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生活污水廠安全風險評價

發布時間:2021-11-19 15:34:00

⑴ 水源地污染風險評價

4.5.2.1 區域地下水污染風險評價

(1)區域污染源危害分級分類

土地利用類型指土地表面覆蓋狀況,包括農田、居住地、水域等。不同利用類型的土地上會產生不同的污染物種類及強度,同時土地表面的鬆散程度不同,污染物進入地下水的難易程度也不同。

研究區內主要有農田、村莊、排污溝、渠系、湖泊和工廠等6種土地利用類型。研究區范圍內大部分土地利用類型為農田和村莊,村莊呈條帶狀分布,中間以農田相隔。研究區東北部零星分布有幾個湖泊,引水渠則貫穿整個研究區,從研究區西南部黃河上游引水,分為北秦渠、中馬蓮渠、南漢渠向東北方向流過,工廠主要分區在研究區中部,是金積鎮所在地,工廠廢水主要排入清二溝和南干溝,兩條排污溝均自南向北流向,是研究區內主要的農田退水溝和工業生活廢水的排污溝。

本書從污染物排放及向地下入滲角度出發,通過對不同土地利用類型分析,進行分級評分如下:污染物排放主要分為工業、生活和農業活動3個方面,結合研究區現狀,可知研究區內糠醛廠、造紙廠、化肥廠等工廠排污量較大,其次為排污溝的影響,研究區內的排污溝收納生活和工業排放污水,排污溝底部無任何防護措施,且為滲透性較高的礫石層,故對污染風險貢獻很大,再次農業面源,化肥施用量較大且農田土地鬆散利於化肥農葯向下滲透,再次為農村居民點,但因村莊地面密實,故相對影響較小,最後為湖泊和渠系,研究區內的湖泊和渠系水質較好基本不收納污染,故對污染風險貢獻最小。

其中,工廠點型污染源以工廠場地面積代表,排污溝線型污染源根據簡單評價法由排污溝向兩側各擴展50米,由此給出不同土地利用類型分級評分得,見表4.10,得到區域污染源危害分級見圖4.9。

表4.10 污染源危害分級評分

圖4.9 區域污染源危害分級圖

(2)區域污染風險評價結果及分析

綜合上述區域地下水脆弱性分區與區域污染源危害分級分區,基於ARCGIS平台,採用模糊綜合評價方法按1:1權重疊加,獲得區域地下水污染風險評價,其污染風險評價分區結果如圖4.10所示。

圖4.10 區域地下水污染風險分區圖

從計算結果可以看出,水源地保護區所在區域地下水污染風險相對較低。高污染風險地區(Ⅴ)主要分布於研究區的西南角以及工廠及排污溝所在地;工廠所在地及排污溝污染風險高,主要是受污染源影響控制,它們是研究內主要的污染來源,尤其清二溝的一部分分布在水源地二級保護區內,對水源地存在潛在影響。研究區的南部、東南部以及水源地保護區西北部屬較高污染風險地區(Ⅳ),主要控制因素和研究區西南部高污染風險地區相似。中等污染風險地區(Ⅲ)在本書研究范圍內分布廣泛且分散,水源地保護區所在地主要為中等污染風險地區。較低和低污染風險地區(Ⅱ、Ⅰ)主要分布在村莊城鎮所在地及研究區的東北部地區,村莊所在地人類對地表改造較大,地表入滲條件差,因此,上述地區呈現污染風險較低和低的分布狀態。

(3)評價結果驗證

本書將區內各單點氨氮污染物濃度作為區域污染風險評價結果的驗證依據。本區氨氮污染物分布見圖4.11所示。

計算各單點地下水環境污染程度和該點地下水污染風險指數的相關程度,用斯皮爾曼相關系數ρ表徵。計算公式如下:

地下水型飲用水水源地保護與管理:以吳忠市金積水源地為例

式中:N——樣本數量;

d——特徵污染物排行和污染風險指數排行名次差;

ρ——斯皮爾曼相關系數,其等級劃分見表4.11所示。

圖4.11 區域氨氮濃度分區圖

表4.11 ρ等級劃分表

根據計算可知本區地下水環境污染程度和地下水污染風險指數的相關程度|ρ|大於0.6,因此判定兩者關系為中相關或強相關,認為評價結果合理。

4.5.2.2 開采條件下水源地污染風險評價

金積水源目前為吳忠市備用水源地,預計5年之內啟用。當水源地開采使用後,勢必造成地下水流場和溶質分布發生變化,本書研究擬採用數值模擬方法預測計算出水源地穩定開采後的地下水動態變化,在此基礎上進行穩定開采條件下的污染風險評價。

(1)水文地質概念模型

根據實測地下水位數據,插值得到研究區現狀地下水等水位線圖(圖4.12)。研究區地下水流從西南流向東北,研究區西部為黃河,黃河水量巨大,因而黃河水位受水源地開采影響較小,故研究區西部黃河概化為給定水頭的邊界,為第一類邊界條件;研究區南部為漢渠,再以南地區為山區,故概化為給定流量的邊界,為第二類邊界條件;研究區東部為京藏高速,該邊界地下水位等水位線1125m以上部分與實測等水位線幾乎垂直,故概化為隔水邊界,為第二類邊界條件,1125m以下部分為研究區的流出邊界,故概化為給定流量的邊界,亦為第二類邊界條件。

研究區含水層由全新統早期(

)的砂卵石、細砂及礫卵石組成,具有典型的河流堆積二元結構,地下水屬大厚度單一潛水,故將模型垂向設為一部分,含水層厚度200m。將實測地表高程作為模型的地表高程,地表下200m作為含水層底板高程。

由於本區空間地質結構清楚,地層水平分布連續且均勻,具有統一連續的地下水位,由於本區季節性降雨和灌溉影響,地下水系統的物質輸入、輸出隨時間變化,但變化規律穩定,因此概化為穩態。綜上,可將研究區地下水流系統概化為均質各向同性二維穩定流水文地質概念模型。水文地質概念模型如圖4.12所示。

圖4.12 區域地下水等水位線及水文地質概念模型圖

(2)邊界條件

1)隔水邊界:研究區東部,1125m等水位線以上,邊界與等水位線垂直,故為隔水邊界。

2)補給邊界:研究區南部,為補給邊界。另外上部補給邊界為大氣降雨補給和灌溉補給。

3)排泄邊界:研究區東北邊界,1125m等水位線以下,為排泄邊界,另外上部有地下水蒸發排泄。

(3)水文地質參數值的確定

將實測滲透系數插值得到的所建的研究區水流模型中,滲透系數分布見表4.12,其他水文地質參數值的確定,借鑒水源地開采井的成井勘查報告,見表4.12。

(4)數學模型

本書研究採用地下水模擬與預測的專業軟體——Visual MODFLOW。

表4.12 水文地質參數表

為真實地反映污染物遷移的運動規律,採用水流和水質耦合模型,其控制方程為:

地下水型飲用水水源地保護與管理:以吳忠市金積水源地為例

其中:

地下水型飲用水水源地保護與管理:以吳忠市金積水源地為例

式中:h——水頭;

——流體的達西流速;]]

ρf

——流體和參考流體的密度;

S0——比彈性貯水系數;

Kij——滲透系數張量;

ej——重力方向分量;

fμ——黏滯相關系數;

QEB——擴展的Boussinesq估計量;

R——延遲因子;

Rd——減緩因子;

Dij——水動力彌散系數張量;

ϑ——衰減率;

ε——孔隙率;

Qx——x=ρ時為源匯項,x=C時為污染物溶質;

——流體的密度差系數;]]

——流體的擴張系數;]]

0——參考濃度;

Cs——最大濃度;

pf——流體的壓力;

g——重力加速度;

kij——滲透率張量;

μf,μfo——流體的動力黏滯系數和參考值;

Dd——流體的分子擴散系數;

——絕對達西流體通量;]]

L,βT——縱向與橫向彌散度;

χ(C)——依賴濃度的吸附函數。

上述控制方程與研究區的邊界條件一起構成本次地下水模擬的數學模型。

(5)網格剖分

網格剖分的大小影響模擬結果的精度。剖分越細,能夠使結果表達的更為細致,比如水位變化更加平滑等,但是過密的剖分導致程序運行計算量加大,導致運行時間加長。本研究綜合考慮各方面因素,確定網格間距為13.3m,共剖分4752個網格。剖分結果如圖4.13所示。

(6)模型識別

模型識別是數值模擬中重要的過程,通常需要進行多次的參數調整與運算。運行模擬程序,可得到概化後的水文地質概念模型在給定水文地質參數和各均衡條件下的地下水流場空間分布,通過擬合同時期的流場,識別水文地質參數、邊界值和其他均衡項,使建立的模型更加符合研究區的水文地質條件。

通過反復調整後,獲得穩定流場。用22個實測點位數據進行模型識別,對比模擬值發現,其中17個點,計算值與實測值誤差小於0.5m,占總數的77.3%,滿足《地下水資源管理模型工作要求》中的規定,說明模型基本准確,計算流場與實際流場基本吻合。

(7)水流模擬

水源地的開采對污染風險的影響主要是通過對地下水流場的改造,水源地開采會產生降落漏斗,擴大水源地地下水的補給來源,從而增大了水源地地下水受污染的可能性,污染風險增高。

吳忠市金積水源地預計開采20年,根據該水源地《成井技術成果報告》中設計的穩定開采量40000m3/d,加入開采井及其抽水量,預測穩定開采條件下水源地降落漏斗范圍,如圖4.14所示。可以看到,水位高程在1123m以上地區均為水源地的集水地區,水源地保護區的集水區域向兩側和下游發展。

圖4.13 模擬區平面網格剖分

(8)驗證開采抽水的影響半徑

採用「大井法」確定影響半徑,首先根據開采井分布的幾何圖形,《水文地質手冊》中查表計算引用影響半徑r0。開采井群分布為菱形,故r0=η∗c/2,見圖4.15,其中,c=1.2km,θ=68.2°,查表3.41,取η=1.16,故r0=0.696km。故將開采群井轉化為半徑為0.696km的大井,大井中心位於菱形中心。金積水源地為傍河且含水層各向均質的水源地,《水文地質手冊》中查表得其引用影響半徑為R0=2d,見圖4.16所示,d為大井中心到河岸的距離,d=2.0km,故R0=2d=4.0km。

模擬水源地開采穩定條件的流場顯示開采井群的影響半徑約為3.9km,如圖4.14,與經驗公式法計算的4.0km比較接近,故認為模型與實際情況較為吻合。

表4.13 η與θ對應表

由於缺乏長期觀測數據,因此無法進行模型驗證,但是研究區地質條件簡單,而且水位較為穩定,且模擬開採的影響半徑與經驗公式計算所得較為相近(圖4.15,圖4.16),故認為經過識別的模型基本可以用來預測模擬。

圖4.14 水源地穩定開采條件下的降落漏斗范圍圖

圖4.15 菱形井群引用半徑計算公式

圖4.16 引用影響半徑計算公式圖

(9)特徵污染物遷移模擬

通過實測研究區地下水水質數據,得出氨氮、TDS、總硬度、亞硝酸鹽、鐵、錳等為本區的特徵污染物,其中超標最嚴重的為氨氮,故將氨氮作為預測因子。在 VISUAL MODFLOW數值模擬軟體中,模擬了水源地開采20年末氨氮污染源的擴展情況,1、2、3、4、5、6、8、10、15、20年的污染暈遷移情況見圖4.17。分析可以看到,由於水源地地下水的開采,使得水源地下游和兩側的氨氮污染物向水源地遷移,水源地一級保護區東側污染源,在開采3年時,污染暈與一級保護區相切,15年的時候已經進入開采井;二級保護區北部的污染源在開采6年的時候,污染暈與一級保護區相切,20年後未進入開采井但距離已經很近;一級保護區南部的污染源向水源地方向遷移,但未進入二級保護區內;保護區東南部和西南部污染源未受水源地開采影響,向下游運移,未進入二級保護區。

圖4.17 預測水源地開采污染暈擴展范圍圖

(10)基於預測的區域地下水污染風險評價

基於上述研究,在ARCGIS平台上,在研究區區域地下水污染風險分區圖的基礎上,疊加預測的特徵污染物氨氮的運移模擬分級圖,形成基於Visual Modflow模擬預測的研究區地下水污染風險分區圖(圖4.18),圖中帶有穩定開采條件下的流場等值線。

從圖中可以看出,相比較圖4.18而言,特徵污染物氨氮污染暈所在位置污染風險增高,部分已經進入水源地一級保護區,說明現有氨氮分布在開采條件下會對水源地水質造成污染,需要予以治理。

4.5.2.3 水源地污染風險評價

地下水脆弱性表徵著研究區地下水本身抵抗污染的能力,污染源危害分級表徵著不同污染源對地下水的污染風險水平的大小,二者疊加表徵著研究區不同地區地下水污染風險的可能性大小。

(1)現狀水源地污染風險評價

綜合上述研究區區域污染風險分級圖,基於ARCGIS平台,採用模糊綜合評價方法按1:1權重疊加,獲得水源地污染風險評價,其污染風險評價分區結果如圖4.19所示。

圖4.18 穩定開采條件下水源地區域污染風險分區圖

圖4.19 水源地污染風險分區圖

從計算結果可以看出:基於水源地保護的水源地污染風險分區圖中,污染風險高和較高的地區主要為水源地保護區所在地以及其西南地區,這些地區正是現狀流場水源地保護區及其上游地區,這正是水源地水質需要特別保護的地區。另外,排污溝和工廠所在地也是高風險和較高風險地區,它們是主要的污染源,需要加強監管和控制。中等污染風險地區分布較為零散,主要在一級保護區北部村莊所在地,水源地保護區東部、東南部及東北部地區,是水源地污染風險評價中較低或低風險地區,主要是因為它們處於水源地下游地區或者不是保護區地下水的上游來水區域。

(2)預測水源地污染風險評價

綜合上述基於Visual Modflow預測的區域地下水污染風險分區圖與研究區保護區分區圖,基於ARCGIS平台,採用模糊綜合評價方法按1:1 權重疊加,獲得預測的水源地污染風險分區,如圖4.20所示。

圖4.20 預測水源地污染風險分區圖

從計算結果可以看出:污染風險高和較高的地區主要為水源地保護區所在地及其西南地區,這些地區正是現狀流場水源地保護區及其上游地區,正是水源地水質需要特別保護的地區。另外,排污溝和工廠所在地也是高風險和較高風險地區,它們是主要的污染源,需要加強監管和控制。中等污染風險地區分布主要在一級保護區北部村莊所在地、保護區南部和東南部。水源地保護區東部、東南部及東北部地區,是水源地污染風險評價中較低或低風險地區,主要是因為它們處於水源地下游地區或者不是保護區地下水的上游來水區域。

⑵ 污水處理廠運行管理過程中存在的安全隱患有哪些

可能存在以下隱患:
1、氣體中毒,比如硫化氫、一氧化碳等;
2、噪音內,某些機器設備的噪音較大,比容如鼓風機等;
3、細菌,無論是生活污水還是工業廢水裡,都含有大量的有害細菌;
4、墜落,污水處理某些工藝單元的構築物較高或較深,存在墜落危險,比如厭氧反應器、池子等;
5、觸電,污水處理設備較多,且分散,小心觸電。

⑶ 污水處理廠的安全隱患

一般性的安全就是工廠安全,例如電氣安全、化學品使用貯存安全回等,如果有特種設備就涉及答到特種設備安全。污水處理廠在污水處理方面要做好處理出現異常的安全預案,一般都是設立事故池,如果排放出現不合格也是安全隱患。

⑷ 化工污水工崗位存在哪些安全風險

化工污水工一般指污水處理人員。
該崗位最重要的是防護措施要到位,不能接觸污水及污水沉澱後的雜物;同時,在處理化工污水時,防護口罩也非常重要,防止吸入此類污水散發的氣體!

⑸ 淺析環境風險評價與安全風險評價的關系

安全評價是以實現工程、系統安全為目的的,其應用安全系統工程的原理,對工程、系統中存在的危險、有害因素,進行識別與分析,判斷工程、系統中發生事故的可能性和嚴重程度,提出相應對策,為管理決策提供科學依據。《安全生產法》規定,礦山建設項目和用於生產、儲存危險物品的建設項目,應當分別按照國家有關規定,進行安全條件論證和安全評價。
環境風險評價是環境評價中一個日益重要的分支,自上個世紀90年代以來,得到迅猛發展。國家要求重大項目開展環境風險評價,特別是世紀銀行和亞洲銀行的貸款項目,必須開展環境風險評價。環境風險評價是對建設項目建設和運行期間發生可預測的突發性事件或事故(一般不包括人為破壞及自然災害)引起的有毒有害、易燃易爆等物質泄漏,或突發事件產生的新的有毒有害物質,對人身安全與環境造成的影響和損害,進行評估,提出防範、應急與減緩措施。
安全評價的研究重點是對項目本身存在的危險、危害因素進行識別和分析,對危害物質、危害因素、危險程度以及危害發生的可能性等進行評價,對涉及的危險物質和重大危險源進行識別,對系統發生事故的可能性和嚴重程度進行預測和評價,通過提出安全對策和制定完善的應急預案,保障整個系統和項目的本質安全,保障作業者的人身安全。安全評價目前按照系統、工程的生命周期和評價目的分為四大類,即安全預評價、安全竣工驗收評價、現狀安全評價和專項安全評價。
環境風險評價的研究重點是對人、動物與植物有毒的化學物質,易燃易爆物質,危及生命財產的機械設備故障,生態危害(水、大氣、土壤土質等問題)等。其著重關注化學風險和物理風險,化學風險主要是生產加工過程中產生的有毒有害、易燃易爆物質在正常生產條件和異常生產條件下,對環境造成的風險;物理風險則是潛在的運輸事故、核電站事故、大壩事故等造成的危害。目前,環境風險評價可分為三個等級,即微觀風險評價、系統風險評價和宏觀風險評價,
此外,環境風險評價關心的空間范圍遠遠大於安全評價所關心的空間范圍。具體到一個項目或設施,安全評價關注的是系統、工程本身的安全程度,裝置、設施的安全可靠程度和作業人員在異常情況下的應急能力;環境風險評價關注的是項目對周邊事物的影響。安全評價關注的是事故造成的直接危害,如人員傷亡、設備損壞等情況;環境風險評價主要考慮事故發生後帶來的短期、中期、長期影響,例如針對印度博帕爾異氰酸甲酯泄漏事故、蘇聯切爾諾貝利核電站核泄漏事故,分析事故對周圍生態環境的影響和對社會、公眾的長期影響。
實際上,環境風險評價和安全評價有相同和交叉之處,但這不表示雙方存在矛盾,兩者應該是一種互為補充、互為依託的關系。

⑹ 污水處理廠的安全隱患有哪些

污水處理廠的安全隱患有:
1、安全設施配備數量不足,消防器材有些已過期、有專些未年檢,屬需要更換;
2、部分設備電纜接線頭裸露,電纜地溝內有積水影響用電安全;
3、部分構築物圍欄損壞、缺失,安全警示標志不全;各廠未進行全面的應急預案演練;
4、安全持證上崗情況較差;
5、未進行廠區安全危險源評估等問題。
從污染源排出的污(廢)水,因含污染物總量或濃度較高,達不到排放標准要求或不適應環境容量要求,從而降低水環境質量和功能目標時,必需經過人工強化處理的場所,這個場所就是污水處理廠,又稱污水處理站。

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