我国地方水污染物排放标准现状与思考
2022-03-23汝小瑞胡香张静
汝小瑞,胡香,张静
(中节能国祯环保科技股份有限公司,合肥 230008)
《环境保护法》第十六条规定:国务院环境保护主管部门根据国家环境质量标准和国家经济、技术条件,制定国家污染物排放标准。省、自治区、直辖市人民政府对国家污染物排放标准中未作规定的项目,可以制定地方污染物排放标准;对国家污染物排放标准中已作规定的项目,可以制定严于国家污染物排放标准的地方污染物排放标准。鉴于我国水环境污染问题的地域性特征,制定地方水污染物排放标准成为解决区域性和流域性水环境污染问题的有效手段[1]。2012 年以前,北京、上海、天津、重庆、广东、辽宁、黑龙江、浙江、福建、山东、河南和陕西都规定了地方水污染物排放标准限值[2]。这些标准一定程度上促进了污水处理行业的进步和地方水环境质量的改善,但城镇污水处理厂的排放限值基本都采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A 标准、一级B 标准、二级标准。2012 年以后,鉴于我国水环境保护的迫切需要,北京、广东、河北、安徽等地相继出台了多项地方排放标准(见表1)。总体上,这些标准规定的污染物控制要求不断趋于严格。本文在对北京、河北、广东、山东、安徽、昆明等重点地区的主要地方标准与国家标准进行比较分析的基础上,对地方排放标准与城镇污水处理厂提标改造提出了几点建议,为我国的地方环境管理部门制定和修订地方排放标准及城镇污水处理厂的提标改造提供参考。
表1 2012 年以来我国地方水污染物排放标准汇总
1 主要地方水污染物排放标准
1.1 北京市
北京市属于严重缺水型城市,水资源形势十分严峻。2012 年以前,北京市在水处理行业仅有一项《水污染物排放标准》(DB 11/307—2005)。2012 年5 月北京市开始实施《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890—2012),规定了19 项基本控制项目和27 项选择控制项目,是目前除昆明市外最严格的城镇污水处理厂水污染物排放标准,其中A 标准和B 标准主要污染物排放限值分别与《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅲ类和Ⅳ类地表水一致(总氮除外)(见表2)。因此,该标准的实施对北京市目前新建城镇生活污水处理厂的出厂水质提出了相当严格的要求,同时也对北京市污水处理厂处理工艺的选择和日常运行管理提出了非常高的要求。2013 年12 月,北京市批准实施《水污染物综合排放标准》(DB 11/307—2013),代替《水污染物排放标准》(DB 11/307—2005)。该标准规定了98 项排入地表水体和100 项排入公共污水处理系统的水污染物排放限值,另单独制定了11 项村庄生活污水处理站的排放限值,是目前国内少数针对农村污水处理设施管理出台的排放标准。该标准规定的直接排入水体的A 标准中各项排放限值与《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890—2012)规定的新建城镇污水处理厂执行的A 标准完全一致,而B 标准中的主要水体指标与《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890—2012)规定的新建城镇污水处理厂执行的B 标准相同,均严于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的一级A 标准。
表2 北京市地方标准对城镇污水处理厂主要污染物排放限值的规定(单位:mg/L)
1.2 河北省
为保障白洋淀(雄安新区)入淀河流水质安全,加大水污染治理力度,改善白洋淀水生态环境,规划建设优质的雄安新区,2018 年8 月河北省发布了《大清河流域水污染物排放标准》(DB 13/2795—2018)。基于京津冀一体化的考虑并借鉴北京市的经验,大清河流域从实际出发,将该流域划分为核心控制区、重点控制区、一般控制区三个控制区域,如表3 所示。大清河流域核心控制区污染物排放限值与北京市地方标准《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890—2012)中最严的A 级标准相当,即COD 浓度为20mg/L、氨氮浓度为1.0mg/L、总氮浓度为10mg/L、总磷浓度为0.2mg/L;重点控制区排放限值与北京市地方标准《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890—2012)中的B 级标准相当,即COD 浓度为30mg/L、氨氮浓度为1.5mg/L、总氮浓度为15mg/L、总磷浓度为0.3mg/L;《大清河流域水污染物排放标准》(DB 13/2795—2018)中增加了一般控制区的排放要求,即COD 浓度为40mg/L、氨氮浓度为2.0mg/L、总氮浓度为15mg/L、总磷浓度为0.4mg/L,总体严于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A 标准。子牙河、黑龙港及运东两个流域重点控制区污染物排放限值与《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中V 类标准相同(总氮除外),一般控制区污染物排放限值与《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A 标准相同。
表3 河北省地方标准对城镇污水处理厂主要污染物排放限值的规定(单位:mg/L)
1.3 安徽省
表4 列出了安徽省地方标准中对城镇污水处理厂主要污染物排放限值的规定。结合巢湖污染现状,安徽省的两个地方标准中主要污染指标重点为COD、氨氮、总氮和总磷。总体来看,这两项地方标准中Ⅰ类标准中的COD、氨氮、总氮和总磷排放限值均严于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A 标准,接近于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中IV 类标准;Ⅱ类标准排放限值与《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A 标准相当。这两项地方标准均根据城镇污水处理厂接纳工业废水的比例将其分为Ⅰ、Ⅱ两种类型,分别执行不同的排放标准。其中,城镇污水处理厂Ⅰ以接纳生活污水为主(工业废水比例<50%);城镇污水处理厂Ⅱ以接纳工业废水为主(工业废水比例≥50%)。该分类方法根据进水水质情况将城镇污水处理厂与工业废水处理厂排放限值进行区别,具有一定的合理性,但实际操作中污水处理厂工业废水接纳比例的界定由谁判定以及如何判定还需商榷。我国对污水处理厂的水污染物排放标准的指标设计为24h混合样,即日均浓度值,但在环境监管过程中,这一日均浓度指标往往又被允许作为环境监管部门瞬时采样的评判标准。因此,《安徽省淮河流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放标准》(征求意见稿)限值类型增加了最大瞬时值,作为现场即时采样或监测结果是否达标的判别依据,更能全面有效地对排污单位的治理过程和行为做出判断。
表4 安徽省地方标准对城镇污水处理厂主要污染物排放限值的规定(单位:mg/L)
1.4 昆明市
昆明市70% 以上的城镇污水处理厂均位于滇池流域,为有效减少污染物入湖(河)量,昆明市2020 年4 月发布了现阶段全国范围内最严格的城镇污水处理厂水污染物排放标准,即《城镇污水处理厂主要水污染物排放限值》(DB 5301/T 43—2020)。该标准针对BOD5、COD、氨氮、总氮、总磷5 项主要水污染物提出了“分区分级”的执行要求,将执行标准分为A 级、B 级、C 级、D 级、E 级,如表5 所示。其中,A 级标准是昆明市城镇污水处理厂的特别排放限值,适用于生态环境敏感区域且尾水对水环境影响较大的城镇污水处理厂,是目前全国范围内最严的排放标准,其各项指标除总氮外均已达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅲ类标准。B 级和C 级标准分别与地表水Ⅳ类和Ⅴ类标准相当(总氮除外)。D 级标准除COD 收严外,其余指标与《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级A 标准一致。值得一提的是,该标准针对雨天合流制溢流污染进行了创新。在雨季,当污水处理厂处理量达到设计处理规模的1.1 倍时,溢流污水经一级强化处理达到E 级标准后,通过单独排放口排放。针对溢流合流污水过多的情况,制定单独的排放标准、审批单独的排放口,一方面能够提高雨季合流污水的处理能力,减少溢流量,另一方面单独设置的排放口便于监督和管理,规避了偷排和不达标排放的风险。
表5 昆明市城镇污水处理厂主要污染物排放限值分级规定(单位:mg/L)
2 思考
2.1 地方排放标准与水环境质量标准的对比
制定污染物排放标准是为了保证实现相关的水环境水质标准。当前,《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)是以水质功能为目的,根据水质能够满足的用途划分为5 类,在一定的历史阶段比较合适,但是并不适合作为一种长期或战略目标。应逐步增强水环境质量标准与水污染物排放标准之间的协调性[3]。赵庆等认为对V 类水质的氨氮进行限制没有必要;对IV 类水质的氨氮限值更应该由行业标准来规范;将氨氮划分为5 个不同水平的限值并没有科学依据[4]。另外,《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)规定的Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类水(湖库)氨氮和总氮标准值相同,意味着湖库水体中硝态氮和有机氮浓度为0,而在实际自然水体中该现象很难存在。在水环境质量标准某种程度上已经脱离实际的情况下,地方污染物排放标准制定过程中应充分考虑上述指标之间的逻辑关系,科学合理地制定氨氮和总氮排放限值。本文所列地方标准中均充分考虑了氨氮和总氮的关系,氨氮排放限值占总氮排放限值的10%—50%。建议进一步加强相关基础研究,合理制定地方污水处理排放标准,在明确环境容量与污水处理目标的基础上,确定城镇污水排放标准与水环境质量标准之间的“和谐”关系,使污水处理的排放标准既不脱离实际,又能助力实现水环境持续改善的目标。
2.2 地方排放标准与污水处理工艺技术经济水平的适应性
水污染物排放标准是直接控制污染源排放的技术依据。新的地方标准实施后,现有城镇污水处理厂普遍面临提标改造的压力。目前,针对现有污水处理系统的升级改造主要包括两种形式:一是强化二级生物处理;二是增加深度处理。强化二级生物处理是在不增加污水处理厂土建构筑物的情况下,从增加生物量和改善微生物环境入手,达到提标改造的目的。比如在生化池中投加生物填料,将活性污泥法改造为移动床生物膜反应器(MBBR)等复合生物处理技术。常见的深度处理工艺有曝气生物滤池、反硝化滤池、膜生物反应器(MBR)等。只有在经济条件许可、用地紧张、尾水需循环利用的情况下才考虑采用 MBR 工艺,北京市密云污水处理厂、清河污水处理厂等多家城镇污水处理厂和再生水厂引用MBR 技术后,出水COD能稳定在30mg/L 以下。地处环境敏感地区的一些污水处理厂采用生物处理和化学处理相结合的深度处理工艺,如AAO+MBR+臭氧活性炭吸附工艺,出水能够达到《水污染物综合排放标准》(DB 11/307—2013)一级A 标准[5]。
2.3 城镇污水处理厂提标改造的适度前瞻性
从目前发布的地方标准来看,除昆明市和北京市的城镇污水处理厂污染物排放A 标准要求达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的III 类标准外,其余地方标准主要是要求达到地表水IV 类标准。污水排放标准日趋严格是趋势,因此,城镇污水处理厂的提标改造要具有适度的前瞻性。污水处理厂的提标改造若不考虑污水处理厂全生命周期成本,仅关注当前水质的提升,一次水质提升往往意味着增加一次工艺单元,由此会带来水质标准越高、工艺越冗长、提标周期越长等问题。因此,现有城镇污水处理厂的提标改造要充分利用原有工艺,同时选用投资少、效果佳、运行方便的工艺。新建城市污水处理厂在设计之初就要考虑今后进一步提标改造的可能及面临的问题,核心工艺采用高效、高负荷的技术,可以满足今后二次甚至多次的提标需求,一旦需进一步提标,只需简单调整运营或经较少改造即可完成。
2.4 污水处理地方排放标准与其他手段多管齐下
尽管我国很多地区的环境形势依然严峻,但一味提高污水处理厂排放标准并非是解决之道。与其他经济发达国家相比,我国的污水处理厂水污染物排放标准已不低,要实现水环境质量的可持续改善,需从强化流域治理、防治工业污染、把控面源污染、建设雨污水管网、严把环境监管等方面多管齐下。
3 结语
近年来,我国加快了地方污染物排放标准制定和执行的步伐。建议进一步加强相关基础研究,更加科学合理地制定地方污水处理排放标准。同时,为充分发挥地方水污染物排放标准的作用,城镇污水处理厂的提标改造既要与当地技术经济水平相适应,又要具有一定的前瞻性。污水处理地方排放标准与其他手段多管齐下方能实现水环境质量的持续改善。