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主编说:《城市污水再生利用 景观环境用水水质》是这样修订的
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 导读:
  《城市污水再生利用 景观环境用水水质》(GB/T 18921-2019) 2019年6月4日正式发布,这一标准是对GB/T 18921-2002的修订,贯彻和响应了国家现行政策,符合新形势下的发展需求,对大力推进生态文明建设、促进水资源可持续利用与保护、推动城市污水资源化利用等具有积极的重要作用。介绍了标准修订的必要性、原则以及标准的核心内容等。
  国家标准《城市污水再生利用 景观环境用水水质》(GB/T 18921-2019),国家标准化管理委员会于2019年6月4日发布,2020年5月1日正式实施。本标准是对GB/T 18921-2002的修订,标准的主要技术内容更符合现阶段我国国情和发展需求,标准更具有实用性等,标准的修订和发布实施具有重要意义。
  1 标准修订的必要性
  (1)贯彻和响应国家现行政策、大力推进生态文明建设、进一步提升城乡人居环境和水生态环境质量的需要。《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》、黑臭水体整治、城市“双修”等都将继续加大景观水环境用水需求;《城市污水再生利用技术政策》明确城市景观环境用水要优先利用再生水,《水污染防治行动计划》明确生态景观等用水,要优先使用再生水;城市黑臭水体整治,活水循环、清水补给以及生态修复、水质的长效维持等都涉及到景观水环境对再生水的利用需求。大力推进生态文明建设,贯彻“节约优先、保护优先、自然恢复为主”的政策方针,促进水资源可持续利用与保护,推动城市污水资源化利用和污染物减排,进一步提升城乡人居环境和水生态环境质量,使标准发挥更大的指导和引领作用,推进再生水景观环境利用的常态化。
  (2)协调不同标准在衔接上的不一致、提高标准实用性的需要。《城市污水再生利用 景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)编制期间,城市污水再生利用水质系列标准、《城镇污水处理厂污染物排放标准》《地面水环境质量标准》等国家标准也在编制或修订中,标准在衔接上难免存有不一致的问题,协调与其他标准存有的不一致问题,提高标准的实用性和科学合理性。
  (3)标准实施的应用实践经验、污水再生处理技术发展以及相关科研成果等为标准的修订与完善奠定了良好的基础。近10多年来,城市污水再生处理与利用的工程实践和科学技术研究不断深入,城市污水再生处理工艺及设备产品的发展水平得到了十分显著的提升,深度除磷脱氮、臭氧氧化、膜过滤等新技术及设备产品已实现大规模的工程化应用,技术成果和实践经验为标准的修订和完善奠定了良好的基础。
  2 标准修订主要原则
  (1)与现行法律、法规、政策、标准等相衔接的原则。以《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》等法律、法规为依据,响应《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》等国家相应政策,充分考虑与这些法律法规政策以及与《水污染防治行动计划》《城市黑臭水体整治工作指南》《城镇污水处理厂污染物排放标准》等国家标准规范的衔接。
  (2)继承性原则。实践证明GB/T 18921-2002标准在再生水景观环境利用的推广应用、景观水体水质改善等环境管理工作中起到了重要的引领和指导作用,沿用GB/T 18921-2002的框架,继承其景观环境用水分类、水质指标项目等合理的内容。
  (3)技术可行、经济合理、循序渐进原则。一是指标准的定位、目标符合现阶段我国国情,标准定位是再生水作为景观环境用水的水源水质标准,侧重于水质指标及其限值确定,标准目的在于全面推动城市污水再生处理与景观环境利用,为不同地域和环境条件下的再生水景观环境利用提供基本的水质要求,其目标是保障再生水为主要补水的景观环境基本功能,提升水体环境质量,防止水华暴发;二是指依据技术可行、经济合理、循序渐进的原则,来规定标准的主要技术内容,标准的水质指标及其限值在考虑与国际接轨的同时,要符合现阶段我国实际情况,使标准具有可达性和可操作性。
  (4)适度简化原则。一个标准不能保罗万象,标准不能太具体。一方面,标准的定位是再生水作为景观环境用水的水源水质标准,标准侧重于水质指标及其限值,而水质标准相对应的再生处理工艺、不同水体的再生水具体使用要求与设计以及水生态的安全保护等内容不含在本标准技术内容范围之内,可另行编制标准实施的指导文件,如技术指南等。另一方面,考虑到我国地域广阔,各地地域特征、再生水水源等存在较大差异,现阶段是全面推动城市污水再生处理与景观环境利用,给出再生水景观环境利用的基本水质要求,水质指标的确定适当简化,给地方标准的制定等留有空间。同时,对那些对人体健康和水生态到底有什么影响以及其影响阈值,目前尚不明确、现有研究数据不足以支撑的指标项目,如新兴微量污染物,本次修订中不予以作为控制项目来考虑。
  3 标准核心内容
  3.1 景观环境利用分类
  本标准延续GB/T 18921-2002观赏性和娱乐性两大功能分类以及连续流动(河道类)、非连续流动(湖泊类)、水景类3类不同用水对象的景观水体分类,同时依据《城市污水再生利用 分类》(GB/T 18919-2002)和考虑目前再生水在国内景观环境的实际利用场所/对象以及实际需求,此次修订增补景观湿地环境用水这个功能分类。根据我国城市景观水体实际情况,河道类水体是指景观河道类连续流动水体,没有蓄水,有径流;湖泊类水体是指景观类非连续流动水体,有蓄水,或无流动出水,或缓速流动;水景类用水是指用于人工瀑布、喷泉等水景设施的用水,专门造景;景观湿地是指为营造城市景观而建造或恢复的湿地,不是用于处理污水或污水处理厂尾水的处理性湿地,是受纳性的湿地。
  3.2 水质指标项目
  3.2.1 水质指标选择原则与依据
  考虑到《城市污水再生利用 景观环境用水水质》标准现阶段的主要目的,本次标准修订水质指标项目选取与确定,继承GB/T 18921-2002根据污染物污染水平和管理需求将水质项目进行分类、实施不同控制要求和监测方案的管理原则,以及主要从保障再生水使用区域公众健康的角度出发、而对于水生生态的安全及污染物在土壤中的迁移累积问题不做重点考虑的原则,主要依据GB/T 18921-2002已有控制项目、再生水水质污染物对景观环境用水对象的影响作用及其大小、影响或作用的明确程度、污染物存在情况及其含量高低与检出水平,以及依据技术可行、经济合理、循序渐进的原则。
  3.2.2 水质指标项目具体情况
  标准是再生水作为景观环境用水的水源水质标准,采用悬浮物这个表征污水水质的指标来表征供水水质不太合适,同时考虑到浊度指标相对悬浮物指标,其测定更便捷、快速,便于及时反映水质状况,可明显提高可操作性;溶解氧是作为水体的感官指标及保护水生生物生存指标,也是衡量水体水质好坏的一项重要指标,但景观水体水源的溶解氧高低,对发生复杂反应的景观水体体系来说,并不能使水体的溶解氧含量与其水源保持一致,同时考虑到污水处理厂尾水、再生水厂出水其溶解氧一般都高于GB/T 18921-2002 20 mg/L的限值;石油类是人体感官指标以及为保护水生生物的毒理学指标,阴离子表面活性剂是感官性指标,也是防止水体富营养化的参考指标(含磷化物),工程实践表明,运行良好的城镇污水处理厂其出水的石油类和阴离子表面活性剂含量都已较低,均低于GB/T 18921-2002标准的限值,对人体感官等不会造成影响。因此,本次标准修订删除了悬浮物、溶解氧、石油类、阴离子表面活性剂4项指标。基本水质指标包括控制富营养化的氨氮、总磷、总氮,影响人体感官的感官性状指标基本要求、浊度、色度,保障卫生安全的粪大肠菌群、余氯,以及综合性指标pH和BOD5。
  我国地域广阔,不同区域的再生水源水水质不同,经济发展水平不同,采用国家标准“一刀切”地对主要来自工业的化学毒理学污染物进行统一规定不科学,另一方面有毒物质对水生态的慢性致毒致害情况又太复杂,没有足够的研究成果支持,同时考虑到标准现阶段的主要目的是全面推进再生水景观环境利用、提升水环境质量。因此,本次标准修订对化学毒理学指标不再单独专门另行规定,要求再生水在满足基本水质要求外,还应符合GB 18918规定的排放指标要求;对目前国际上比较关注的具有一定健康风险和生态环境风险的内分泌干扰物(EDCs)、药品和个人护理品(PPCPs)等新兴微量污染物,鉴于我国研究现状,不对此类污染物指标进行规定,但纳入跟踪监测建议中,鼓励再生水用户根据实际情况跟踪监测这类污染物,以便积累相关数据资料,为未来标准的完善修订、地方标准的制定等提供依据等。
  3.3 水质标准值
  3.3.1 水质标准值确定原则与依据
  水质标准值的确定以考虑再生水的美学价值以及人的感观接受能力为主,同时考虑对人体健康和水生生物的影响等,具体原则与依据主要为:考虑我国污水再生利用现状及发展趋势,引导和促进城市污水再生处理与景观环境利用;充分考虑水质污染物在我国城市污水处理厂出水及再生水中的浓度水平以及处理去除的工艺技术水平、经济成本,考虑技术可行、经济合理、循序渐进的原则;借鉴“十五”以来的相关研究成果及考虑景观环境用水对象的功能、水体状态、控制措施等因素;参考国内外相关标准的标准限值。
  3.3.2 水质标准值具体情况
  (1)感官性状指标。考虑到现有再生水处理工艺技术去除浊度的效果及再生水的浊度水平,以及不同景观环境用水对象的水体状态等,流动状态较好的河道类景观环境用水和景观湿地环境用水,其浊度限值定为10 NTU,其余的一律定为5 NTU;考虑到污水再生处理的色度水平、经济成本以及色度指标对感官的重要影响,较GB/T 18921-2002酌情考虑提高色度限值,一律规定为20度。
  (2)氮、磷营养盐指标。氮、磷营养盐是造成水体水华暴发的重要原因,但水华暴发,除与水质有关外,还与水温、光照、水力学条件等有关,在不考虑景观水体采取运维控制措施及控制外源污染的前提下,单纯提高再生水氮、磷水质标准,并不能真正改善景观水体富营养化问题。藻类对氮、磷的吸收利用首先是磷,其次是氨氮,再者为硝酸盐氮,当磷浓度较高时,磷成为藻类生长的限制性条件,而氮是次要条件。考虑到再生水用于景观环境用水的水体特点、氮磷去除的技术及经济可行性以及循序渐进的原则,再结合标准修订过程中不同氮磷浓度水平的再生水景观环境利用模拟试验研究结果以及工程实践等,本标准在营养盐指标方面侧重于磷的控制,其次是氨氮的控制。较GB/T 18921-2002,氮、磷标准适度提高,总磷由1.0 mg/L、0.5 mg/L提高到0.5 mg/L、0.3 mg/L;氨氮由5 mg/L,修订为5 mg/L、3 mg/L两个档次;总氮由15 mg/L,修订为15 mg/L、10 mg/L两个档次。对于流动状态较好的河道类以及景观湿地类用水,氮、磷指标采用宽松值,流动状态较差的湖泊类及水景类用水,氮、磷指标采用严格值。
  (3)卫生学指标。本标准仍选择粪大肠菌群作为景观环境用水再生水水质微生物安全指标,病毒和寄生虫,目前建立其确定性定量水质要求的时机尚不成熟,不予作为卫生学指标,主要通过工艺控制措施与消毒技术的密切配合来保障。娱乐性用水较观赏性的要严格,水景类严于河道类、湖泊类,考虑到再生水厂出水的消毒水平、微生物数量水平及用水与人体接触与否,以及参考国外相关标准等,本次修订观赏性、景观湿地以及娱乐性河道、湖泊类用水其粪大肠菌群限值均为1 000个/L,与现行标准GB 18918-2002一级A标准一致,娱乐性用水的水景类由GB/T 18921-2002不得检出放宽为3个/L。
  再生水用作景观环境用水在保证消毒效果的同时应避免氯过度消毒,余氯过高,不仅会引起嗅觉上的刺激,同时余氯及消毒副产物会对水生生物产生影响。美国加利福尼亚州等要求再生水用于补给水体时,再生水的余氯含量(管网末梢)应低于0.1 mg/L。考虑到景观环境用水不同用水对象/场所实际情况等,本次修订规定对主要采用氯消毒的再生水,只对娱乐性水景类用水,要求管网末梢余氯限值为大于0.05 mg/L小于0.1 mg/L,而对于非加氯消毒方式的再生水,没有此项要求。
  (4)综合性指标。考虑到不同景观环境用水对象的特点、污水处理、再生水处理对BOD5的去除水平以及有机污染物对水体水质的影响等,有区别地规定不同景观环境用水对象的BOD5限值。流动状态较好的河道类和景观湿地用水,BOD5限值均为10 mg/L,湖泊类、水景类用水均为6 mg/L,与GB/T 18921-2002一致。
  4 与国外相关标准比较
  目前国际上还没有被认可一致的、统一的国际再生水水质标准来指导污水的再生利用,世界各国和地区通常是在卫生安全、感官美观、环境耐受和技术经济可行的基础上,根据再生水的利用途径设定对应的水质标准和适宜的处理工艺。目前国际上再生水利用技术较先进、经验较丰富的国家有美国、澳大利亚、日本、欧盟和以色列等,相应标准有美国的《水再用指南》(2012)、澳大利亚的《澳大利亚水再用指南》(2008)、日本的《污水处理再利用水质标准》(2005)、欧盟的《欧盟水再用水质标准》(2006)等。本标准也是根据再生水的利用途径/对象设定对应的水质标准,相对美国等国外水再用指南,更侧重于水质指标及其标准限值。
  4.1 景观环境利用分类
  美国分为了娱乐与观赏用水、环境用水两大类,其中娱乐与观赏用水又分为了限制性与非限制性,即不允许人体直接接触与允许人体接触(包括全身性接触),环境用水又分为了湿地用水和河流、溪流补给用水;日本分为了景观用水和亲水性用水,即不与人体直接接触用水(不允许人体直接接触)和人体接触用水(允许人体接触);欧盟分为了允许公众接触(洗浴除外)和不允许公众接触两类环境用水。本标准在允不允许人体接触上,更多地是考虑目前再生水在我国应用现状以及从关注卫生安全、保护人体健康角度,分为了不允许人体直接接触与允许人体非全身性接触,同时在考虑用途及允不允许人体接触分类基础上,根据我国目前景观环境用水对象和城市景观水体实际情况,又细分为了河道类、湖泊类、水景类、景观湿地类。具体对比如表1所示。
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 4.2 水质指标项目
  美国、澳大利亚、日本、欧盟和以色列这些国家的水再用指南或水再用水质标准都含有pH、浊度、余氯、微生物这几项基本指标,日本标准中没有BOD5但含有色度指标;欧盟和以色列的水质标准中还含有COD、氮磷营养盐、阴离子表面活性剂以及一些毒理学指标;美国、澳大利亚、日本均没对化学毒理学指标做硬性规定;新兴污染物方面,目前只有欧盟的水质标准中包含了内分泌活性物质、制药(卡马西平、X射线造影剂,磺胺甲恶唑)指标,给出了建议值。本标准在参考这些国家再生水水质指标的同时,更多地考虑到标准的目标定位、我国区域特征、我国再生水景观环境利用的用水对象的实际情况、我国再生水处理工艺技术与经济成本、我国新兴微量污染物研究现状等,水质指标也包含了pH、BOD5、浊度、色度、粪大肠菌群、余氯、氨氮、总磷、总氮这些基本指标,没有对化学毒理学指标和新兴微量污染物指标做专门规定,鼓励制定地方标准。具体对比见表2。
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 4.3 水质指标标准值
  本标准考虑到我国再生水利用现状、再生水处理工艺技术与经济成本等,与这些国家相关标准相比,在景观环境用水相同用途上,BOD5、微生物指标、色度以及表征悬浮物质含量的指标,其指标限值总体上更严格;表征富营养化指标的氮、磷只有欧盟和以色列的相关标准中有规定,氨氮指标较欧盟、以色列的要宽松些,总氮较以色列的也要宽松些,总磷指标与欧盟的相比,要相对严格些,较以色列的要宽松些。
  5 结语
  《城市污水再生利用 景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)的修订贯彻和响应了国家现行政策,符合新形势下的发展需求,标准的目标定位符合我国国情,标准主要技术内容在考虑与国际接轨的同时,充分考虑我国国情,标准纳进了10多年现行标准实施积累的实践经验和科研成果,标准更具有适用性、实用性和先进性;标准的核心技术内容景观环境用水分类及不同类别用水对应的水质指标及其标准限值,与美国、日本、澳大利亚、欧盟等国外先进标准相比,其水平并不低,接近或相同。标准的发布实施,对大力推进生态文明建设、促进水资源可持续利用与保护、推动城市污水资源化利用和污染物减排、进一步提升城乡人居环境和水生态环境质量,具有积极的重要作用。
  原文标题:谈《城市污水再生利用 景观环境用水水质》国家标准的修订;作者:郭兴芳、郑兴灿、申世峰、熊会斌、顾淼、孙永利、李劢;作者单位:中国市政工程华北设计研究总院有限公司。刊登在《给水排水》2020年第1期。
  来源:给水排水