城镇污水厂成功运营的环境效益分析探讨——以黄桥污水厂建设为例

(整期优先)网络出版时间:2024-03-13
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城镇污水厂成功运营的环境效益分析探讨——以黄桥污水厂建设为例

马中文1      刘茂杰2   夏冬前3

1江苏南方水务有限公司(黄桥污水处理厂) 江苏泰兴  22400  2泰兴市南方水务有限公司  江苏泰兴  225400 3泰州市泰兴生态环境监测站  江苏泰兴  225400

摘要:随着我国城镇化率的提高,人口向城镇转移,城镇产生及排放的生活污水越来越多,直接排向城区的河流,影响了镇区的环境风貌和水质。为提高城镇地表水水质,并改善城镇环境风貌,各地在进行城镇区域内的河流地貌整治同时,大力兴建了城镇污水处理厂,并配套建设了污水管道,收集城镇区域内的生活污水,衡量城镇污水处理厂建设的环境效益就是要分析污水厂是否能改善的原纳污河流的水质和对现有纳污河流的水质保护,以及减排的污染物量。

关键词:城镇  污水处理厂  环境效益  分析

前言

自我国大力推进城镇化以来,城镇的人口越来越多,产生的生活污水直接就近排入附近河流,而接纳城镇污水的河流大多是小型河流,有的甚至是断头沟,尤其是生活产生的粪便经过化粪池简单处理排放至河流后,不仅影响了水体景观,更引起水质功能发生变化,水体变黑发臭,水质变为劣V类水质,严重影响城区人民的生活。近年来,各地政府采取多种形式,在城镇兴建了生活污水处理厂,但污水处理厂建设的环境效益怎么样,我们以黄桥污水处理厂为例,分析其削减的污染物,并对收集处理黄桥镇区生活污水前后黄桥镇区主要纳污河流水质的变化对比,评判污水处理厂建设的环境效益。

1建设黄桥镇城镇污水处理厂的背景

1.1社会经济背景

1.1.1社会背景

黄桥镇因黄桥战役而闻名世界,是江苏省重点镇,是泰兴市的经济、文化、商贸、交通“副中心”,重点小城市,江苏省“扩权强镇”试点镇。2018年黄桥镇入选最美特色小城镇50强。黄桥镇共辖55个行政村,10个社区,辖区面积175.95平方公里,城区面积12平方公里,城区人口13万人。且因以下三个因素人口不断增多:

一是黄桥镇是泰兴市的中心镇,著名的黄桥中学就位居黄桥镇区内,因教育集聚人口;

二是黄桥镇及周边乡镇的革命遗迹较多,是著名的红色旅游地,易集聚外来旅游人口;

三是黄桥工业园区由市(县)级升格为省级开发区,招商力度加大,进区企业增多,入区务工人员及进镇居住的人口增多,其子女入镇受教育的人口增多。

入镇区居住的人增多也带来了生活污水的增多。

1.1.2肥料工业的发展

要将黄桥镇建设成美丽的城市副中心,保持镇区的水环境质量是让人看得见的容貌。没有城镇污水处理厂以前,分二个阶段,一个阶段是经济处于欠发达阶段,即经济没有发展起来时,农村农业缺少肥料阶段,需要计划供应,有钱也买不到肥料,此时的生活废水包括生活粪便都是农民争抢利用的农家肥料。另一个阶段是经济发展起来以后,肥料工业迅速发展,农药化肥产量不断增加后,农家肥使用大量减少,城镇产生的大量生活污水包括粪便等生活废物便被抛弃,不再收集使用,甚至在一段时间内,为了建设美丽乡镇需要,个别地方要求农民毁了锅台和粪池,而这些废物的去向就是居民附近的河流。

1.1.3经济背景

黄桥镇是泰兴市的大镇、古镇、名镇,教育、红色旅游、黄桥工业园区的快速发展,引来大量的外来人口,密集居住在镇区,经济体量也迅速增加,2008年仅黄桥工业园区的国税开票就达到了100多亿元,经济快速的发展,带来了水、土、生物资源的开发强度逐年加大,导致耕地逐年减小,土地退化,生物资源数量锐减。泰兴市旅游资源尚未被充分开发,黄桥等地的革命遗迹,沿江的滩涂湿地及江堤,农田林网与河道交错的自然景色等特色资源没有被充分发掘,后期还有较大的发展空间。

1.2水环境质量背景

1.2.1 黄桥镇区域内河网密布,水资源丰富,较大的河流有如泰运河、季黄河、西姜黄河、东姜黄河等,这些河流与长江相通,水质较好;还有较小的中沟,如胜利中沟、团结中沟,镇区内的内河多为人工河道,长期的工业、农业及生活活动的污染导致镇区内河水质较差,水体富营养化严重,破坏了原有的自然生态功能,易引起水质性缺水。春夏之季,河道里长满绿藻,水体严重缺氧,秋冬之季,河水发黑发臭,水体表面出现粪便、塑料、废纸等生活垃圾漂浮物,河道淤塞严重,河水滞流,严重影响水体景观与水质功能,影响了整个镇区的环境形象。

1.2.2工业发展和城镇化引起的环境污染较严峻,污染负荷指数较高,单位面积环境承受的压力相对较大。

1.2.3水污染造成了湿地污染加剧,不同程度地破坏了湿地生态系统的良性循环,盲目无序的围垦养殖,破坏了湿地系统的固有功能。

而要改变镇区水环境质量,提升镇区水环境面貌,就必须建设生活污水包括粪便的收集处理系统,因而建设城镇污水厂和与之配套的生活污水收集管网的工作就因环境污染的态势而应运而生。

2黄桥污水处理厂建设状况

2.1黄桥镇污水处理厂建设的概况

根据城镇化与黄桥工业经济建设发展迅猛的态势,以及黄桥镇区水环境水质迅速恶化的实际改善需求,黄桥镇政府规划建设污水处理厂,污水厂选址位于在黄桥镇致富北路东侧、东姜黄河西侧,一次规划分两期建设,按5万m

3/d污水处理能力的规模征地,一期工程按2.5万m3/d实施,共占地约6公顷(90亩);配套建设镇区污水收集管网系统,包括建设截流管道45.58km以及一座污水提升泵站。2008年5进行了排污口设置论证,取得了排污口设置选址的批复,2008年10月委托河海大学编制了《黄桥镇污水处理系统工程环境影响报告书》,并通过泰兴市环境保护局审批,于2011年1月开始了污水处理厂一期2.5万m3/d的污水处理设施和污水收集系统的建设,2012年5月污水厂全部建成,项目总投资约10279.0万元,2012年7月污水厂运行调试后正式投运,并通过了环保竣工验收,取得排污许可证。从2012年7月到2023年12月十多年来共收集处理黄桥镇区生活污水约8344万吨。

2.2黄桥镇污水处理厂处理工艺的选用

2.2.1根据黄桥镇区污水的特点

2007年(环评基准年)黄桥镇区生活污水排放量已经达391.84万m3/a,排水COD和NH3-N的平均浓度分别约为250mg/L和NH3-N30mg/L,镇区工业企业生产废水排放总量约为130.48万m3/a,COD和NH3-N的平均浓度分别约为338mg/L和35mg/L。

2.2.2选用的生活污水处理工艺论述

黄桥污水处理厂出水排入东姜黄河,该河道水质为Ⅲ类水体,污水厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准,工艺选择上,采用A/A/O处理工艺,着眼于具有生物除磷、脱氮功能的处理工艺,对BOD、COD、SS处理该工艺均能达标,污水处理工艺流程见图1:

1  A2/O+混凝沉淀过滤工艺流程图

3污水处理厂处理效果

3.1污水处理达标性

经过多年对处理后的出水水质监测监控,其处理后的出水水质能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标。

1-1  污水处理厂进、出水污染物浓度

类型

COD

(mg/l)

BOD5

(mg/l)

SS

(mg/l)

NH3-N

(mg/l)

TN

(mg/l)

TP

(mg/l)

排放去向

进水

138.1

75.9

168.6

26.7

29.3

2.8

东姜黄河

出水

19.7

6.6

7.7

0.6

9.3

0.22

水质达标标准

《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标

3.2截污前后对镇区河道的影响

通过监测和查询原有的河道水质监测资料,截污前后镇区主要河道纳污量变

化对比表2。

(注:2007年为污水厂环评时间,2012年7月为污水厂正式开始运行月)

2 截污前后镇区主要河道纳污量对比表

镇区河道

截污前(2007年)

截污后(2023年)

水质变化判别

废水量

(万m3/a)

COD

(t/a)

NH3-N

(t/a)

废水量

(万m3/a)

COD

(t/a)

NH3-N

(t/a)

如泰运河

164.87

496.14

33.37

0

0

0

Ⅲ类水体

季黄河

191.11

615.78

49.39

0

0

0

Ⅲ类水体

东姜黄河

1.30

4.39

0.39

770.06

134.07

3.93

Ⅲ类水体

直来河

118.67

356.00

23.73

0

0

0

Ⅲ类水体

团结中沟

34.92

107.13

7.60

0

0

0

Ⅲ类水体

胜利中沟

8.25

26.30

2.06

0

0

0

Ⅲ类水体

石马中沟

3.20

10.82

0.96

0

0

0

Ⅲ类水体

合计

522.32

1616.55

117.51

770.06

134.07

3.93

污水厂建设前后镇区主要纳污河流水质变化比较情况见表3.

表3污水处理厂建设前后主要河流水质变化比较

河流名称

污染因子

SS

COD

BOD5

总磷

氨氮

水质理化性质

描述

胜利中沟

2007

范围

112-183

154-359

69-108

3.5-9.3

22-45

春夏季绿苔多,有飘浮物,有臭味

均值

146

288

87

6.1

32

水体功能

V类水质

2023

范围

13-23

14-18

4.2-4.8

0.2-0.24

0.2-0.3

水质清澈、无臭味,无漂浮油花

均值

17

16.5

4.6

0.21

0.27

水体功能

Ⅲ类水质

水质变化

水质发生重大改善

团结中沟

2007

范围

124-203

183-412

74-117

3.8-9.6

27-50

春夏季绿苔多,有飘浮物,有臭味

均值

168

303

91

6.8

36

水体功能

V类水质

2023

范围

12-24

14-19

4.1-4.9

0.22-0.31

0.23-0.35

水质清澈、无臭味,无漂浮油花

均值

18

17

4.7

0.25

0.28

水体功能

Ⅲ类水质

水质变化

水质发生重大改善

由上表可见,截污工程实施后,服务范围内原先排入镇区河道的大部分生活污水和工业废水被接管送污水厂集中处理,各河道的COD和NH3-N纳污总量较截污前分别平均下降了88.4%--99.1%。除污水厂尾水受纳水体东姜黄河外,服务范围内其余河道的生活和工业排污口已被关闭,排入河道的污水量大幅削减,河道水质明显改善。

3.3污水处理厂建成后对尾水排放河流东姜黄河的水质保护

污水厂尾水排放口附近水域水质将会产生一定影响,我们对尾水排放河流东姜黄河相关点位的水质进行了监测,由监测数据可以看出,在排污口下游1.7km处COD和氨氮均达到地表水Ⅲ类水体要求,达到设计和环评要求,具体水质监测数据见表4和表5。

表4东姜黄河纳污后监测点水质监测表

    污染物

距离

COD

氨氮

排污口处

17

0.55

下游50m处

16

0.45

下游100m处

15.3

0.38

下游200m处

14.6

0.31

下游400m处

14

0.24

下游600m处

13.2

0.21

下游800m处

12.7

0.19

下游1000m处

12.5

0.183

下游1200m处

12.3

0.18

下游1400m处

12.2

0.18

下游1600m处

12.2

0.18

下游1800m处

12.2

0.18

下游1900m处

12.2

0.18

表5东姜黄河纳污后水质分析比较表

污染因子

SS

COD

BOD5

总磷

氨氮

2007

范围

56.6~57.0

15.1~19.3

3.2~3.6

0.24~0.25

0.64~0.67

均值

56.7

17.7

3.4

0.25

0.659

2023

范围

7-17

11.1-14.2

3.2-3.5

0.14-0.15

0.14-0.21

均值

12.1

12.5

3.6

0.14

0.18

污染物下降(%)

79.9

70.6

2.5

42.0

73.8

3.4污水厂运行后收集处理的废水情况

2011年黄桥镇区生活用水总量为489.8万m3,2012年7月污水厂建成后正式运行到2023年12月,期间污水厂共收集处理生活污水总量达到8344万吨。具体各年度收集处理的生活污水数量见表6。

表6  黄桥污水处理厂各年度收集处理生活污水量统计表

年份

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

污水收集处理量(万吨/)

239

502

629

623

772

920

869

808

746

758

708

770

3.4.1建设生活污水处理厂以来,共处理了8344万吨生活污水,减排了COD9866吨、氨氮1472吨、SS13371吨,减排效果明显,发挥了建设污水处理设施的作用。

3.4.2建设污水处理厂提升改善了镇区原纳污河流水质质量,由原水质劣V类提升到Ⅲ类,水质功能得到了提升,水流景观得到了美化。

3.4.3科学选址,正常有效运营,保护了现纳河流水质。

3.5结语

3.5.1衡量一个污水处理厂建设运营的成败关键就是要看三大因素,一是收集处理了多少生活污水,减排了多少COD、氨氮;二是原来的纳污河流水质功能有没有得到提升,水质景观有没有改善;三是接纳处理后污水的河流水质有没有降低。减排了主要污染物,提升了原来镇区纳河流的水质,保持了现在处理的污水接纳河流的水质,该污水处理厂建设就有环境效益,运营就体现正常,否则,建设与运营就是失败的。

3.5.2黄桥污水处理厂保持全年正常运行,仅2023年收集处理了770万吨黄桥镇区的生活污水,通过监测进出水质分析数据表明,削减了COD、氨氮;原纳污河流(姜黄河、团结中沟和团结中沟等)水质从劣V类水质提高到Ⅲ类水质,现在的纳污河流(姜黄河水质)保持Ⅲ类水质没有下降,还有一定的改善,水质向好,表明黄桥污水处理厂建设是符合改善黄桥镇区地表水水质需求的,运行所体现的环境效益是明显的。

3.5.3通过比较表明黄桥污水处理厂的建设规划是正确的,运行是有效的,改善了镇区原纳污河流水质及水质景观,纳污河流东姜黄河水质达到了环评要求的要求。

参考文献

[1]《黄桥镇污水处理系统工程环境影响报告书》及批复

[2]《黄桥污水处理厂排污口设置与论证报告》及批复

作者简介:马中文,男,1968年7月10 日生,河海大学环境工程系环境工程专业,大学本科毕业,学士学位,从事给排水工程建设与研究33年,已经发表6篇论文。