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地面水环境质量标准与排放标准关系之争论何时休

2018-11-22 10:28:51

大概近十年以来,行业人士在不同场合不同媒介,都或多或少听到一些专家关于“地面水环境质量标准”与“排放标准”关系(下文用“两标准”)的讨论,到2014-2015年,这方面的讨论和观点之争,已经发展到了截然相反的两种对立性观点或争论。争论的焦点就是集中在污水厂排放标准要到底是否应该与地面水环境质量标准相接轨的问题;其次是,有水处理领域专家对地面水环境质量标准指标合理性的质疑。两标准之争看似是学术、技术层面的问题,然笔者认为,此争论事关未来相关水质标准制定的大原则问题,更事关未来水环境及行业发展的导向性问题!

一、市政污水处理领域专家及相关人士对【排放标准要与地面水环境质量标准接轨】方面的表述

建议或者呼吁“排放标准要与地面水环境质量标准接轨”的代表专家是中国人民大学王洪臣教授,产业界代表性观点来自北京碧水源总经理戴日成。实际上,王教授对地面水环境质量标准与排放标准之间的矛盾问题,大概在2005年前就发出了质疑的声音。

1,目前可以公开查阅到的关于污水厂处理标准与水环境质量标准之间关系的早论述,应该是中国人民大学王洪臣教授2007年接受中国水网采访时谈到“现代污水厂”方面的表述:“在缺水地区,污水处理厂建设的重点必须瞄准完全的高品质的再生利用。王洪臣认为,目前再生水的水质标准太低,仅是已经丧失水功能的劣五类水。

应该将地表水水环境质量标准作为设计标准来考虑。”。《人民日报海外版》(2010年07月03日第03版)刊发了“循环利用:破解水危机”一文,中国人民大学王洪臣教授谈到未来中国水环境问题时,强调了构建现代排水系统的重要性和举措,同时进一步表述:"北京总投资约80亿元人民币,对全部污水处理厂进行深度或超深度改造,使出水水质基本达到地表水环境质量Ⅳ类标准̷"。在2011年王洪臣教授接受中国水网采访时,他谈到“我国水质标准体系建设存在的一些问题:我国水质标准体系建设的目的和依据不够明确;我国水质标准体系法律效力模糊;我国水质标准限值不能做到宽严相济“等。

但是王教授同时也强调“̷水质标准体系的制定过程中,尤其需要注重水环境质量标准、用水标准、水污染物排放标准相互衔接。”.在2013年4月,中国人民大学环境学院副院长王洪臣在接受早报记者采访时提议,针对极度缺水地区,将城镇污水排放标准提高到一级A标准以上,水污染物排放标准应和水环境质量标准逐步接轨.

2,国内的MBR供应商碧水源总经理戴日成认为,中国湖泊治理不成功的原因,一方面是标准滞后,管理和执行不到位;另一方面从治污理念上看,中国治污的目标不明确。他建议,水污染治理应朝着四类水的方向走,如果只达到一级A,只能缓解污染程度,抑制不了恶化的趋势。

3,中国市政工程华北设计研究总院总工程师郑兴2015年在《环保产业》杂志上正式撰文,阐述了一级A标准的演变,及旗帜鲜明地对排放标准向地面水环境质量标准方向发展进行了否定:“十一五”以来,随着污水排放标准的提高,深度处理已经大量应用于城镇污水处理厂的一级A提标改造或新建(扩建)工程,将其作为出水达标的把关工艺单元,但早先设置一级A排放标准的初衷是提出再生水的基本水质要求,后来将其直接转变为排放标准并不太合适,部分水质指标及限值需要做比较大的重新调整,特别是粪大肠杆菌以及总氮、总磷标值指。

城市污水的再生处理十分重要,但目前一些地方排放标准的水质指标及限值,有朝着地表水水质标准机械靠拢的趋势,这是一种不科学的错误导向。一方面,现行的地表水水质标准本身存在明显的缺陷,另一方面,混淆了排放标准与接纳水体的水质目标(标准)之间应有的界限与区别。例如,过度强调出水COD达到30mg/L,甚至20mg/L的水平,是没有必要的,容易造成明显的浪费;而 TP0.3mg/L的所谓IV类水标准,其实仅仅适合于流动性良好的河流,对于基本没有流速或流速缓慢的城市水体,特别是再生水为主要或补水的情况,TP至少应该低于0.1mg/L,低于0.05mg/L的水平。

二、市政污水处理领域专家对【地面水环境质量标准】存在缺欠及指标自身矛盾方面的表述

关于GB3838-2002国家标准地面水环境质量标准的质疑,中国市政工程华北设计研究总院总工程师郑兴灿2008年在《建设科技》撰文,指出:“制订 GBl8918-2002标准的重要基础和依据之一是国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)。但GB3838-2002中有关氮、磷的指标在逻辑上相当混乱,尤其是总氮指标值。

一般情况下,总氮包含有机氮、氨氮和硝态氮这3个组分,而且有机氮基本上都是可以氨化的,其中有机氮和氨氮的总和为凯氏氮(KTN),硝态氮则包含硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。但在GB3838-2002中,总氮、氨氮和硝酸盐氮的标准值之间找不到上述平衡关系”。郑兴灿在2010年撰文《重点流域城镇污水处理厂执行一级A标准的问题讨论》(全国城镇污水处理厂除磷脱氮及深度处理技术交流大会论文集),明确表述:“《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)本身存在的明显缺陷。”

三、“地面水环境质量标准”制定者对市政污水领域专家们意见的正式回应

针对市政污水处理领域专家对《地表水环境质量标准》的质疑,多年以来该标准的编制单位或者编制人一直没有正式回应。但是当环保部公布 GB18918-2002修订稿征求意见时,受“特别排放限值”高等级指标大讨论事件影响,“两标准”关系及相关的争论再一次被提了出来。也是这次机会,《地表水环境质量标准》的主编映入市政污水处理行业专家们的眼帘。

中国环境科学研究院原副院长总工程师夏青,1978年起,开拓了中国水环境容量、污染物总量控制研究,是环境规划、环境标准、环境标志领域的专家。主持了长江、黄河等五大流域水污染防治规划;担任了淮河、太湖、南水北调东线治污规划技术总负责;参与了1988、1999、2002年国家地表水环境质量标准的编制和修订。2016年1月夏青正式在【水进展】微信专家群公开回应市政污水处理领域专家对“地面水环境质量标准”与“排放标准”关系问题的争论。

1,关于两标准是否应该接轨问题的意见:以下是夏青先生的文字答复:题目“排放标准不能对地方环境质量负全责”:污水处理界的一些专家提出污水处理厂应和地面水标准四类接口,2013年就有报道,这也许是城镇污水处理厂国家排放标准与地面水标准接轨的早意见,但这一观点是不可取的。

,地方政府对环境质量负全责:不是排放标准负全责,因为政府不仅要监督污水处理厂运行,还要优化组织区域内的容量资源分配,技术经济投入分配,才能保证质量达标。南水北调东线治污,全部污水达一级B之后,山东南四湖是毎条河加人工湿地,江苏徐州是把进入安嶶的污水处理厂出水调至172公里外的盐城入海。这才实现了东线治、截、导、用、保五字方针,排放标准不负全责。政府手中除了国家标准,还有地方标准,规划和项目环评,治污规划,排污许可证、总量控制等多种手段以及多种监管措施来确保环境质量。

第二,水质规划理论教会我们:为了保证水质达标,先要有水资源规划,后才有流域、区域、设施三级规划,要建立污染源排放与水质的输入响应关系,用数学优化的方法,合理组织污染源排放。徳国鲁尔区,爱姆舍河做为纳污河道,不上污水处理厂,至入莱茵河按新保护标准建污水处理厂。同样在莱茵河,保障荷兰饮水安全,不是提高河水水质到饮用水标准,而是上游各国为荷兰修建深度处理给水厂。

有关择段排放、负荷分配、季节控制、生态流量、费用优化等可选择的方案都是水质规划教会我们,看看美国七百多污水厂用概率稀释模型指导处理厂符合水文节律运行,利物浦处理厂涨潮运行,退潮不运行,都是在利用环境容量,节约能耗,我们的一刀切就过于粗放了。

第三,标准体系有职责定位:中国两类两级环境质量标准体系对体系组成标准各有要求。美国没有全国统一的水质标准,由各卅颁布标准。中国在学习美国之前,暂用五类功能适应千差万别的地域差异。排放标准则强调排污去向,按进入不同功能区,制定有达标技术的宽严不同的排放标准限值。污水处理厂进入受纳水域的出口,划有混合区,混合区内不执行排放标准和质量标准。

没有处理厂出水就达地表水标准的执行标准水域。也许王洪臣、戴日成等专家会说,没有混合区怎么办?稀释水量不夠怎么办?我说那就更得靠水质规划进行多方案优化,而不是处理厂提标一条路。如碧水源运行的十堰神定河污水处理厂,出水后政府组织接口方案,进一步用人工湿地、人工快渗深度处理,也仅COD、氨氮达四类水标准。

第四,企业社会责任有更高要求:提出达地面水的专家有来自企业的,更应理解简单提高排放限值,更多地用能耗换取污染物削减,不符合低碳发展、绿色发展、循环发展的总目标。王洪臣专家等提出的概念性污水厂是好方向,国家和企业当共同推进。还有,真要污水处理厂提标,就再不能在终端卖力,而应在前端源分离下功夫,从粪尿不入污水处理厂开刀,用城乡营养物绿色大循环的战略措施为污水处理厂分担压力。简单压污水处理厂,是鞭打快牛的做法,应期待各部门形成合力,上点有用的措施,把钱用在刀刃上,这也是企业社会责任的努力方向。

表个态,只要有好技术,好方案,更省钱省能地提高污水出水标准,我举双手赞成,但不用接地表水水质标准,混淆两个标准体系,即使24项地面水考核指标都达地表水标准,那也是污水厂再生水,怎么用?还要考虑老百姓的感情因素呢。

2,答复水处理专家对《地表水环境质量标准》中总氮指标的质疑!

在国家城镇污水处理厂新排放标准的爭议中,水处理专家郑兴灿提出了“地表水标准中氮磷指标存在明显的逻辑混乱”,並影响GB18918—2002城镇污水处理厂排放标准制定。看来需要为水质标准正本清源。由于近30年来全国一直执行的三代地表水标准都是我主持编制的,当然更有答疑的责任。

郑兴灿专家的意见是2008年发出的,我问了他,他不知又在此次热议排放标准中被中科博联翻了出来。为答疑清楚,他的意见可以归纳为4点:

1,总氮、氨氮和硝酸盐氮在标准中找不到总氮为各组合之和关系;

2,氨氮和总氮标准值相等,硝态氮限值是否应为0?

3,仅湖库限制总氮,河流不限,湖水来自河流,水质如何保障?

4,河流总磷0.2毫克升,如何保障0.05毫克升标准的湖庫达标。

我认为,以上四点,并不是逻辑混乱所致,而是水处理领域与水质标准领域跨领域交流不夠,造致对水质基准标准系统的误解。

对于水处理专家,工作对象水处理厂是闭合系统,进多少氨氮等氮类污染物,都是总氮组成部分,有个总量,不管氨氮转化为亚硝酸氮,还是再转化为硝酸盐氮,水处理一方面关心这一耗氧过程和氮的形态变化,另一方面,通过对某一时刻,水中总氮总量是氨氮加亚硝酸盐氮、加硝酸盐氮、加有机氮之和,来决定削减总氮的方法。因此,总氮等于各组分之和,概念十分重要。

对于水质标准专家,工作对象江河湖泊水环境系统是开放系统,氮的源和漏是变化的,各种形态的氮源随时进出系统,光合作用、底泥释放、植物生长等都随时改变水质浓度,水质标准不关心氮类浓度场某一时刻的浓度定格,只关心某一种氮类指标对水生态糸统的影响浓度,这就是基准。注意,只有每一单指标的限值规定,因为全世界的基准都是单指标的剂量响曲线为基础。水质标准专家对单项指标安全浓度概念则十分清楚。

这样看来,水处理专家关注氮总量转化过程和结果,水质标准专家关注单项指标安全浓度。两个领域的专家关注目标不同,产生不同的评价方法和思维习惯也是正常的。如果承认两个领域的思维差异,再进一步解释水质标准是怎样制定的,就容易沟通了。

先说氨氮,在1999年之前,以非离子氨和总氨为基准,1999年美国颁佈了氨的基准,以氨氮代替非离子氨和总氨,并给出不同pH和温度下的氨氮基准。由于温度和pH影响氨氮基准可相差10倍以上,V类水体定为2.0,可保护pH在8.1,温度在摄氏30度以下的所有水体的水生生物。硝酸盐氮则为保护人体健康的指标,按美国健康基准10毫克升定标。这两个指标都各自依据保护水生生物和人体健康,不考虑与总氮有组分关係。

再说总氮,在美国 2000年公布营养物特别基准后,重申分区调查用统计值制定标准,把总氮、总磷、叶绿素、透明度四个指标列为富营养化评价指标。我国湖库标准在无分区调查资料为依据的情况下,V类标准2.0,高于韓国的1.5,日本的1.0,美国的1.68,由于没有分区调查数据做依据,单项指标执法根据不充分,我一直建议另定富营养化评价标准,国家水质考评也一直不取总氮,所以反对以此指标值为依据定排放标准限值是有原因的。(这个指标美国只有湖库基准,为0.1至 1.68毫克升。)

关于总磷,由于美国基准和世界各国标准近30年变化不大,我国水质标准,河流V类0.4,湖库0.2,河流lll类 0.2,湖库0.05。由于污水厂除磷技术俱备,对磷指标尚未成热点。只要与总氮等指标一起进入富营养化标准,并分区制定限值,有关营养物指标的管理,则主要是磷对水厂混凝工艺的影响,可在供水保障中提要求。

郑兴灿专家提出的河流标准和湖泊标准不一致的问题是因为水力学條件不一致,传输规律不同,标准有差异是必要的,美国以水力仃留时间30天为江河湖库分界。如何让江河与湖库水质相接?我们一靠环评,二靠治污规划来解决。例如:的引江济巢工程环评,因长江水总氮1.8,若每年30亿方水进巢湖,会造成巢湖全湖总氮超lv类,环境影响预测巢湖富营养化风险較大。

又如:南水北调中线水源地丹江口水庫,除总氮指标,水质为I类至ll类,总氮在lll类以下,原因在于陕西来水白河断面即达1.2,河流无总氮要求,因为饮用水,世界卫生组织无控制总氮要求,但进入湖庫,为保护湖庫生态,防止富营养化,需控制上游来水入庫总氮总量。面对汉江削减总氮任务,财政部、环保部、南水北调办,把十三五治理陕西、湖北面源氮磷污染列为重点,为保北方水源地长治久安,爭取拿出一条江控制总氮的示范。所以,标准虽有分类,各管一段,但流域区域水质问题糸统解决,还要靠环评、规划和监管。

一次交流,不一定把问题都解决,相信只要多交流,两个领域会在融合中为我国水污染防治做出更大贡献。


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