（环境工程专业论文）常州市江边污水处理厂尾水排江环境影响研究.pdf

摘要 本文以常州市江边污水处理厂为研究对象，利用定性理论分析和定量数学模拟相 结合的方法对该污水处理厂的尾水环境影响评价进行研究。通过对江边污水处理厂及 周围环境进行现场勘查，了解项目的性质、规模和区域的地形、水系、气候、生态以 及现有基础设施等情况，然后制定监测计划在区域内布点进行现状监测，明确污水处 理厂存在的主要问题和环境制约因素，制定地表水环境保护措施，并利用二维非稳态 水质模型进行预测，分析尾水排江对地表水系产生的影响，提出相应的环保建议，并 从环境管理的角度提出主要环境问题的对策措施。 本论文主要研究结果： ( 1 ) 预测出本项目的接纳给水量与污水量，并给出污水处理平衡情况，对接管区 域的污水性质进行详细地分析。 ( 2 ) 论证了尾水排江的可行性。对尾水排江的环境影响预测共分为两部分：其一， 针对厂内扩建l o 万m 3 d 污水处理能力建成后，尾水经离岸深水扩散排放对长江水质 的影响；其二，针对4 0 万m 3 ，d 排江管，预测尾水排放量达4 0 万m 3 d 后对长江水质的 影响，从水环境影响角度论证4 0 万m 3 d 排江管建设规模的可行性。同时，关注印染 废水有毒有害因子苯胺的影响，并考虑了现有临时排江管道停运后污染物对水质影响。 ( 3 ) 当污水处理厂扩建后，其1 0 万m 3 d 尾水排江形成的c o d 浓度增量为0 2 5 m g l 的混合带范围仅为0 0 4 1 a n 2 ，4 0 万m 3 d 规模的排江管使用后，其尾水排江形成的c o d 浓度增量为 m g r l 的混合带范围仅为0 , 0 4 k n l 2 ，污染带范围较小，远小于5 m g l 的超 标范围。因此，该江段的水环境容量能够满足江边污水处理厂扩建后尾水的排放及排 江管尾水排放规模。 ( 4 ) 提出了“三级控制、三级标准”的治理控制模式。按水污染控制的工作程序和 污水处理的实际程度，系统契合、全过程的区域水污染控制可概括为三级控制、三级 标准”的完整模式。 关键词：环境影响评价、尾水排江、水质预测、污水处理厂 a b s t r a c t t h es e w a g ed i s p o s a l p l a n tn e a r b yc h a n g j i a n gr i v e r ( c h a n g z h o uc i t y ) i s m a i n i n v e s t i g a t e ds u b j e c ti nt h i sp a p e r t h ei m p a c to ft a i l w a t e rd i s c h a r g i n gi n t os u r f a c ew a t e ri s s t u d i e db yt h e c o m b i n i n gq u a l i t a t i v em a i m e ro ft h e o r ya n a l y s i s a n dq u a n t i t a t i v e m a t h e m a t i c a ls i m u l a t i o n b ym e a n so fi n v e s t i g a t i o na tt h ec r i m es c e n eo ft h ep l a n ta n dt h e a r o u n d , t h ec h a r a c t e r i s t i ca n ds c a l eo ft h ep r o g r a m ，w a t e rs y s t e m ，c l i m a t ea n dt h e e n v i r o n m e mo f t h i sa ma f o u n d e do u t t h em o n i t o r i n gp l a nt om o m t o rt h ea c t u a l i t yo f t h e a r e ai sc o n s t i t u t e d t h em a i np r o b l e ma n dt h ec i r c u m s t a n c er e s t r i c tf a c t o ro ft h ep l a n ta r e d e f i n i t u d e d a n dt h ep r o t e c t i v em e a s u r e so fs u r f a c ew 栅a r ew o r k e do u t t h ei m p a c to n w a t e rs y s t e mb yt a i l w a t e rd i s c h a r g i n gi n t oc h a n g i i a n gr i v e ri sp r e d i c t e db y2 du n s t a b l e s t a t ew a t e rq u a l i t ym o d e l t h ea d v i c e so f e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n , t h ea c t i o n sa n dm c a s u l e t ot h em a i ne n v i r o n m e n t a lp r o b l e mf r o mt h ea n g l eo fe n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n ta r ep u t f o r w a r d t h em a i nr e s u l t so f t h e p a p e ra r e a sf o l l o w s ： ( 1 ) t h er e c e p t i o na m o u n to fw a t e rs u p p l ya n ds e w a g eo ft h i sp r o g r a mi sp r e d i c t e d t h e b a l a n c i n gs i t u a t i o no f s e w a g ed i s p o s a li sp u tf o r w a r d t h es e w a g ec h a r a c t e ro f t h et a k e - o v e r 锄i n d e t a i l i s 删皿 ( 动t h ef e a s i b i l i t yo ft a i l w a t e rd i s c h a r g ei n t oc h a n g j i a n gr i v e ri sd e m o n s t r a t e d t h e r e a r ct w op a r t so ft h ep r e d i c t i o no fe n v i r o n m e n t a li n f l u e n c ef o rt a i l w a t e rd i s c h a r g ei n t o c h a n g j i a n gr i v e r ：t h ei m p a c to f t h ew a t e rq u a l i t yb yd e e pw a t e rd i s p e r s i o no f t a i l w a t e ra f t e r a d d i t i o n o f l 0 0 t h o u s a n d 蠢| 矗o f t h e p l a n t i sd e m o n s t r a t e d i n t h e f w s t p a r t , t h e i m p a c t o f t h e w a t e rq l l a l i t ya f t e ra d d i t i o no ft h e4 0 0t h o u s a n dm 3 do ft h ep l a n ti sd e m o n s t r a t e d t h e f e a s i b i l i t yo ft h e4 0 0t h o l l s a n dm 3 do ft h ep l a n ti sr e a s o n e df r o mt h ea n g l eo ft h e e n v i r o n m e n t a li m p a c t t h ei m p a c tb r o u g h tb yc o n t a m i n a t i o no f a n i l i n ei no l y e m u s ew a s t ea n d t h eo u t - o f - s e r v i c eo f t h ep r e s e n tt e m p o r a r yc o n d u i ti sc o n s i d e r e d ( 3 )腧t h ea d d i t i o no ft h ep l a n t , t h eb e l to fc o dc o n c e n t r a t i o ni n c r e m e n to f 0 2 5 m g lb m u g h tb y1 0 0t h o u s a n dm 3 do ft h ep l a n ti sa b o u t0 0 4 k i n 2 a f t e ru s i n gt h e4 0 0 t h o u s a n dm j do ft h ep l a n t , t h eb e l to fc o dc o n c e n 唰i n c r e m e n to fl m e li sa b o u t 0 0 4 k i n 2 t h ec o n t a m i n a t i o nb e l ti sf a rl e s st h a nt h es t a n d a r dw h i c hi s5 m g l s ot h e e n v i r o m n e n tc a p a c i t yo ft h i ss e c t i o nc a ns a t i s f yt h er e q u i r e m e n to ft a i lw a t e rd i s c h a r g ei n t o c h a n g j i a n gr i v e r a f t e rt h ea d d i t i o no f t h ep l a n t ( 4 ) t h ec o n t r o lm a n n e r o f 扛i r dc a l s sc o n t r o l ，l a i r dc l a s ss t a n d a r d i sr a i s e du p a c c o r d i n g t ot h ew o r kp r o c e s so ft h ew a t e rp o l l u t i o nc o n t r o la n dt h el e v e lo fs e w a g ed i s p o s a l ，t h e s y s t e ma n do v e r a l lp r o c e s sa r e aw a t e rp o l l u t i o nc o n t r o lc a ns u ml l pt o _ 缸i r dc a l s sc o n t r o l ， t r i r de l a s ss t a n d a r d ” k e yw o r d s ：e n v i r o n m e n ti m p a c ta n a l y s i s ，t r e a t e dw a t e rd i s c h a r g i n gi n t oc h a n g j i a n gr i v e r , w a t e rq u a l i t yp r e d i c t e dm o d e l ，s e w a g ed i s p o s a lp l a n t 学位论文独创性声明： 本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果与我一同工作的同事对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不 实，本人负全部责任 论文作者( 签名) ； ：独一 d 磷b n 夕日 学位论文使用授权说明： 河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊( 光 盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或电子文档，可 以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅。 论文全部或部分内容的公布( 包括刊登煨权河海大学研究生院办理 论文作者( 签名) ：墨菇趄7 一公矿夕年b n ) 日 1 i 问题的提出 1 1 1 尾永捧江的提出 第一章绪论 近年来，江苏省兴建了不少污水处理厂，对改善水环境状况起到了重大作用。但 是污水处理厂的尾水出路问题一直未得到有效解决，许多污水厂尾水直接排入内河或 城市河道，加剧了水环境的污染，因此，为缓解这一矛盾，近来新建或改建的污水厂 尾水排放大都建议排入长江，许多城市一一效仿这一做法i l 翔】。但同时，长江的水环境 容量也是有限的，并且是重要的饮用水源，饮用水安全是重要的民生问题。保障饮用 水安全，关键在饮用水源地的保护。自2 0 世纪8 0 年代以来，江苏省生活用水量持 续增加。目前全省日取水能力超过1 万t 的自来水厂约1 5 2 座，1 9 8 0 年全省城镇居 民生活用水总量为1 8 7 亿n f ，到2 0 0 4 年已增加至1 8 亿m 3 ，2 0 多年的时阅增加 了近l o 倍。1 9 8 0 年全省城镇公共用水量1 2 m 3 ，到2 0 0 4 年相应增长至7 8 亿m 3 ， 增长了6 5 倍。用水结构中，全省生活用水的增长速度普遍快于工业用水，1 9 8 0 年全 省生活用水占全省总用水量的3 3 ，1 9 9 0 年为5 8 ，2 0 0 0 年达到9 2 ，2 0 0 4 年略有下降，为7 3 ( 4 一s l 。江苏县城以上城镇饮用水源以地表水为主，以地下水为 辅。水源地主要有江河、湖泊、水库及地下水等类型。1 江河水源地。全省共有大小 河流29 0 0 余条，其中主要承担饮用水供给功能的有长江、南水北调东线调水干线及 其供水支线、通榆河等，以江河为水源地的自来水日总取水能力约6 0 4 万t ，占全省 县城以上自来水总取水能力的3 4 7 。上述三条供水线路及其相关支线是江苏自来水 供永工程较为集中的河流。其中，长江最为重要，沿长江共建设有自来水厂近5 0 座， 主要是南京、常州、无锡、苏州、南通、扬州、镇江、泰州等8 市及沿江县( i l i 、区) ， 日最大取水能力约4 4 5 万t ，占全省江河水源地自来水取水总能力的7 7 。南水北 调干线及其供水支线设有扬州市的邵伯镇、高邮市、宝应县、宿迁市、徐用市、邳州 市等市县乡的自来水厂取水工程，日最大取水能力为5 7 万t 。连云港市区、东海县、 灌云县主要由“蔷薇河送清水工程”供给长江水，属江水北调延伸供水范围，共有自来 水厂5 座，日最大取水能力约3 2 万t 。通榆河和里下河地区，由江都枢纽、高港枢 纽引水补充里下河内部河网，供沿线的姜堰市、海安市、兴化市、盐城市区及所辖各 县( 市、区) 的自来水厂取水，日最大取水能力约7 0 万t t 6 , n 。 因此，如何解决尾水排江的环境影响与长江的水安全问题关系重大，本论文重点 研究污水处理厂尾水排放对长江的影响，并提出合理的对策和措施，使之相协调嘲。 1 1 2 研究意义 本论文重点研究污水处理厂尾水排江对长江的影响，并提出合理的保护长江的措 施。长江是重要的水源，饮水是人类生存的基本需求要素，也是社会稳定和长治久安 的重要因素，各级政府和全社会高度重视。江苏经济社会高度发达，经济发展走在全国 前列，饮用水源质量要与经济水平相适应，要符合“两个率先”和“和谐江苏”的要求 9 - 埘。 因此，各级政府和有关部门应当坚持以人为本，按照全面、协调、可持续的科学发展 观的要求。认真做好饮用水源保护工作。第一，增加责任感和紧迫感。要按照胡锦涛总 书记和温家宝总理“让人民喝上放心水”的要求，积极做好饮用水源地保护的各项工作， 充分认识到我省做好饮用水安全的重要性和紧迫性，把这项工作作为政府和部门的首 要任务、重中之重，抓紧抓好。第二，加强考核。能否解决饮用水源的安全，应作为领 导干部政绩考核的重要内容。按照省政府批准的江苏省地表水( 环境) 功能区划要求， 对水功能区达标率、特别是饮用水源区达标率列入政府和部门的年度考核目标。农村 饮水安全已列入省政府“五项实事”之一，要适度规模化、水源多样化，不能过分依赖 于打井。第三，积极推进节水型社会建设。最近，国务院对资源节约型社会建设做出了 全面部署，水资源节约是其中重要内容之一。我省应按照这一精神，加快推进节水型社 会建设。在水资源总量有限的情况下，通过工业、农业用水的节约和高效利用，保证 城乡居民生活用水，满足生活水平提高和人口增加对生活用水需求的增长。第四，加 强源头控制。通过清洁生产、循环经济、绿色农业和有机农业等措施以及资源节约型 社会的建设，保护和改善全省水环境，建设生态省，从而使饮用水源地的水质得到改 善。加强排污口审批和优化整治，严格执行环境影响评价制度，控制污染物特别是有 毒有害物质的排放，使人民群众的身体健康得到保耐强嘲 常州市地处江南平原，北临长江，南濒太湖，市区水环境容量较小。为治理城市 水环境污染，从上世纪8 0 年代开始，该市相继建成了清潭( 3 万m 3 d ) 、丽华( 2 万 r a 3 1 d ) 、城北( 1 5 万m 3 d ) 、武进( 4 万m 3 ，d ) 、戚墅堰污水厂( 2 5 万m 3 d ) 和江边污 水处理厂一期( 1 0 万m 3 d ) ，2 0 0 5 年总处理规模达到3 6 5 万m 3 d 。城市污水管网系统 2 包括污水中途提升泵站2 7 座，污水主干管道4 9 0 公里。 随着老城区雨污分流的推进和城市规模的扩大，污水管网不断延伸，收水面积持 续增加，沿途接入管网的污水总量随之上升，预计2 0 0 6 年新增接管水量将达到1 0 万 m 3 d 。根据城市总体规划和太湖水污染防治工作要求：将兴建江边污水厂二期工程， 厂内扩建l o 万m 3 坩处理规模( 不新增用地) ，同时改善太湖流域上游( 常州地区) 水环 境质量，将新建4 0 万m 3 d 离岸分散式深水捧江管( 出口泵站与高位井新增用地 1 0 0 0 0 m 2 ) 。新建项目的地理位置见图1 1 。 图1 1 项目地理位置示意图( 附保护目标) ( 1 ) 江边污水厂建设必要性 污水处理量需要 对江边污水厂服务区域内的5 座污水厂处理负荷进行分析( 武进城区污水厂不在 服务范围内) ，常州市中心城区清潭、丽华、城北污水厂现平均日处理水量均已超过8 0 ，高峰时接管水量均达到满负荷；江边污水厂一期工程于2 0 0 6 年年底也将满负荷运 转；戚墅堰污水处理厂污水收集系统按规划收集常州东部地区( 含武进部分乡镇) 的 区域污水处理厂，随着横洛片区污水管网的完善，也将实现满负荷运转。 2 0 0 8 年服务范围内需处理的日污水量达4 8 1 万吨，而现有的污水处理能力仅3 7 5 万吨( 含西夏墅污水厂、重化区污水厂) ，尚缺1 0 6 万吨处理能力；由实际已待处理的 污水量统计可知，江边污水厂一期工程满负荷运转后至2 0 0 8 年实际新增待处理的污水 量己达8 4 万吨。因此，江边污水厂扩建已迫在眉睫。 解决城市污水处理存在问题需要 目前，常州市城市污水处理系统存在诸多问题，通过江边污水厂的扩建形成2 0 万 m 3 d 处理规模，可发挥污水处理的规模效益，可进一步将分散、难管理的工业点源纳 入集中处理管网；建设新的污水收集管网的同时可将早期建成的质量低劣、管线老化、 淤积、堵塞甚至破损、不能充分发挥作用的污水管道修复、翻新，完善服务区域收水 管网，调整污永处理系统，使其符合新一轮的城市排水规划。 最终，常州主城区形成由江边、清潭、丽华、城北、戚墅堰等5 座污水厂组成的 城市污水处理系统，常州市排水管理处实施统一管理，合理调度，使城市污水处理系 统发挥最大效益。 市区水环境质量改善需要 据调查，常州市2 0 0 5 年实施印染废水“二升一”工程后，印染废水集中处理厂由于 受原有处理工艺及场地限制，大部分均不能稳定达到一级标准。集中式印染废水集中 处理厂尾水受纳水体运河、藻江河、采菱港等河道水质均不能满足相应的水功能要求， 无环境容量接纳尾水，且上述河道最终均汇入太湖，对太湖水质有一定影响。根据城 市排水规划，在捧江区的工业集中处理厂将纳入尾水排江系统，有效改善市区水环境 质量。 2 0 0 5 年常州市地表水功能区达标率仅3 0 左右，而常州市“十一五”期间创建生态 市，至2 0 1 0 年规划地表水功能区达标率达8 0 以上，扩建江边污水厂进一步加大城市 污水的收集力度也显得较为迫切。 ( 2 ) 捧江管建设的必要性 目前，江边污水厂临时排江管道在录安洲尾水边线下游1 0 0 m ，采取近岸排放，排 ， 放管道伸入江中1 9 0 米，排放能力按照1 5 万m 3 d 设计，已排放尾水总量达7 - 9 万m 3 d ， 其中包括常州新区江边污水处理厂3 万m 3 d 、常州市新北区西夏墅纺织工业园污水处 理厂l 万岔d 、江边污水厂一期工程4 - 6 万m 3 d 。 江边污水厂二期1 0 万m 3 d 规模建成后，排江管道能力需达到2 4 万m 3 d 以上，现 有临时排江管道不能满足要求，且2 4 万m 3 d 尾水量近岸排放污染物对长江的影响比 潜没深水排放要大的多，因此，污水厂厂内二期扩建的同时必须进行新的排江管建设。 常州市排水管理处向江苏省水利厅申请的排江总量为3 0 万m ，同时根据常州 市排水规划( 2 0 0 0 - - 2 0 0 4 ) ，市区清潭、丽华污水厂远期将成为污水泵站，其尾水势 必纳入排江系统，届时排江污水总量将达到2 9 万m 3 d ，因此，新的排江管建设按照一 次设计、一次施工，考虑适当抗冲击能力系数1 3 ，确定排江管建设规模为4 0 万m 3 d 。 考虑排江管运行时，受各种不利因素影响可能发生堵塞，而排江管尾部1 8 0 m 范围 内的污水上升管也可能发生人为损坏，且排江管需定期检修，因此，本期工程建设两 根排江管，可交替运行，一根发生故障时，可启用备用管。 1 2 研究背景及进展 l 工l 环境影响评价的重要性 首先，不得不承认，在中国近二十年经济高速发展的同时，环境的破坏程度也确 实令人痛心疾首。环境保护的呼声也是一浪高过一浪。也许，普通人眼中的环境保护 仅仅是不乱丢垃圾，不浪费水那么简简单单。对于一个环境保护工作者而言，却并不 仅限于此【1 9 1 。 在环境保护工作中，需要对环境进行广泛的、深入的、全面的监测和调查研究， 根据调查和监测的结果进行统计分析和计算，对环境质量作出综合评价，找出环境中 存在的问题，然后才能有针对性地制定改善和提高环境质量的规划和措施 2 0 - 2 5 。 环境影响评价是一项技术与经济的综合性评估工作，在一项人类活动尚未开始之 前，对其将来在各个不同时期可能出现的环境影响( 环境质量变化) 进行科学的预测 与评估，以利于有效保护资源环境和景观生态，促进可持续发展 2 6 - 3 0 l 。环境影响评价 的主要内容包括：分析该活动环境影响的来源：调查该活动涉及地区的环境状；定量、 半定量或定性的预测其实施各过程的环境影响；在此基础上作出全面评估与结论；提 出减少或预防环境影响的措施：对该项目的方案选择提出建议；有条件时可提出环境 6 经济损益分析。简言之，即对拟建中的建设项目、区域开发计划和人类重要决策在实 施后可能对环境产生的影响进行识别、预测和评估，并制定出减轻不利影响的对策和 措施p 1 3 5 】。 环境影响评价又是一种过程，这种过程的重点是在决策和开发建设活动开始前体 现出环境影响评价的预防功能；决策后或开发建设活动开始后，通过实施环境监测计 划和持续性研究，环境影响评价还在延续，不断验证其评价结论，并反馈给决策者和 开发者。迸一步修改和完善其决策和开发建设活动p 6 - 3 9 1 。一种理想的环境影响评价过 程，应该满足以下条件：基本上适应所有可能对环境造成显著影响的项目，并能够对 所有可能的显著影响作出识别和比较；对各种代替方案( 包括项目不建设或地区不开 发的方案) 、管理技术、减缓措施进行比较；编写出清楚的环境影响评价报告书，以使 专家和非专家都能了解可能产生的影响的特征及其重要性；进行广泛的公众参与和严 格的行政审查；能够及时为决策者提供有效的信息1 4 0 - 4 2 。 环境影响评价是对未来环境影响的一种预测分析，是属于预测科学范畴，其主要 作用有：可以明确开发建设者的环境责任及规定应采取的行动；可为建设项目的工程 设计提出环保要求和建议；可为环境管理部门提供对建设项目实施管理的科学依据 1 4 扣1 0 。 环境影响评价工作的执行者是具备环境评价能力的法人单位，包括从事环境科学 研究与管理的研究院所、大专院校、规划设计部门、咨询机构及企业公司。中国环境 影响评价的法规依据是中华人民共和国宪法、中华人民共和国环境保护法、中 华人民共和国野生动物保护法、中华人民共和国环境噪声污染防治条例、中华人 民共和国城市规划法、中华人民共和国环境影响评价法等法律条例中的有关环境 影响评价方面的明文规定以及基本建设项目环境保护管理办法、建设项目环境影 响评价证书管理办法等部门行政规章中关于环境影响评价的相关条例和规定1 4 7 蚰】。 环境影响评价是强化环境管理的有效手段，对确定经济发展方向和保护环境等一 系列重大决策上都有重要作用。具体表现在以下几个方面p 1 - 5 3 ： ( 1 ) 保证建设项目选址和布局的合理性 合理的经济布局是保证环境与经济持续发展的前提条件，而不合理的布局则是造 成环境污染的重要原因。环境影响评价是从建设项目所在地区的整体出发，考察建设 项目的不同选址和布局对区域整体的不同影响，并进行比较和取舍，选择最有利的方 7 案，保证建设项目选址和布局的合理性1 5 4 。 ( 2 ) 指导环境保护措施的设计，强化环境管理 一般来说，开发建设活动和生产活动，都要消耗一定的资源，给环境带来一定的 污染与破坏，因此必须采取相应的环境保护措施。环境影响评价是针对具体的开发建 设活动或生产活动，综合考虑开发活动特征和环境特征，通过对污染治理设旌的技术、 经济和环境论证，可以得到相对最合理的环境保护对策和措施，把因人类活动而产生 的环境污染或生态破坏限制在最小范围p 5 1 。 ( 3 ) 为区域的社会经济发展提供导向 环境影响评价可以通过对区域的自然条件、资源条件、社会条件和经济发展状况 等进行综合分析，掌握该地区的资源、环境和社会承受能力等状况，从而对该地区发 展方向、发展规模、产业结构和产业布局等作出科学的决策和规划，以指导区域活动， 实现可持续发展【5 6 1 。 ( 4 ) 促进相关环境科学技术的发展 环境影响评价涉及到自然科学和社会科学的广泛领域，包括基础理论研究和应用 技术开发。环境影响评价工作中遇到的问题，必然是对相关环境科学技术的挑战，进 而推动相关环境科学技术的发展f 5 7 1 。 1 2 2 尾水捧江环境影响研究 尾水集中排江是将城镇尾水通过于管( 渠) 集中排入环境容量较大的长江。这将直接 导致： ( 1 ) 迸一步增加长江的污染负荷。 长江作为江苏及下游上海的“生命水源”，水生态系统正在退化之中，饮用水源地 也已监测到多种微量有机有毒物质。长江水质常规指标合格的背后掩盖着微量有毒污 染风险值得关注。现在，长江主要存在以下环境问题【5 s l ： 区域性、时段性水量短缺。江苏水资源的显著特征是南多北少、时空分布不均。 南部多年平均降雨量12 0 0 m m ，向北逐渐减少至7 0 0 m m 。淮北地区、沿海垦区和丘陵 山区水资源不足，造成干旱季节时段性缺水。一般干旱年份( 7 5 保证率) 缺水约3 0 亿 m 3 。按国家对农村地区饮用水源的评估指标，全省农村地区水量不足、用水不方便或 水源保证率不达标的总人口约4 0 0 万，占全省农村人口总数的7 7 。 部分饮用水源地水质污染问题突出。全省城镇饮用水源地中，8 5 以上水源水 s 质达到类水标准，水质较好的是长江水源地、京杭大运河苏北段。但是，有些地区 水源地受内部河网污染，水质较差。全省浅层地下水的水质普遍受到污染，7 8 4 的浅 层地下水质劣于m 类，达不到饮用要求；深层地下水污染情况近年来也呈不同程度的 加重趋势，特别是以开采第1 、第承压水为主的农村地区，水质污染相对较重。全 省饮用水源中有机污染物检出率增加。据对2 5 个供水水源地的有毒有机物检测，大部 分都有检出，其中有9 个站点超过了地表饮用水源地的水质标准。 突发性水污染事故是水源地安全的隐患。 我省淮河、沂沭泗流域易受上游下泄污水影响。1 9 9 8 年1 月，山东临沂等建的污 水下泄造成不牢河的严重污染，徐州市地表水厂被迫停产，造成4 0 万徐州市民的饮水 困难；1 9 9 9 年至2 0 0 0 年石梁河水库发生两次严重污染，直接经济损失达5 6 0 余万元， 最后不得不诉诸法律。长江干流的船舶碰撞、溢油事故、有毒有害物质泄漏等突发性 事件，常常影响长江的水质。据长江港航监督局统计，1 9 8 5 1 9 9 5 年长江的船舶污染 事故达7 6 6 件，目前长江的石油类超标问题已十分普遍。此外，近年来长江又不断发 生运输化学品船只翻沉事故，大量硫酸、甲苯酚、煤油、原油等化学品倾覆江中，加 剧了对长江水资源的破坏。 4 ) 废水排放总量大，面源污染严重，治理相对滞后。 2 0 0 4 年全省废水排放总量为4 6 6 亿t ，其中工业废水2 6 3 亿t ，生活为2 0 3 亿t ， 主要污染物排放量化学需氧量( c o d ) 为8 5 4 万t ，氨氮为7 3 万t 。工业污水集中在化 工、电力、黑色冶炼、纺织和造纸等行业，其废水排放占到全省污水排放总量的8 0 以 上。近年来水污染防治力度不断加大，工业废水达标率达到9 7 2 ，城市生活污水处 理率平均达到6 9 9 。但是，单位国土面积的废水排放量仍为全国平均水平的l l 倍， 位列全国前列。同时，面源污染问题十分突出，全省化肥使用量逐年增加，年用量达 到3 3 5 万t ( 折纯量) ，在全国仅次子山东、河南居第三位，亩均耕地化肥使用量4 5 7 k g ， 列全国第一，比全国平均水平高l 倍多。根据化肥施用氮、磷流失系数分析，全省每 年因施用化肥流失的氮、磷分别达8 7 万t 和1 4 万t 。农药使用量、畜禽养殖、农村生 活污水等也是较难控制的面污染源。由于我省地处河网地区，水体流速缓慢，自净能 力有限，水体纳污能力小，一条河的污染可以影响一片河网水域，且易造成长时间滞 留，不易消除 5 9 1 。 ( 2 ) 可能会加剧日益频发的东海赤潮。 东海是我国赤潮发生频率最高的海区，且有愈演愈烈并逐渐逼近长江口的趋势。 长江所携带的大量富营养物质则是造成东海赤潮多发的主要原因，城镇尾水排江并非 长久之计。 f 1 2 0 世纪7 0 年代开始，东海赤潮发生频率以前所未有的速度剧增。近两年东海区 已发生赤潮6 6 次。到2 0 0 1 年为止，东海区已记录赤潮事件2 0 8 次。其中，长江口赤潮多 发区( 3 0 0 0 57 3 1 0 5 1n ，1 2 2 0 1 57 1 2 3 0 1 0 e 1 、浙中南近岸海域、厦门近岸海域为东海赤 潮多发区域，以长江口及其邻近海域赤潮发生最为频繁，占东海区赤潮发生总数的4 1 5 ，近两年来有明显上升趋势，赤潮发生频率占两年来东海区赤潮总次数的9 2 6 。 长江及近海污染，是赤潮加剧的罪魁。污染东海的主要源头是长江。长江径流63 0 0 余 公里，流经多个大工业城市，携带大量的污染物注入东海。根据全国海洋污染调查结 果，2 0 世纪末长江口海域无机氮、无机磷已百分之百超标，平均含量每升分别达到1 3 3 毫克和0 3 3 毫克，均只有m 类、类水水质标准。专家曾对长江口地区海域营养盐状况 进行过监测，结果表明，9 0 年代该海域氮的含量比6 0 年代增加了6 倍。由于东海富营养 污染，引起赤潮频发。据统计，1 9 9 3 年至1 9 9 7 年间，全国共发生赤潮2 6 5 次，其中东海 海域发生1 3 2 次，大大高于南海、黄海和渤海。 所以要加大水污染治理、环境保护力度，止住近海海域富营养化的趋势，从根本 上防止赤潮产生。 ( 3 ) 尾水排江的环境影响 6 1 l 尾水排江管道穿越长江大堤的安全性 尾水排江采用的排放管、控制井及泵站、控制阀门及潜水泵都将影响长江大堤的 安全。 排江方式对航运的影响 建设项目尾水排放管长度、上升管、喷头，喷头、喷口、排放管扩散段的起始段 及位置也都会影响长江通航所要求。 项目建设对河床及流场的影响 排江管道穿越长江大堤长江内侧排江管附近水流泥沙量将明显增加，导致水流中 悬浮物增加；同时由于施工影响，可使江底淤泥和细砂悬浮上升，施工期结束影响也 即消失，项目建成后尾水排江管道正常运行，尾水经上升管喷入长江，潜没排放对局 部水流有一定的影响，增加局部水流的紊动，主要是增加了水流的垂直运动。但从水 流纵向或较大尺度( 平面数百m 尺度) 来看，影响很小，但不会改变长江正常流场。 生态环境影响 由于挖掘、搅动和其他施工作业造成少量动物底栖地的暂时消失和改变。根据已 有资料显示，动物底栖地消失的地方，其恢复也是迅速的，底栖生物恢复的能力取决 于生物的种类和泥沙沉积的程度。挖泥作业中，由于机械搅动，使褥江底淤泥和细砂 悬混上浮，必将对旎工江段长江水域产生一定的污染影响。挖掘作业引起水体浑浊度 增加，减少了光的透射，从而导致水中植物光合作用的降低，干扰了动物的迁移行为， 甚至阻塞或刺激鱼和无脊椎动物的呼吸器官。施工船舶螺旋桨及船舶的噪声可能对洄 游动物产生不利影响，但洄游动物都具有遇船只逃避的本能，从声纳和洄游时间规律 上分析，应尽量减少洄游高峰期间进行横向船舶施工材料的运送。施工船舶生活污水 中的主要污染因子为c o d 、s s 、氨氮、总磷等，其他条件如温度、微量元素浓度合适 时，可能引起水域污染，破坏局部水域内的生态平衡。施工船只排放的油类会引起局 部区域油类浓度上升，对区域生态产生严重危害一损害浮游生物、底栖动物群落结构， 鱼卵的孵化会受到危害等，并影响到水产生物的使用价值。试验表明，当2 0 号燃料油 的浓度为o 0 0 4 m g ，l ，5 天能使对虾产生油味，1 4 天和2 1 天分别使文蛤、葛氏长臂虾 产生异味，失去经济价值。如事故发生在鱼类、蟹类繁殖的春、夏季，将对邻近水域 的鱼类产生影响。因此，对于施工船舶的排油、排水应严格控制，特别是鱼类洄游集 中的春夏季。 营运期尾水排放对水生生态的影响 项目建成后，尾水正常排放下，尾水排江管道上升管附近水域受喷射尾水影响， 水文条件局部发生改变，对鱼类的洄游将产生一定的不利影响，影响部分洄游通道的 畅通，使洄游经过的鱼类产生惊扰，但由于洄游动物具有逃避的本能，不会产生明显 的影响。另外，由于尾水排放可能会使长江水域底栖动物的生物量、种类及栖息环境 产生一定的影响，但由于尾水经上升管向上排放，主要影响排放管上部的长江水域的 局部水文条件，而底栖动物在长江底层活动，项目尾水排放基本不会改变底栖动物的 栖息环境，也不会使底栖生物的种类、数量明显减少尾水发生事故排放，未经处理 的有机物进入水体，将消耗水体中的溶解氧，降低水中溶解氧的含量，影响水生生物 代谢和呼吸，使好氧生物生长受到抑制，厌氧和兼氧生物种类加速繁殖，从而改变原 有的种类结构，引起生态平衡失调。 i l 1 2 3 常州污水处理厂存在的问题 截止2 0 0 5 年底，常州市已经建成的污水处理厂6 座，包括江边、城北、丽华、清 潭、武进和戚墅堰污水处理厂，总日处理能力3 6 。5 万n 1 3 ，污水中途提升泵站2 7 座， 污水主干管道约4 9 0 公里。2 0 0 5 年生活污水的集中处理率达7 0 。 城北污水处理厂，首期5 万m 3 ，d ，建成于1 9 9 7 年6 月，采用普通活性污泥法，鼓 风微孔曝气，出水标准为二级，在2 0 0 2 年对其进行工艺改造，改为a 2 0 。1 9 9 9 年对城 北厂进行了扩建，规模5 万m 3 d ，2 0 0 1 年再扩建5 万m 3 d ，两次扩建工艺均为a 2 0 工 艺，出水标准为一级。尾水出水水质较好，达到设计标准。污泥采用浓缩脱水工艺， 并外运热电厂焚烧。 丽华污水处理厂建成于1 9 9 0 年，规模o 5 万m 3 d ，1 9 9 7 年扩建了o 5 万m 3 d ，均 为普通活性污泥法。2 0 0 1 年再扩建1 0 万m 3 d ，2 0 0 2 年对原1 0 万m 3 d 进行工艺改造， 改为a 2 0 工艺。污泥采用浓缩脱水工艺，脱水污泥外运热电厂焚烧。 清潭污水处理厂是常州市最早的污水处理厂，处理能力已达到了3 万m 3 d ，最早 一组采用表面曝气，其它均为鼓风曝气，1 5 万m 3 d 有脱氮除磷功能并为一级出水标 准，其他为二级出水标准。污泥采用浓缩脱水工艺，脱水污泥外运热电厂焚烧。 戚墅堰污水厂建成于2 0 0 3 年，规模为2 5 万m 3 d ，a 2 0 工艺，二级出水标准。污 泥采用浓缩脱水工艺，脱水污泥外运热电厂焚烧。 武进城区污水处理厂现处理规模4 万m 3 d ，主要收集武进城区生活污水及少量生 活污水，尾水排入采菱港。 江边污水处理厂刚建成投运，处理能力为l o 万m 3 d ，现有水量4 - 6 万m 3 d ，采 用改良a 2 o ( m u c t ) 工艺，目前运行正常。 各污水处理厂处理情况一览表见表1 1 。 表1 1 现各污水厂污水处理情况一览表 存在的问题主要有： 污水厂数量多且较为分散，难于发挥规模效益。 城市污水厂处理能力偏小，工业污水接管量较小，工业污水虽有点源治理，但 点源治理投资大，运行成本高，处理效果普遍较差，难以达到国家排放标准。 污水收集系统不完善。由于历届城市规划的变化和尾水出路问题的争论，排水 规划多次变化，导致污水系统建设的混乱。一方面由于资金问题，管道的敷设跟不上 需要；另一方面，一些已经建成的污水管道标高不能满足接管要求，流向不符合系统 要求，需重新投资数设，造成很大浪费。 此外，部分早期建成的污水管道质量低劣，部分管线已经老化、淤积、堵塞甚至 破损，不能充分发挥作用。 1 3 主要研究内容及技术路线 本文以常州市江边污水处理厂尾水排江为研究对象。本文着重对该污水处理厂的 尾水环境影响评价的方法进行研究，主要以理论分析和数学模拟相结合的方式从地表 水方面来论述。概括起来本文主要包括以下几个方面内容： ( 1 ) 本课题首先对江边污水处理厂及周围进行现场勘查，初步了解区域的地形、 水系、气候、生态以及现有基础设施等情况；然后制定监测计划在区域内布点进行现 状监测，了解水厂周围的环境现状； ( 2 ) 收集项目的有关资料，了解项目的性质、规模，明确污水处理厂存在的主要 问题和环境制约因素； ( 3 ) 制定地表水环境保护措施。本文首先了解污水处理厂项目组成情况及尾水排 放情况，利用二维非稳态水质模型预测，分析污水处理厂建成后对地表水系产生的影 响；并为总量控制的目标提出可操作性的总量控制方案； ( 4 ) 通过计算、分析，提出环保建议，并从环境管理的角度提出主要环境问题的 对策措施。 论文研究的技术路线如图1 2 所示。 1 4 图1 2 技术路线 l s 第二章项目概况及所在区域环境现状 2 1 区域概况 常州江边污水处理厂位于常州市新北区。新北区东与江阴交界，隔江与泰兴市相 望；陆路距南京1 3 0 k i n ，距上海1 8 0 k i n 。位于常州市新北区北部江边，污水厂厂内工 程位于1 0 1 省道南侧、藻江河西侧、长江路东侧；尾水排江口位于录安洲尾水边线下 游l o o m 、水深大于2 0 m 、河底高程- 2 5 m 以下。 2 1 1 项目服务区域 项目服务区域5 0 0 k i n 2 ，现状服务人口1 2 0 万人。 收集系统服务范围为中心城区，其北为长江、东与江阴、戚墅堰接壤、西与丹阳 交界、南到新运河，包含中心组团、高新组团、城西组团、城东组团、新港组团、新 龙组团及孟河、奔牛等周边片区。中心城区武南组团、湖塘组团未纳入服务范围。 项目服务区域范围见图2 1 。 2 1 2 服务区域发展规划 图2 1 项目服务区域图 ( 1 ) 区域定位及产业发展方向 依据常州市城市总体规划( 2 0 0 4 - - 2 0 2 0 ) ，项目服务区域定位及发展规划如下： 中心组团：西起龙江路，东至青洋路，北起城北干道，南至规划大运河，是全市 1 7 的商贸、金融和文化中心。 高新组团：西起德胜河，东至青洋路，北起沪宁高速公路，南至城北干道和新机 场路。主要功能为发展机电一体化、电子、软件产业、新材料、生物医药等高新技术 产业及行政中心、大型生活社区、现代旅游休闲区，城市北部商贸副中心。 城西组团：西起德胜河及规划运河北段，东至龙江路( 西环二路) ，北起新机场路， 南至规划大运河。主要功能为发展机电一体化、生物医药、新材料、机械制造业等低、 无污染的现代制造业，现代物流业和钟楼区公共服务中心。 城东组团：