向补给铁岭河及牡丹江，汛期由于径流量增加，铁岭河及牡丹江水位抬高，河水补给两岸地下水，但由于洪水期河道流量大幅增加，本项目所排污染物可得到充分的稀释，污染物浓度大幅降低，因此降低了对地下水产生污染。

　　阳明经济开发区及磨刀石镇产生的工业废水及生活污水经污水处理厂处理后，排入铁岭河，由于渗透作用排入河流中的污染物可能对河两岸的浅层地下水产生影响，但对承压水不会产生影响。

　　四、结论

　　通过对牡丹江阳明经济开发区污水处理厂退水区水文设计条件下，主要控制指标(COD、NH3-N)浓度的预测分析，本工程入河排污口污水的排放不会对铁岭河、牡丹江水体产生不良影响，对铁岭河、牡丹江水生生物、第三者合法权益等不会造成明显不利影响。该项目为减排项目，削减后的污染物入河量符合水功能区限制排污总量要求，在正常排放情况下对入河污染物削减比较明显，可以有效减轻铁岭河及牡丹江城区段的现有水污染负荷，改善河流的水环境状况。该排污口所处位置和布置方式合理，不会对河岸稳定产生危害，不会影响铁岭河和牡丹江行洪和防洪。(来源：牡丹江市河道管理处，牡丹江市基层水利管理分站