我国污水再生利用水质标准现状分析及完善建议

我国污水再生利用水质标准现状分析及完善建议

中国废水再生利用理论研究和实践经历了“5”时期的逐步阶段。从“5”到“5”的技术准备、示范工程管理和当前发展阶段，一些城市和区域的废水回收和再利用项目取得了良好的效果。例如,北京、天津、西安、大连、青岛等地积极开展城市污水再生利用,制定了污水再生利用规划和各项管理措施,在发展再生水用户等方面积累了较好的经验。与此同时,与城市污水再生利用相关的水质标准、技术标准、规范等不断得到完善,不仅规范了污水再生利用设计工作,也为城市污水再生利用工程设计、建设、运行提供了依据。为此,分析了我国再生水水质标准执行现状,以天津市污水再生利用为例,分析了再生水水质标准在执行过程中存在的问题(如指标和限值不统一、指标项目有差异等),并提出应对措施与建议,以供借鉴。1水资源开发利用的重要性近年来我国陆续颁布了城市污水再生利用系列水质标准,指导、应用于全国城镇污水处理再生利用中,对解决我国水资源的短缺、水资源的循环利用和可持续发展起到了重要作用。截至目前,我国已颁布了4个推荐性国家水质标准(《城市污水再生利用城市杂用水水质》、《城市污水再生利用景观环境用水水质》、《城市污水再生利用工业用水水质》、《城市污水再生利用地下水回灌水质》)和一个强制性国家水质标准(《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》),具体如表1所示。2我国高回水水质标准存在问题2.1在实施标准中存在的问题天津再生水回用水水质指标天津市再生水利用方式是以建设城市公共再生水厂集中处理、铺设公共输配水管网为主,分散处理就地回用为辅,实施“统一管网,同一水质”的供水方式。由于国家标准颁布时间和污水再生回用工程建设、运行时间的差异,其设计进、出水水质标准和指标与各类水质标准不能一一对应。根据实际的供水方式,天津市再生水水质目前执行综合的污水再生利用国家标准,即城市污水再生用于城市杂用水、工业用水和景观用水的综合水质标准。但在执行过程中发现标准中某些指标存在以下几个值得商榷的问题。a.粪大肠菌群和总大肠菌群在城市杂用水标准中要求总大肠菌群≤3个/L,工业用水和环境用水标准中要求粪大肠菌群≤2000个/L。实际上,当总大肠菌群≤3个/L时,粪大肠菌群≤2000个/L,结合天津市“规划范围内采用同一水质”的供水方式,目前天津再生水厂设计出水水质卫生学指标只用总大肠菌群来控制。另外,考虑到城市杂用水与人体直接接触较多,同时为了保证供水安全,再生水厂生产过程中增加了细菌总数这个指标来监控生产过程中工艺的运行情况。b.浊度和悬浮物城市杂用水和工业用水标准中要求浊度≤5NTU,观赏性景观用水标准要求悬浮物≤10mg/L。由于浊度和悬浮物具有相关性,而浊度能够更加直接地表示水的感官效果(清澈程度),同时考虑浊度指标比悬浮物指标的检测工作量少,因此可在实际工作中只考虑浊度这个指标。c.氨氮和总氮富营养化是再生水回用于景观水体的最大障碍,一般认为氮、磷是富营养化的控制指标,目前城市污水再生利用的杂用水、景观用水、工业用水水质标准中都有氨氮这个指标。根据用水特点,冬季景观用水量较少,氨氮可控制在10mg/L以下,其余时间应控制在5mg/L以下。对于总氮,只有景观用水中要求其浓度在15mg/L以下。对于目前天津污水再生处理工艺而言,对氨氮和总氮的去除率较低,对这两个指标的去除主要是依靠污水处理厂生物处理工艺使出水水质达到GB18918—2002的一级A标准才能满足,这与目前天津污水处理厂升级改造至一级B标准相矛盾。另外,在天津再生水利用过程中发现再生水回用于循环冷却水时氨氮是一项重要的控制指标,因此氨氮和总氮的问题在标准执行过程中原水水质与再生水指标之间存在较大问题。d.余氯和总余氯各标准中“余氯和总余氯”两个指标存在不明确之处,其中《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)要求“总余氯接触30min后≥1.0mg/L,管网末端≥0.2mg/L”;《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921—2002)和《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923—2005)中要求余氯≥0.05mg/L。从定义上来讲,余氯应指总余氯,包括游离性余氯和化合性余氯,而景观环境用水标准中规定的余氯监测方法为N,N-二乙基-1,4苯二胺分光光度法(GB/T11893—1989),此方法检测的只是游离性余氯,所以只说余氯这个名称不全面,容易使人误解。目前,天津再生水控制总余氯≥1.0mg/L,游离性余氯≥0.05mg/L。因此,这两个指标应该在“景观环境用水”和“工业用水”标准中予以明确。比较把握再生水选择控制项目及指标统筹分析现行的污水处理和污水再生利用系列水质标准发现,再生水水质标准与污水处理排放标准的衔接性较差。其中,《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)与再生水出水水质的某些指标存在不能衔接的问题。例如色度,污水厂出水色度采用稀释倍数法检测,再生水出水色度采用铂钴比色法检测,造成了指标限值单位的不统一,“倍”和“度”的差异。另外,两者在水质项目上也存在差异。根据国家污水再生利用各类用水水质标准,同时结合天津市中心城区再生水主要回用于城市杂用水、景观环境用水和工业用水的实际情况及再生水利用方式,综合三类(城市杂用水、观赏性景观环境用水、工业用水)再生水利用的水质标准,共有25项控制指标、50项选择控制指标。而《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)要求,污水厂执行的基本控制项目主要包括影响水环境和城镇污水处理厂一般处理工艺可以去除的常规污染物12项以及部分一类污染物7项,共19项;选择控制项目包括对环境有长期影响或毒性较大的污染物,共计43项。原则上,污水排放标准中规定的控制水质指标应不少于再生水源水水质要求,但是实际上再生水控制水质指标数量多于污水排放标准指标,主要是在常规指标(浊度、TDS、溶解氧)以及离子性指标(Fe、Mn、总硬度、总碱度、氯化物、二氧化硅、硫酸盐)等方面存在差异。2.2再生水使用范围的界定①自2002年颁布的城市污水再生利用系列标准,存在标准名称不同的问题,如《城市污水再生利用地下水回灌水质》与《城市污水再生利用补充水源水质》、《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》与《城市污水再生利用农业用水水质》的不同说法。②《城市污水再生利用分类》中将环境用水分为三类,即:娱乐性景观环境用水、观赏性景观环境用水、湿地环境用水,但《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921—2002)中将景观环境用水分为观赏性景观环境用水和娱乐性景观环境用水,未分列湿地环境用水水质。另外,其表1中所列的各再生水使用范围的示例与《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)中3.2.1~3.2.5的定义有差异。③对同一个指标的监测分析方法不统一。如氨氮的测定,《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921—2002)要求使用蒸馏滴定法(GB/T7478—1987)测定,而《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)要求使用纳氏试剂比色法(GB/T5750—2006)测定;色度在《城市污水再生利用城市杂用水水质》和《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921—2002)中采用铂钴标准比色法(GB/T5750—2006)测定,虽然《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923—2005)的要求也是“色度≤30度”,但监测分析方法中却出现了稀释倍数法(GB/T11903—1989)。④对再生水水质的检测、控制和监管,在标准中只提出了某些项目的检测频率,对水质的监管没有明确要求。关于如何进行水质监管,只有《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923—2005)要求“当再生水用作工业冷却水时,循环冷却水系统检测管理参照《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050—2007)的规定执行。”因此,关于再生水水质检测、控制和监管方式方法需要进一步完善。3污水再生水使用方案①根据《中华人民共和国标准化法》要求:“标准实施后,制订标准的部门应根据科学技术的发展和经济建设的需要适时进行复审,标准复审周期一般不超过5年。”建议针对现有的城市污水再生利用系列标准,总结各地再生水的实际应用情况进行复审、修改。②针对公共集中回用的再生水水源水水质,建议不同城市或区域统筹考虑污水处理与污水再生之间的联系和衔接,制定相应的地方标准。③严格控制城市污水厂的进水