化工环保
ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL
INDUSTRY
1999年 第19卷 第4期 VOL.19 NO.4
1999
废水污染物排放总量控制指标的确定及控制对策
赖正华
摘要 着重论述了株洲化工集团有限责任公司废水污染物排放总量控制指标的确定方法，并简述了排放总量控制对策。
关键词 水污染物 排放总量控制 砷 氟 汞 化学需氧量
Formulation of Total Discharge Control Standard for Pollutants in
Wastewater and Control Countermeasures
Lai Zhenghua
(Zhuzhou Chemical Industry Group Ltd., Zhuzhou 412004)
Abstract:This paper focuses on the method by which Zhuzhou Chemical Industry Group Ltd. has formulated the total discharge control standard for pollutants in wastewater and presents briefly the countermeasures for realizing total discharge control.
Keywords:water pollutant,total discharge control, arsenic, fluorine, COD.
湖南株洲化工集团有限责任公司是以基本化工原料、化肥、农药为主导产品的大型化工企业，环境问题是制约该公司经济发展的主要因素之一。该公司废水中As、F、Hg、COD等污染物是湘江污染防治的重点控制对象。
为保护湘江水环境，实现该公司乃至湘江流域经济的持续发展，我们根据湘江霞湾江段的环境质量要求，运用适当的数学模型，计算出了湘江霞湾江段的污染物允许排放量，进而确定了该公司废水中As、F、Hg、COD等主要污染物排放总量控制指标，并提出了排放总量控制对策。
1 确定排放总量控制指标的依据
湘江霞湾江段水域功能区划分及相应水质标准是确定污染物排放总量的依据。 湘江霞湾江段的水质控制断面有两个，即霞湾断面(S1)和马家河断面(S2)。其中：S1设在霞湾港排污口下游600m处，为株洲市环境监测中心站常规水质监测断面；S2设在霞湾港排污口下游5375m处，为湖南省环境监测中心站常规水质监测断面。S1和S2的水质分别由株洲市环保局和湖南省环保局规定为GB3838-88中的Ⅲ类水质标准，标准值见表1。
表1 霞湾断面和马家河断面水质标准值
污染物AsFHgCOD
标准值/(mgL-1)
0.051.00.000115
2 水期及水文条件的选定
在确定污染物排放总量控制指标时，需要先选定受纳水体的水期及水文条件。本工作选定湘江霞湾江段保证率为90%的枯水期水文条件为设计水文条件(具体水文参数见表2)。
表2 湘江霞湾江段枯水期主要水文参数
江段平均流速 u/(ms-1)0.14
断面平均水深
H/m
2.5
横向混合系数 My/(m2s-1)
0.17
水面比降 I/10-30.102
3 水污染物背景浓度调查
本工作采用湘江霞湾江段枯水期上游来水污染物浓度平均值作为背景值(见表3)。
表3 湘江霞湾江段上游右岸
水体污染物背景值 (mg/L)
断面名称
S1
S2
As0.0170.010
F0.590.50
Hg0.000020.00001
COD10.24.7
4 废水排放方式和排放规律的调查和调整
4.1 排放方式和水污染物控制点
湘江属大中型河流，霞湾江段沿岸废水均采用岸边排放方式，故水污染物控制点设在近岸流动水体的边缘。 4.2 排放规律
在总量控制中，不论污染源大小，不论企业生产方式如何，所有污染源均需建立废水调节池，一律按均匀连续排放的规律排放，禁止冲击式排放，以避免污染事故和便于控制。在本工作中排污量均按均匀连续排放进行计算。
5 筛选和确定需要控制的污染物
根据湘江霞湾江段水质污染现状，以控制超标项目为主，确定需要控制的污染物。本工作确定控制As、F、Hg、COD 4类污染物。
6 水质模型的选用
由于湘江属大中型河流，霞湾江段沿岸废水以岸边表面击流的方式排放，其排放规律为均匀连续排放，故污染带水质的定量计算模型为二维数学模型。
(1)
式中：
C(x,y)——污染带内(x,y)点的预测浓度，mg/L
k1——污染物转化系数，s-1 x——预测点至排污口的距离，m y——预测点至岸边的距离，m u——河段平均流速，m/s
Ch——上游来水中污染物浓度，mg/L Cp——废水中污染物浓度，mg/L Qp——排污口流量，m3/s H——湘江枯水期水深，m My——横向混合系数，m2/s 式(1)可变换为以下形式：
式中：
Cb(x,y)——污染带内(x,y)点应达到的水质标准，mg/L。 其它符号意义同前。
式(2)适用于计算排污口的实际排放强度CV(g/s)；式(3)适用于计算排污口的允许排放强度CoVo(g/s)。
7 湘江霞湾江段水环境允许排放量
湘江霞湾江段枯水期允许排放强度和允许排放量计算结果列于表4。
表4
湘江霞湾江段允许排放强度和允许排放量
污染物AsFHgCOD
允许排放强度/(gs-1)
0.55276.86750.001380.40
允许排放量/(ta-1)
15.90195.800.0372315
8 废水污染物排放总量控制指标
根据株洲市“九五”及2010年环境规划的要求，本公司排放的As、F、Hg、COD占湘江霞湾江段环境容量的比率，由现在分别为92%、94%、96%、20%到2010年分别降低为30%、30%、30%、20%。按此确定本公司废水污染物As、F、Hg、COD的排放总量控制指标(见表5)。
表5 本公司废水中主要污染物排放总量控制指标
污染物As
排放强度/(gs-1)
0.1658
排放量/(ta-1)
4.77
占环境容量的比率/%
30
FHgCOD
2.06000.0003916.0858.740.[1**********]20
9 废水中污染物排放总量控制对策
为实现本公司废水中主要污染物排放总量控制指标，拟采取如下对策： (1)As来源于该公司硫酸生产废水，通过硫酸原料气水洗净化改封闭酸洗净化、废酸回收制磷肥等措施，可使As的排放量由46.09t/a下降至4.05t/a。
(2)F来源于硫酸生产废水、磷肥生产废水、HF及F22生产废水，通过硫酸原料气水洗净化改酸洗净化及对清污分流后的废水进行处理等措施，可使F的排放量由516.27t/a下降至50.48t/a。
(3)Hg来源于该公司硫酸生产废水和聚氯乙烯生产废水，通过硫酸原料气水洗净化改酸洗净化、氯乙烯气相除汞及对清污分流后的废水进行处理等措施，可使Hg的排放量由2.96t/a下降至0.0097t/a。
(4)COD来源于该公司各工序生产废水，通过工艺改造、清污分流、新建循环水装置及废水处理等措施，可使COD的排放量由3665.5t/a下降至407t/a。 作者单位：赖正华 (湖南株洲化工集团有限责任公司，株洲 412004)
1998-03-09收到初稿，1998-04-22收到修改稿。
化工环保
ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL
INDUSTRY
1999年 第19卷 第4期 VOL.19 NO.4
1999
废水污染物排放总量控制指标的确定及控制对策
赖正华
摘要 着重论述了株洲化工集团有限责任公司废水污染物排放总量控制指标的确定方法，并简述了排放总量控制对策。
关键词 水污染物 排放总量控制 砷 氟 汞 化学需氧量
Formulation of Total Discharge Control Standard for Pollutants in
Wastewater and Control Countermeasures
Lai Zhenghua
(Zhuzhou Chemical Industry Group Ltd., Zhuzhou 412004)
Abstract:This paper focuses on the method by which Zhuzhou Chemical Industry Group Ltd. has formulated the total discharge control standard for pollutants in wastewater and presents briefly the countermeasures for realizing total discharge control.
Keywords:water pollutant,total discharge control, arsenic, fluorine, COD.
湖南株洲化工集团有限责任公司是以基本化工原料、化肥、农药为主导产品的大型化工企业，环境问题是制约该公司经济发展的主要因素之一。该公司废水中As、F、Hg、COD等污染物是湘江污染防治的重点控制对象。
为保护湘江水环境，实现该公司乃至湘江流域经济的持续发展，我们根据湘江霞湾江段的环境质量要求，运用适当的数学模型，计算出了湘江霞湾江段的污染物允许排放量，进而确定了该公司废水中As、F、Hg、COD等主要污染物排放总量控制指标，并提出了排放总量控制对策。
1 确定排放总量控制指标的依据
湘江霞湾江段水域功能区划分及相应水质标准是确定污染物排放总量的依据。 湘江霞湾江段的水质控制断面有两个，即霞湾断面(S1)和马家河断面(S2)。其中：S1设在霞湾港排污口下游600m处，为株洲市环境监测中心站常规水质监测断面；S2设在霞湾港排污口下游5375m处，为湖南省环境监测中心站常规水质监测断面。S1和S2的水质分别由株洲市环保局和湖南省环保局规定为GB3838-88中的Ⅲ类水质标准，标准值见表1。
表1 霞湾断面和马家河断面水质标准值
污染物AsFHgCOD
标准值/(mgL-1)
0.051.00.000115
2 水期及水文条件的选定
在确定污染物排放总量控制指标时，需要先选定受纳水体的水期及水文条件。本工作选定湘江霞湾江段保证率为90%的枯水期水文条件为设计水文条件(具体水文参数见表2)。
表2 湘江霞湾江段枯水期主要水文参数
江段平均流速 u/(ms-1)0.14
断面平均水深
H/m
2.5
横向混合系数 My/(m2s-1)
0.17
水面比降 I/10-30.102
3 水污染物背景浓度调查
本工作采用湘江霞湾江段枯水期上游来水污染物浓度平均值作为背景值(见表3)。
表3 湘江霞湾江段上游右岸
水体污染物背景值 (mg/L)
断面名称
S1
S2
As0.0170.010
F0.590.50
Hg0.000020.00001
COD10.24.7
4 废水排放方式和排放规律的调查和调整
4.1 排放方式和水污染物控制点
湘江属大中型河流，霞湾江段沿岸废水均采用岸边排放方式，故水污染物控制点设在近岸流动水体的边缘。 4.2 排放规律
在总量控制中，不论污染源大小，不论企业生产方式如何，所有污染源均需建立废水调节池，一律按均匀连续排放的规律排放，禁止冲击式排放，以避免污染事故和便于控制。在本工作中排污量均按均匀连续排放进行计算。
5 筛选和确定需要控制的污染物
根据湘江霞湾江段水质污染现状，以控制超标项目为主，确定需要控制的污染物。本工作确定控制As、F、Hg、COD 4类污染物。
6 水质模型的选用
由于湘江属大中型河流，霞湾江段沿岸废水以岸边表面击流的方式排放，其排放规律为均匀连续排放，故污染带水质的定量计算模型为二维数学模型。
(1)
式中：
C(x,y)——污染带内(x,y)点的预测浓度，mg/L
k1——污染物转化系数，s-1 x——预测点至排污口的距离，m y——预测点至岸边的距离，m u——河段平均流速，m/s
Ch——上游来水中污染物浓度，mg/L Cp——废水中污染物浓度，mg/L Qp——排污口流量，m3/s H——湘江枯水期水深，m My——横向混合系数，m2/s 式(1)可变换为以下形式：
式中：
Cb(x,y)——污染带内(x,y)点应达到的水质标准，mg/L。 其它符号意义同前。
式(2)适用于计算排污口的实际排放强度CV(g/s)；式(3)适用于计算排污口的允许排放强度CoVo(g/s)。
7 湘江霞湾江段水环境允许排放量
湘江霞湾江段枯水期允许排放强度和允许排放量计算结果列于表4。
表4
湘江霞湾江段允许排放强度和允许排放量
污染物AsFHgCOD
允许排放强度/(gs-1)
0.55276.86750.001380.40
允许排放量/(ta-1)
15.90195.800.0372315
8 废水污染物排放总量控制指标
根据株洲市“九五”及2010年环境规划的要求，本公司排放的As、F、Hg、COD占湘江霞湾江段环境容量的比率，由现在分别为92%、94%、96%、20%到2010年分别降低为30%、30%、30%、20%。按此确定本公司废水污染物As、F、Hg、COD的排放总量控制指标(见表5)。
表5 本公司废水中主要污染物排放总量控制指标
污染物As
排放强度/(gs-1)
0.1658
排放量/(ta-1)
4.77
占环境容量的比率/%
30
FHgCOD
2.06000.0003916.0858.740.[1**********]20
9 废水中污染物排放总量控制对策
为实现本公司废水中主要污染物排放总量控制指标，拟采取如下对策： (1)As来源于该公司硫酸生产废水，通过硫酸原料气水洗净化改封闭酸洗净化、废酸回收制磷肥等措施，可使As的排放量由46.09t/a下降至4.05t/a。
(2)F来源于硫酸生产废水、磷肥生产废水、HF及F22生产废水，通过硫酸原料气水洗净化改酸洗净化及对清污分流后的废水进行处理等措施，可使F的排放量由516.27t/a下降至50.48t/a。
(3)Hg来源于该公司硫酸生产废水和聚氯乙烯生产废水，通过硫酸原料气水洗净化改酸洗净化、氯乙烯气相除汞及对清污分流后的废水进行处理等措施，可使Hg的排放量由2.96t/a下降至0.0097t/a。
(4)COD来源于该公司各工序生产废水，通过工艺改造、清污分流、新建循环水装置及废水处理等措施，可使COD的排放量由3665.5t/a下降至407t/a。 作者单位：赖正华 (湖南株洲化工集团有限责任公司，株洲 412004)
1998-03-09收到初稿，1998-04-22收到修改稿。