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建立我国预处理法规和标准体系的对策研究
 
慧聪网   2005年5月30日13时52分   信息来源:中国环境标准网    

    1.我国城市污水处理现状分析

    我国是一个水资源匮乏的国家,人均水资源占有量仅为2200m3,是世界人均占有量的1/4,而且在时空分布上极不均匀。自20世纪80年代以来,人口膨胀,工业的迅猛发展使水体严重污染,加剧了我国水资源的短缺。2002年,全国工业和城镇废水排放总量为439.5亿m3[1],其中未经处理直接排放水量为300亿m3。目前城市污水处理率仅为18.6 %,全国城市污水二级处理率仅为9%-10%[2]。这造成全国各类水体82%以上的河段受到污染,其中七大水系劣V类水质占40.9%。全国约400个城市缺水,正常年份缺水达50亿m3,预计2030年缺水量将达400亿~500亿m3[3]。为解决城市缺水问题,对城市污水进行收集和处理,减轻水体污染程度,改善生态环境,是一条必由之路。

    按《国家环境保护“十五”规划》规定:所有城市都要建设生活污水处理设施,到2005年,城市生活污水集中处理率达到45%,50万人口以上的城市要达到60%。因此,如何明确向城市污水收集系统排放废水的单位与收集系统拥有者、污水处理厂所有者、运营者之间的经济和法律关系?如何保证这些城市集中污水收集和处理系统的正常运行?如何对其进行有效的管理?如何提高污水资源化利用水平?这一系列问题迫切需要得到解决。

    1.1城市污水处理系统技术特点

    国家发展与改革委员会《城市污水集中处理设施应包括收集、接纳、输送、处理、处置及利用城市污水设施》(发改办价格【2004】93号)规定:“城市污水集中处理设施”或“城市污水处理工程”是指收集、接纳、输送、处理、处置及利用城市污水的设施总称。由此可知,城市污水集中处理设施包 括两大部分:收集系统和污水处理厂。

    城市污水收集系统是指汇集和输送城市污水、雨水的管道、沟(河)渠、泵站等设施所形成的网络系统。其主要功能在于从家庭、商业建筑和工厂收集废水,通过管道等输送到城市污水处理厂。

    城市污水处理厂的典型处理工艺包括初级处理和二级处理。初级处理包括过滤和沉淀,其目的在于去除大块固体物(如碎布和碎片)和较小的无机颗粒物。二级处理则采用微生物消耗能降解有机物的方法去除有机污染物。常用的二级处理技术有活性污泥法、氧化沟法、SBR法等技术。此外,为满足排放要求,污水处理厂还可采用二级强化处理工艺进行除磷脱氮,典型工艺有A/O、A/A/O和氧化沟等技术。

    经处理厂处理后的废水排放到环境受纳水体或用于农业灌溉。初级处理和二级处理都会产生一定量的固体废物,即污泥。如果污泥符合相关要求,则可作为肥料和土壤添加剂加以利用,或者运送到填埋场进行填埋,或者在专门的污泥焚烧炉内进行焚烧,然后将其灰烬填埋。

    由城市污水处理厂的工艺特点,决定了其只能有效地处理典型生活废物或生物可降解的污染物。这些污染物通常称为“常规污染物”(conventional pollutants),指标见表l。常规污染物不仅是生活污水的主要污染物,也是二级污水处理厂所能保证处理的污染物。

表 1 常规污染物

    1.2工业排放对城市污水处理系统造成的影响

    污水的集中处理无疑是经济有效的处理方式,因此大部分工业用户都乐意向污水处理厂排放其工艺废水。对我国目前运行的70多个城市污水处理厂运行状况进行调查,可以发现:我国现有污水处理厂,接纳工业废水排放现象已经非常普遍。对于部分污水处理厂,在废水处理总量中工业废水占有率相当高,有的甚至达到了80%,见下图。

图 1. 我国部分较大规模污水厂接纳工业废水水量所占比例

    这些污水处理厂所接纳的废水成分复杂,既含有一般居民生活污水,也有来源于印染、化工、制革、电镀等行业的工业废水。由于城市污水处理厂普遍采用初级或二级处理技术,对废水中含有的非常规污染物和有毒工业废物不能够进行有效的去除。加之,目前由于没有相关的预处理法规和标准 对排放到污水处理厂的企业进行约束,造成企业偷排和漏排现象存在,这些将导致极为严重的问题。这些问题,归纳起来有如下几点:

    1.2.1影响废水收集系统的正常运行

    一些工业用户向下水道排放的挥发性有机物,如甲醛、乙醚等溶剂,这些有机物会聚集在下水道顶部,增加爆炸的可能性,造成重大破坏。例如,1981年美国路易斯维尔市发生一起管道爆炸事故,该事故是由于某化工厂向下水道排放己烷造成的。 该爆炸摧毁了约1.5 km的下水管道,造成2000万美元的损失[4]。在我国,近年来也有类似的下水道爆炸事故的报道。此外,一些工业排放可能含有酸性物质,造成下水管道的严重腐蚀,黏稠液体的排放可能导致堵塞管道;有毒有机物的排放还可能导致散发有毒气体。例如,电镀废水中含有氰化物和酸性物质,相互反应会生成剧毒氰化氢气体,皮革工业排放的硫化物与酸反应会生成硫化氢。这些有毒气体会严重危及管道操作员的人身安全。当然城市居民也有可能排放上述这些物质,但无论从排放流量和浓度,都远不能与工业排放相比。

    1.2.2对城市污水处理厂的正常运行产生“干扰”

    由污水处理厂的工艺特点决定了进水水质的好坏是污水处理厂运行好坏的关键因素之一。进水水质不符合要求,不但难以达到预期的处理效果,严重时甚至可能造成处理系统的崩溃。工业排放是导致进水水质变化的关键因素。例如,来源于工业排放的铬,能抑制好氧消化微生物的繁殖,干扰污泥处理,并且产生的含铬污泥是危险废物,必须进行特别的处置。调查数据表明,目前我国虽已建成并投入运行的城市污水处理厂187座。设计能力达1050万m3/d(其中二级生化处理能力约为750万m3/d)。但是,由于进水水质等原因,污水处理厂污水处理量低于设计能力20%以上的情况普遍,甚至有较大比例的污水处理厂处于半开半停的局面。

    1.2.3工业排放导致城市污水处理厂出水达不到要求由于一些工业废水中含有大量二级处理系统无法降解或处理的污染物,这些污染物往往未经任何转化或降解就穿过污水处理厂,直接排入环境水体。

    1.2.4影响污泥被回收和再利用的机会

    未被污染的污泥可作为农用肥料和土壤添加剂,从而提高土地产量。但是,进入污水处理厂的工业废水中含有一定量的有毒污染物时,这些有毒污染物便可能会在污水处理过程中沉降到污泥中,使污泥受到污染。一旦污泥被污染,不但污泥原可作为肥料和土壤添加剂的用途无法实现,而且为了处置这些有毒污泥,增加了额外的处理和处置成本。

    1.3城市污水处理系统面临的其他问题

    当然。接纳工业废水不是造成城市污水处理系统运行问题的唯一原因。其他如建设资金的短缺、运行经费不到位、污水处理行业的运行机制以及监控体制不健全等问题也困扰城市污水处理系统的正常运行。

    2.我国城市污水处理相关法规和标准现状分析

    2.1我国相关法律和法规

    《中华人民共和国水污染防治法》(1996年5月修正)第19条规定了:“城市污水应当进行集中处理,城市污水集中处理设施按照国家规定向排污者提供污水处理的有偿服务,收取污水处理费用,以保证污水集中处理设施的正常运行。”该条款虽对城市污水处理规定了有偿服务并收取收费要求,但并不能保证污水集中处理设施能够正常运行。首先,我们知道,影响城市污水集中处理设施的排放水质的因素是多方面的,如处理工艺、管理水平、资金、进水水质等。资金保证只是其中的一个条件,其他因素如进水水质、管理等也直接影响污水集中处理设施的正常运行,其次,按目前城市污水处理厂的工艺水平,单位水量处理成本为0.55~0.80元/m3,单位水量运营费0.35-0.55元/m3[5]大多数城市的污水处理费用只能在自来水费中“搭车”收取,这部分费用相对较低,很难维持污水处理厂正常运行。

    在《中华人民共和国水污染防治法实施细则》上也有相关污水处理集中处理设施的规定,如第15条中规定:“城市污水集中处理设施出水水质,按照国家规定的或者地方规定的污染物排放标准执行。城市污水集中处理的营运单位,应当对城市污水集中处理设施的出水水质负责”。

    该《实施细则》仅规定了城市污水集中处理单位应对其处理完后的排放的水质负责。如前面所述,污水处理厂进水水质好坏直接影响到其处理效果和出水水质。而工业废水的排放直接决定了污水处理厂进水水质的好坏。城市污水处理厂的工艺特点决定了其只能对常规污染物进行处理,如果工业用户排放含有难降解物质或有毒有害物质到污水集中处理系统,将影响污水处理系统的正常运行和出水水质。因此要保证污水处理厂出水水质达标,必须对进入污水管网的工业用户的排放进行控制。而《实施细则》缺乏对工业用户的间接排放的相关要求。

    2.2我国现有的相关标准

    2.2.1污水排入城市下水道水质标准CJ 3082—1999

    国家建设部1999年制订了《污水排入城市下水道水质标准CJ 3082—1999》。该标准规定了排入城市下水道污水中35种有害物质的最高允许浓度,该标准适用于向城市下水道排放污水的排水户。该标准分为一般规定和特别指标限值。标准主要目的在于保证下水道污水污染物水平不能超过一定的浓度或限值。这些规定对于保障城市污水收集系统的正常运行是积极的,但该标准也存在不少问题。

    (1)该标准将排入下水道的污染源简单的归为一类——即“排水户”,未能将生活污水和工业废水区分开来。由于绝大部分生活污水中污染物为常规污染物,因此城市污水处理厂在正常运转状况下,是完全有能力去除这些污染物的。此外,由于生活污水的分散性,对其排放进行控制或限制,既没有必要,也不现实。实际上,对城市污水处理设施造成问题的是工业(包括特殊商业,如餐饮业的油脂排放)排放,对其应着重加以进行控制。

    (2)对排放到下水道的“排放户”规定了统一的污染物限值,没有考虑到各个工业排放的行业特殊性。由于各个行业原料、工艺条件、污水处理技术、管理水平以及经济条件等有所不同,对于相同的污染物,即使采用行业内最先进的污染物处理技术,对于不同的行业,其排放水平也是不一样的。因此,如果不分行业,都采用相同的标准限值,既不现实又有失公平合理的原则。此外,由于不分行业统一规定了污染物排放限值,这就造成了与某些现行的行业排放标准相矛盾的问题。例如,对于合成氨工业,按照国家标准GB 13458—2001《合成氨工业水污染物排放标准》表l规定,大型尿素生产用户,氨氮指标的一级排放水平为不超过 60m/L,二级水平为不超过100mg/L,新建用户最高也不得超过40mg/L。但是根据《污水排入城市下水道水质标准》表l规定,排入下水道的氨氮指标不能超过25.0mg/L(如果有城市污水处理厂,则不得超过35.0 mg/L),比GB 13458—2001规定的要严。 对于氨氮工业用户,即使达到了排放标准规定的排放要求。

    (3)其法律地位与效力问题。我国现行法规体系并未明确授权建设部门制定控制工业企业预处理标准,对工业污染控制应当是环保部门的职责。

    2.2.2城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918—2002

    该标准为国家环保总局批准发布,规定了城镇污水处理厂的出水和污泥处置(控制)污染物限值。根据污染物的来源和性质,将污染物控制项目分为基本控制项目和选择控制项目两类。基本控制项目既包括常规污染物,还包括部分一类污染物;选择控制项目包括对环境有较长期影响或毒性较大的43种污染物。此外,除了分年限规定城镇污水处理厂出水指标外,还对废气和污泥中污染物进行了控制。这些规定对于加强我国城镇污水处理厂污染物的排放控制和污水资源化利用,促进城镇污水处理厂的运行管理,无疑具有非常积极的作用。但从初步实施这段时间来看,该标准还存在一些问题。

    (1)对城镇污水处理厂制订这样的“排放标准”是否恰当,是值得深思的。城镇污水处理厂出水与一般的工业企业或商业的排放性质完全不同。城镇污水处理厂是污水处理设施,显然从环境科学上可以将其看作点源,但不是法律意义上的污染源。城镇污水处理,一出水达不到要求的原因可能是进水有问题,也可能是污水处理厂运行有问题。对于前者,需要对工业用户制订预处理标准;对于后者,需要制订污水处理厂运行性能控制标准。因此,制订城镇污水处理厂环境标准的目的,应当是确保污水处理厂的正常运行,排除因污水处理厂运行不良而造成对环境水体的破坏,应当是一种运行性能标准,而不是排放标准。

    (2)在未对进水进行控制的前提下,对污水处理厂出水采用种类繁多的非常规污染物指标是不切实际的。污水处理厂多采用二级处理,即使采用了强化二级处理,也只能去除氮、磷等污染物,而对于其他非常规污染物或有毒工业污染物,是没有能力去除的,至少是无法保证去除的。因此这些指标对于衡量污水处理厂运行性能,是没有意义的。实际上,要衡量污水处理厂的正常运行,选择常规污染物作为出水指标即可。研究国外标准也证明了这一点。例如,美国二级处理法规中仅仅选择了BOD5、SS和pH值三项指标对污水处理厂出水进行限制[6]

    (3)从发布时机来看,比较超前,造成污水处理厂达标困难。因为,目前还未制订相关的预处理标准,还无法有效地从源头上控制进水水质,污水处理厂实际运行是很难达标的。此外,过于严格的标准也迫使某些污水处理厂采用某些我们不愿意看到的方式(如稀释)而勉强达标。

    实际上,我们接到地方的电话,反映该标准不好执行,主要是已建成的处理厂在技术上没有采用二级处理,根本无法达标。而这些污水处理厂都是市政府甚至是国家环保部门批准建设的。该标准发布后,总局未发布过渡措施,没有提出贯彻该标准的指导意见,使地方当局很为难。

    2.2.3其他水污染(直接)排放标准

    首先,现行的行业排放标准(包括《污水综合排放标准》)、地方排放标准,都未对排放到污水处理厂的污染物进行限制。这些排放标准制订的时候,都未考虑到工业排放会对污水处理厂运行造成 麻烦。因此,直接采用这些标准作为排入污水处理厂的工业废水控制标准是不适宜的。

    例如,磷酸盐工业的排放问题,由于GB8978—1996《污水综合排放标准》中对磷酸盐(即总磷)没有规定三级标准值,因此国家环境保护总局《关于排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水执行总磷标准问题的复函》(环函【2001】237号)规定 “对排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水的总磷排放不作要求。”但实际上过量的总磷对污水处理厂的运行是有一定“干扰”作用的。又如,前面提到的《合成氨工业水污染物排放标准》排放的问题,氨氮的排放限值可能会与满足污水处理厂正常运行要求的排放要求有差距。

    另一方面,对于现行的许多行业排放标准,都对常规污染物规定了限值。但城市二级污水处理厂是完全有能力处理这些污染物的。对于工业向污水集中处理设施排放,如果还按原来的排放标准执行,势必造成不必要的过度处理和浪费。

    因此,对排放到城市污水集中处理设施的工业废水不能按照现行的行业污水(直接)排放标准来进行控制。

    另外,有关部门发布了污水处理产业化的意见,在此不再赘述。

    3. 建立我国预处理法制和管理体系的对策建议

    3.1建立一套完整的法律、法规体系

    建立一套完整的法律、法规体系对工业污染源间接排放进行控制和管理,在法律和法规层次上对城市污水处理设施的正常运行提供制度,资金,技术和人员上的保障。为此,建议:

    (1)对《水污染防治法》进行修订,增加有关预处理方面的内容。

    (2)应尽快研究制定《城市集中污水处理设施管理条例》,为水污染控制占有“半壁江山”的城市污水处理系统的建设、运行和管理提供依据,其战略意义远远超过制订几项排放标准。该条例应当由环保部门会同建设部门联合起草。通过这些相关法律、法规的修订和制定,系统地确立城市集中污水处理系统、地方政府、环境保护机构、工业用户和公众等相关方在法律、技术和经济等方面的责任。

    (3)对污水处理系统一定的授权,实行以污水处理厂或地方污水管理委员会为核心的管理制度,使之能有效地监督和管理工业用户的排放。

    (4)建立以环保机构为核心的监督机制,对污水处理厂运行和管理进行监督。通过公众和舆论的力量,促使工业用户达标和污水处理系统的正常运行。

    3.2建立我国的预处理标准体系并修订部分排放标准

    实际上,在《国务院环境保护委员会关于防治水污染技术政策的规定》和《城市污水处理及污染防治技术政策》都涉及预处理标准的制订。如在《关于防治水污染技术政策的规定》第l9条规定“……工业废水排人城市管网之前,都应进行必要的预处理,使其水质符合城市排水管网的排放标准,以保证城市排水管网系统的安全运行和提高处理厂的处理效率”。而《城市污水处理及污染防治技术政策》第2.2条也规定了“……达标排放的工业废水应纳入城市污水收集系统并与生活污水合并处理。对排入城市污水收集系统的工业废水应严格控制重金属、有毒有害物质。并在厂内进行预处理,使其达到国家和行业规定的排放标准”。

    (1)制订预处理标准时,应将城市废水收集系统和污水处理厂作为一个整体来考虑。不仅要考虑工业排放对城市污水处理厂的影响,还要考虑到其对管网的影响。

    (2)必须制订行业预处理标准。在标准制订过程中,应考虑原料、工艺特点、管理水平、工厂规模和新旧、设备年龄和污水排放特性等因素。并且,行业预处理标准,也应按现有源和新源的不同,区别对待。

    (3)预处理标准的控制指标的选择。一般来说,常规污染物不宜作为预处理标准指标。因为对于COD、SS等常规污染物,城市二级污水处理厂在正常运行条件下,有能力对其进行有效的去除。而对于非常规的污染物或有毒污染物的限值,可以参考行业排放标准限值和国外相关的预处理标准,确定其限值。这些限值不仅符合国家污染物总量控制要求,而且应当以保证管网和污水处理厂的正常运行为前提。

    (4)应鼓励制订符合规定的地方预处理标准。城市污水处理系统可以根据本地的特殊情况,如污水处理厂运行特点和工业用户的排放特性,对工业排放制订和实施特殊限值,以保证污水处理系统的正常运行。

    参考文献

    1.国家环境保护总局.2002年中国环境状况公报,环境保护,2003(7)

    2.孙振世.我国城市污水处理厂运行状况及加强监管对策.中国环境管理,2003,22(5)

    3.叶雯,刘美南.我国城市污水再生利用的现状与对策.中国给水排水,2002(12)

    4. U.S.A.EPA Introduction to the National Pretreotment Program,Feb.1999.ChapterOne.

    5.黎永育.我国城市污水处理厂转制的必要性.中国给水排水,2002(8)

    6.Title40 CFR §133 SecondaryTreatmentRegulation

(《环境保护》2004年第5期第23~27页)

 
作者:郑晓宇 周杨胜 
 
 
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