2010年環(huán)境影響評價師案例分析實戰(zhàn)培訓講義(144)

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四、環(huán)境影響分析和預測
    (一)污水處理廠處理工藝可行性分析
    1.關于污水處理工藝的評價
    一期工程采用污水處理工藝曝氣活性污泥法,即SBR工藝。目前大部分SBR工藝應用于有機物降解、硝化和反硝化以及生物除磷等過程。由于SBR工藝可省去獨立的二沉池系統(tǒng),布置緊湊、基建和運行費用低,處理效果好,尤其是具有除磷脫氮功能,從而越來越受到重視。天津紀莊子污水處理廠采用的漸減曝氣活性污泥法與本廠選用的工藝相近。根據紀莊子污水處理廠的實踐,清河污水處理廠一期工程選用曝氣活性污泥法處理污水是可行的,處理出水的BOD,、CODc,和SS含量能夠達到設計出水水質。
    無論是普通活性污泥工藝還是SBR工藝,都具有生物脫氮和除磷功能,特別是SBR工藝脫氮除磷的效果更佳,因此越來越被廣泛采用。在初步設計中,由于設計進水磷含量過高,為達到磷的排放標準,增設了化學除磷工藝,有可能使處理出水的磷含量達到或接近0.2mg/L。但采取該工藝后,處理出水的氨氮含量不會降低,仍保持在15mg/L。要想使氨氮含量降到1mg/L,按目前已有的技術有可能達到,但基建投資和運行費用將會提高。由于采用化學除磷工藝以后,處理出水總磷和氨氮污染水平不匹配,出水的總體污染水平沒有明顯改變;同時化學除磷有可能使污泥中的有效磷變?yōu)闊o效磷,降低污泥的肥分。
    2. .關于污泥處理工藝的評價
    清河污水處理廠污泥處理采用中溫厭氧消化脫水機脫水工藝。初步設計指出,一期工程該廠剩余污泥的處理選用直接濃縮、脫水的處理工藝;而40萬Ud規(guī)模處理廠的污泥處理工藝,將采用中溫厭氧消化、濃縮脫水工藝,
    中溫厭氧消化、濃縮脫水工藝,是國內外大多數(shù)城市處理廠采用的污泥處理I藝。采用該工藝處理過的污泥,生物活性更加穩(wěn)定,污泥含水率可降至80%以F。該廠污泥的最終處置,將是做農肥施用。國家《農用污泥中污染物控制標準》 (GB4285—84)的其他規(guī)定項目指出, “生污泥須經高溫堆腐或消化處理后才能施用于農田。污泥可在大田、園林和花卉地上施用,在蔬菜地和當年放牧的草地上不宜施用”。該廠污泥選用中溫厭氧消化、濃縮脫水工藝,是可行的,并且能滿足標準對污泥消化的要求。
    污水處理廠一期工程污泥的處理采用直接濃縮脫水工藝。該污泥仍屬于生污泥,由于其中含有高濃度的耗氧物質,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。由于受到農作物生長周期的限制和污泥中速效性養(yǎng)分含量低的限制,污泥只宜作基肥施用。對大田來說,每塊農田大多每年施用一次。在這種情況下,大田施用污泥大多經過干化,干化后的污泥已不具有不穩(wěn)定性。在污泥施肥的實踐中還沒有因污泥不穩(wěn)定給農作物生產造成影響的事例。
    (二)污水處理廠水污染負荷削減量的預測
    1.預測內容和方法
    預測項目為BOD,、CODc,和SS。預測范圍包括清河污水處理廠流域、入廠污水負荷和處理廠處理負荷等。預測時段為污水處理廠投產第一年的2003年和處理廠二期工程投產的2006年。
    2.預測模式
    采用完全混合模式:
    C二∑CQ/Q
    式中,g,C——完全混合后的污水水量和污染物濃度;
    e/,G——各排放口的污水量和污染物濃度;
    ∑9/o
    3.預測結果
    2003年、2006年清河污水系統(tǒng)水污染物負荷預測結果列于表1。
    一期工程可削減水污染負荷:SS 32.86Ud、CODc+59.756Ud、BODs25.802Ud,占入廠負荷總量的45%一50%,占清河流域污水負荷總量的41%。到2006年二期程投產后,該廠可削減負荷:SS 64.636Ud、CODc,113.737Ud、BOD,53.737Ud,占入廠負荷的80%~87%,占清河流域污水負荷總量的75%一81%。這一結果表明,在清河污水治理當中,它的建成和投產將使清河污水系統(tǒng)的水污染狀況得到根本的改善
    (三)對清河的影響預測與評價
    1.對清河閘以上河段的影響預測和評價
    2002年底以后,清河北岸污水截流管、清河污水處理廠已建成并投入運營,肖家河污水處理廠也將投入運營。屆時清河閘以上河段將沒有城市污水排入,除雨季排水期河中有水之外,其他時期河道中將沒有水流,該河段將變成一條干河道。
    清河自安河閘至立水橋為市區(qū)風景觀賞河道。為了能滿足風景觀賞水體的水質要求,用京密引水渠的水由安河閘處補給。在這種情況下,通過科學的管理和現(xiàn)有閘壩的控制,該河段河水水質能達到國家《地表水環(huán)境質量標準》 (GHZBl—1999)中的Ⅳ類水體標準。如果用常規(guī)二級污水處理廠的處理出水補給,雖然河水比較清澈,但CODcr超標1倍、BOD:超標2.3倍,而NH3--N和TP將超標10倍左右。即使二級出水經過中水處理排入該河段,使河水水質進一步改善,也不能滿足Ⅳ類水體標準的要求。
    2.對清河閘以下河段的影響預測與評價
    (1)對入河水源構成的預測 在2003年清河污水處理廠投產以后,清河閘以下河段的污水來源由三部分組成:處理廠超負荷溢流污水、小月河污水和水源九廠污水。此外是二級處理出水。其中,溢流污水17.019萬m3/d,小月河污水3.681刀mqd、水源九廠污水3.957萬m3/d,合計24.657萬m3/d。處理廠二級處理出水中有5000mj/d經中水處理后回用,排入清河的水量最多19.5萬m3/d,在農灌期間,如果二級出水全部排入清河灌渠,則閘下沒有二級出水補給。
    到2006年40萬m3/d規(guī)模污水處理廠運營以后,閘下入河污水由兩部分組成,超負荷溢流污水和水源九廠污水。此外將有相當數(shù)量的二級處理出水。溢流污水2.538萬m3/d水源九廠污水4.183萬m3/d(可能少于此數(shù)),合計6.721萬m3d,占該廠系統(tǒng)城市污水總量的14.4%。也就是說,到二期工程投產以后,該廠系統(tǒng)城市污水將由100%排入清河,變到只有14.4%排入清河。其結果將會基本改善清河的水污染狀況。2006年以后,超負荷溢流污水量還會逐年增加,但增幅將會變小。隨著科學技術的進步,現(xiàn)有污水處理構筑物處理能力的提高或擴建與新增污水量相適應的處理構筑物,并將水源九廠污水截入處理廠。屆時該廠系統(tǒng)的全部城市污水都得到處理,清河將沒有城市污水排放,清河的水污染狀況將會從根本上得到解決。
    (2)清河閘以下河段水質預測 現(xiàn)根據前述各時段入河水量,采用完全混合模式預測該河段的水質。選擇SS、CODcr、BODs和石油類等四項作為預測項目,選2003年、2006年、未來三個時段為預測時段。其中,2003年分兩種情況,其一為只有溢流污水、小月河污水和水源九廠污水補給時的河道水質,其二為有上述污水和19.5萬二級處理出水補給時的河道水質;2006年也分兩種情況,其一為有溢流污水和水源九廠污水補給時的水質,其二是有上述污水和39.5萬m3/d二級處理出水補給時的水質;未來是指該河段沒有污水補給只有二級處理出水補給時的水質。預測結果列于表2
    (3)對清河閘以下河段水質的環(huán)境影響評價 從預測結果來看,在沒有二級處理出水補給的情況下,2003年河道水質更趨惡化;到2006年,由于入河污水只有6.676萬m3/d,在有39.5萬m3/d二級出水補給的情況下,閘下河段的水質將得到基本改善。河道水質的完全改善,有待于河道中完全沒有城市污水補給,而只有二級處理出水補給。在該河段完全由二級出水補給時,二級出水的水質將成為該河段可能達到的水質。按國家《地表水環(huán)境質量標準》 (GBZBl—1999)中的V類標準衡量,CODcr、BOD,和石油類略有超標,而NH3一N、TP則超標10倍多。從北京市天然水資源現(xiàn)狀和我國國情來分析,很難使該河段的水質達到V類標準水平。從這個意義上說,建議將二級處理出水水質作為該河段的水質標準。
    (四)對清河污水處理廠系統(tǒng)污灌區(qū)的環(huán)境影響分析
    清河污水處理廠系統(tǒng)污灌區(qū)主要有三大片:清河閘閘上片、清河倒流渠片和清天然水資源現(xiàn)狀和我國國情來分析,很難使該河段的水質達到V類標準水平。從這個意義上說,建議將二級處理出水水質作為該河段的水質標準。河灌渠片。污灌面積近萬畝。清河污水處理廠投產前,閘上片和清河灌渠片都用清河閘以上的河水作為灌溉水源,導流渠片用文教區(qū)干管污水灌溉。該廠建成后灌溉用的污水全部截入處理廠,將使該污灌區(qū)結束污灌歷史。在這種情況下,灌區(qū)農田環(huán)境將不會再受城市污水污染的影響,灌區(qū)土壤重金屬含量不會再增加,土壤生態(tài)環(huán)境得到改善,地下水也不再受污灌的影響。
    (五)清河污水處理廠污泥的處置與利用分析
    城市污水處理廠外排的固體廢物,有柵渣、沉砂、浮渣和污泥。其中,柵渣、沉砂和浮渣的數(shù)量較少,大多運往垃圾填埋場填埋處理,通常不會造成值得重視的環(huán)境污染影響。
    污泥是處理廠外排的主要固體廢物。它數(shù)量大,含水率高,而且有含量不同的多種病原體、病毒和重金屬,是一種固體污染物,處置不當就可能造成二次環(huán)境污染。
    1.污泥的最終處置方式
    城市污水處理廠污泥的最終處置,通常采用下列四種方式:土地施用、陸地填埋、焚燒和海洋處置。國外實踐表明,就土地施用、陸地填埋和焚燒三種方式來說,其費用比為1:2:4。土地施用是最經濟的最終處置方式。農田施用是土地施用的一種,普遍被采用。特別是我國,城市污水處理廠的污泥絕大多數(shù)都采用農田施用。
    我國城市污水處理廠污泥的最終處置沒有列入設計內容。
    目前我國城市污水處理廠工程的委托設計內容中,普遍沒有污泥最終處置的設計內容。由于沒有該項內容,處理廠工程設計對污泥的最終處置通常只用“可外運作農肥或非娛樂場所的綠化用肥”等一帶而過。
    污泥是處理廠排出的最主要的固體污染物,最終處置通常要在處理廠廠區(qū)以外進行,是處理廠工程可能影響環(huán)境的最主要環(huán)節(jié)。根據國家“三同時”制度,處理廠污泥的最終處置,應與處理廠主體工程同時設計、同時施工、同時投產。
    2.污泥農田利用的主要設計內容
    污泥的農田利用是我國最廣泛采用的污泥最終處置方式。污泥農田設計可分兩部分:第一部分的設計內容主要包括出廠污泥的轉運、干化場的選擇、污泥干化處理工藝和干化污泥的貯存等:第二部分的設計是污泥農田利用設計的核心,主要設計內容包括農田場地和作物類型的選擇,確定出既不污染環(huán)境又能充分利用污泥中養(yǎng)分的污泥農田施用率,按地塊安排農田施用計劃,污泥農田施用的環(huán)境影響預測等。
    3.清河污水處理廠污泥農田施用的預可行性分析
    清河污水處理廠污泥最終將運至昌平區(qū)北七家鄉(xiāng)地區(qū)作農田施肥處置。
    (1)污泥性質及污泥成分的預測 清河污水處理/—污泥為生污泥,產量為167Ud(含水率80%)。
    根據天津紀莊子污水處理廠幾年的監(jiān)測資料類比預測清河污水處理廠污泥的組成,預測結果列于表3和表4
    (2)污泥農業(yè)利用場地概況 根據規(guī)劃,該廠污泥擬在昌平區(qū)北七家鄉(xiāng)農田施用。北七家鄉(xiāng)及其南側的燕丹鄉(xiāng)位于昌平區(qū)的東南部,東隔溫榆河與順義縣相望,南隔清河與朝陽區(qū)相鄰。該鄉(xiāng)分布在溫榆河與清河之間的河間地上。在地貌上該鄉(xiāng)位于微傾平原,地面起伏,標高30—38m,土壤類型為砂質潮土和潮褐土。該處遠離地下水集中供水水源地和開發(fā)區(qū),具有作為污泥農田施用場地的條件。由于該處有相當多的砂質土地,施用污泥可以起到改良土壤和防風固砂的作用。
    (3)污泥農田施用的預可行性分析 從預測結果可以看出,該廠污泥有機質含量在50%,有效氮、磷(以P205計)、鉀(以K20計)的含量分別為10kg/t、4kZ/t和1kg/t(干泥),污泥中重金屬含量均在標準范圍之內,因此可以作基肥在大田中施用。選擇的場地與處理廠相距約17km,道路通暢,運輸便利。該場地遠離地下水水源保護區(qū)和開發(fā)區(qū)并有大面積砂質潮土分布,適于作污泥施用場地。以場地服務年限30年計,年施用率按(干泥)37.5t/Nm2計,約需大田330hm2。該地區(qū)砂質砂壤質土的面積達187hm2,其中耕地(指大田作物)973hm2,能夠滿足施用污泥的要求。因此認為污水處理廠污泥在北七家鄉(xiāng)大田施用是可行的。但必須選擇適宜施用的農田,并編制污泥農業(yè)利用設計方案,在有關主管部門批準后方能實施。
    4.關于污泥處置建議
    污泥的最終處置是清河污水處理/—·:工程的組成部分,是獨立發(fā)揮防治污染的措施。應盡早安排污泥轉運與干化工程的設計,盡早安排污泥農田施用規(guī)劃設計和工程設計,應盡早安排編制污泥農業(yè)利用環(huán)境影響報告書,以適應處理廠主體工程的建設計劃。
    (六)處理廠生產活動對周邊環(huán)境的影響分析
    1.大氣環(huán)境影響預測與評價
    一期工程采用燃氣鍋爐,大氣污染物的排放強度比燃煤鍋爐大大減少。根據項目污染源分析,項目燃氣污染物排放S02只有0.023kg/h、NO。0.225kg/h、C00.045kg/h。預測結果表明,處理廠采暖期燃氣不會對大氣環(huán)境造成污染影響。
    2。處理廠內生產噪聲的環(huán)境影響分析
    清河污水處理廠主要噪聲污染源有三個,即風機房、污水泵房和沼氣發(fā)動機房,對這三個噪聲源進行影響預測。根據測定,風機房外噪聲級晝間為81.4—91.4dB(A),夜間為77.8~82.9dB(A);污水泵房外晝間為78—86.5dB(A),夜間為73~87dB(A);沼氣發(fā)動機房外晝間為80.2—86.8dB(A),夜間為52.8~84.7dB(A)。
    經預測,各評價點的環(huán)境噪聲預測值均沒有超過國家二類混合區(qū)環(huán)境噪聲標準晝間60dB(A),夜間50dB(A)的限值。
    3.處理廠工程惡臭及含菌氣溶膠的環(huán)境影響分析
    (1)處理廠工程惡臭環(huán)境影響分析 污水處理廠產生惡臭和含菌氣溶膠的工程
    環(huán)節(jié)主要是曝氣沉砂池、曝氣池、污水泵房及污泥脫水機房。為了確定處理廠投產
    后上述部位的惡臭強度和含菌氣溶膠的污染情況,以天津紀莊子污水處理廠作為類
    比廠,對該廠進行實地監(jiān)測,監(jiān)測結果見表5。
    從表5監(jiān)測結果可以看出,處理廠工程產生惡臭的主要工程部位是曝氣沉砂池和曝氣池,其次是泵房。其中曝氣沉砂池和曝氣池的臭氣濃度分別達到65.0和56.0,惡臭強度達到4.5級。類比監(jiān)測結果表明,位于曝氣沉砂池正東約100m、曝氣池東北約140m的紀莊子污水處理廠正門處,臭氣濃度只有1.5,惡臭強度小于2級。清河污水處理廠的曝氣池距黑泉村200m以上,距武警部隊營房400m以上,在靜風條件下處理廠惡臭不會對其產生明顯的污染影響。處理廠曝氣沉砂池距冶金實驗廠圍墻100余米,對該廠也不會產生明顯的污染影響。位于廠北的西小口村不會受到處理廠惡臭的影響。
    為減少惡臭對周圍環(huán)境的影響, 《初步設計》將在敞開式曝氣沉砂池上加建陽光板房屋,并將池內排出的臭氣抽出,送地下木屑生物脫臭池脫臭。預計處理廠投產后,廠界周邊的惡臭濃度將不會超過標準限值。
    (2)處理廠工程含菌氣溶膠的環(huán)境影響分析 在污水曝氣處理過程中,污水中的有害物質有可能隨氣溶膠一起排入環(huán)境,從而對環(huán)境產生影響,為此引起人們對氣溶膠污染的關注。近年來人們力圖以生物指標的測定結果來判斷氣溶膠的污染影響,例如科比衛(wèi)F于1985年發(fā)表了《活性污泥污水處理廠對周圍空氣中含菌和病毒氣溶膠密度的影響》。該研究結果表明,采用敞開式活性污泥法處理城鎮(zhèn)污水,廠內含菌氣溶膠顆粒數(shù)和空氣中的細菌總數(shù),較開工前高,但與距曝氣池的距離和風向無關。為了解曝氣池曝氣可能產生的含菌氣溶膠的影響,對紀莊子污水處理廠曝氣池含菌氣溶膠總數(shù)和空氣中的細菌總數(shù)進行了測定。除此之外,在北京昌平秦城附近選了5個對照點,測定了空氣中的細菌總數(shù),也對高碑店污水處理廠試驗廠曝氣池、宿舍區(qū)和空曠地的含菌氣溶膠總數(shù)、空氣中細菌總數(shù)等進行了測定。監(jiān)測結果表明,在曝氣池上的空氣中均未檢出沙門氏菌和志賀菌,各點含菌氣溶膠總數(shù)與距曝氣池的遠近無關;曝氣池處夜晚空氣的細菌總數(shù)高達534個/m3,但離開曝氣池,細菌總數(shù)很快降下來,細菌總數(shù)與距離不存在相關關系,且各點所測細菌總數(shù)大多在對照點含量的變化范圍內。上述測定結果與科比.P.F所測結果大體相同。因此,目前還不能確認曝氣池曝氣會對環(huán)境產生含菌氣溶膠的污染??紤]到黑泉村和武警部隊營房距處理廠太近,為防止處理廠可能產生的含菌氣溶膠的污染影響,廠區(qū)周圍應設有較寬的防護林帶,廠內綠地面積應適當增多。