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- 2022-05-12 11:23:29 发布
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农村生活污水处理设施水污染物排放标准(送审稿)编制说明陕西省环境科学研究院二零一八年五月
项目名称:农村生活污水处理设施水污染物排放标准主管部门:陕西省环境保护厅编制单位:陕西省环境科学研究院编制人员:王蜀一、王浩、王睿、马岩、吕亚鹏
目录1项目背景11.1任务来源11.2工作过程11.3农村生活污水处理设施概况22标准制定的必要性52.1农村生活污水问题日益突出52.2国家和中央领导高度重视农村生活污水治理62.3中央和地方农村污水治理度不断加大62.4标准制定对规范农村污水处理的重要指导作用62.5标准制定促进农村生活污水资源化,保证农产品安全和人体健康73标准制定的基本原则和技术路线73.1编制原则73.2技术路线84标准内容的制定依据94.1标准适用范围94.2术语和定义104.3标准分类分级104.4污染物控制指标的选择104.5污染物排放限值的确定及制定依据135主要国家、地区农村污水处理设施发展概况及相关标准175.1与国外标准比较185.2与国内相关标准比较186环境经济效益分析226.1环境(减排)效益226.2经济投入分析227标准实施建议23
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准1项目背景1.1任务来源根据《农村生活污染防治技术政策》(环发[2010]20号)文件,应根据不同地区的农村社会经济发展水平、自然条件及环境承载力等差异,按照因地制宜、循序渐进和分类指导的原则,统筹城乡生活污染防治基础设施建设,推动农村生活污染防治工作。2016年中央1号文件明确要求“采取城镇管网延伸、集中处理和分散处理等多种方式,加快农村生活污水治理和改厕”。2016年国务院发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》要求加快建设美丽宜居乡村,开展生态文明示范村镇建设行动和农村人居环境综合整治行动,对13万个村庄进行农村环境整治,进一步改善农村的人居环境。为贯彻党中央、环保部对全国农村环境保护工作的指示,陕西省被环保部设立为第三批农村环境连片整治示范省,制定《陕西省农村环境连片综合整治示范区环境建设工程技术规范(试行)》,环保部、财政部已将陕西省纳入2015-2016年度和2016-2017年度全国重点饮水工程水源地农村环境综合整治重点省。2016年陕西省加快全省农村人居环境工作的意见陕政发〔2016〕18号,提出实施农村生活污水治理工程。推广低成本、低能耗、少维护、高效率的污水处理技术,分类实施农村生活污水治理。县城和镇周边的村庄污水纳入城镇污水处理体系,离城镇较远且人口较多的村庄,建设村级污水集中处理设施,人口较少的村庄可建设户用污水处理设施。到2020年,全省60%以上的行政村污水得到有效治理,建成4个全国农村生活污水治理示范县(区)、20个省级农村生活污水治理示范县(区)。针对目前陕西省内农村生活污水处理设施水污染物排放由于缺少相应的标准、规范的指导而引起的技术选用不规范、处理效果难以保证、监督管理难以开展等各种问题,为此陕西省环境保护厅设立了《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》项目,由陕西省环境科学研究院承担课题研究工作。该项标准的制订工作已列入《2017年第一批陕西省地方标准制修订计划》(陕质监办发〔2017〕132号)。1.2工作过程(1)准备阶段19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准2017年2月,陕西省环境保护厅提出编制陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准的工作建议,由陕西省环境科学研究院作为技术单位收集相关数据资料,展开基础调研,提出具体的工作计划。陕西省环境保护厅向陕西省质量技术监督局提交了《陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准》申报书。(2)立项阶段2017年3月,由陕西省环境科学研究院组成的项目组编制了《陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准编制思路》,就该项标准制订工作的必要性、思路、方法、主要内容、可能存在的问题以及标准制订的工作进度安排向陕西省环境保护厅进行了汇报。会后,根据省厅领导、专家的有关意见,项目组对编制内容做进一步的修改补充。2017年4月,该项标准的制订工作正式列入《2017年第一批陕西省地方标准制修订计划》(陕质监办发〔2017〕132号)。(3)起草阶段2017年5月,由陕西省环境科学研究院选派业务人员组成标准起草小组,并对标准编制工作做了细致的分工、安排。结合相关科研及标准的编制工作,起草组于2017年7月对陕西省关中地区包括西安市、宝鸡市、咸阳市、铜川市、渭南市、韩城市进行调研,了解2013年至今农村环境综合整治项目中已建成的农村生活污水处理设施运行情况。在地方环保局的协助下,收集陕西省农村生活污水处理设施排污数据,进行系统的统计分析,总结提炼农村生活污水处理设施运行及排污现状。此外,起草组广泛收集分析国内外农村生活污水处理设施相关法律法规、政策、标准,对《地表水环境质量标准》《污水综合排放标准》《城镇污水处理厂污染物排放标准》《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》《汉丹江流域(陕西段)重点行业水污染物排放限值》标准以及其他省市农村生活污水处理设施标准进行比较研究。召开专题研讨会,针对农村生活污水处理设施的管理、重点地区水环境保护等问题广泛咨询专家和相关方面的意见。在上述工作基础上,起草组根据陕西省污染物排放标准制订要求,确定标准的适用范围、控制项目与标准限值、监测要求和标准的实施与监督等内容,起草标准文本和编制说明。1.3农村生活污水处理设施概况随着经济的快速发展,我国农村生活污水的排放量呈逐年上升趋势。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准2010年,第一次全国污染源普查结果表明,农村污染物排放量已经占到了全国总量的50%左右,其中COD、TN、TP排放量分别占总量的43%、57%、67%,而目前农村生活污水的处理率还极低。自2010年以来,我国农村生活污水处理设施的数量以年均1%的速度增长,至2014年底,行政村生活污水处理设施建设率约11.4%。我国农村生活污水处理起步于2000年左右,2008年以后快速增长,国家和各级地方政府不断加大对农村生活污水处理设施的建设和投入。环境保护部、财政部积极推进农村环境综合整治,2008-2015年累计安排314亿元,支持7万多个村庄实施农村环境综合整治,重点治理农村污水垃圾等。到2020年,需新增完成环境综合整治的建制村13万个,农村生活污水处理率将进一步提高。(1)农村生活污水特点农村生活污水是指农村(包括自然村、行政村和未达到建制镇标准的乡村集镇)居民生活活动所产生的污水。主要包括厕所卫生间冲厕、洗涤、洗浴和厨房排水,农村公用设施、旅游接待户、旅馆饭店、家庭农副产品加工及畜禽散养农户等排水,不包括乡镇企业工业废水。按环境保护部《农村生活污水处理项目建设与投资技术指南》(HJ-NCHB-002)农村生活污水排放量应按生活用水量的40%~80%计算。农村生活用水量应结合当地居民的用水现状、生活习惯、经济条件等情况酌情确定。有计量条件的应采用实际计量水量;无计量条件的可参考表1进行估算。表1农村地区居民生活污水量参考值类型生活污水(L/人·d)南方北方村庄(人口≤5000人)45-11035-80村镇(人口5000-30000人)85-16070-125农村生活污水水质因排水类型不同而差异较大,农村生活污水中基本很少含有重金属和有毒有害物质,而有机物和氮磷浓度较高,可生化性一般较好,水质波动较小。实际调查与监测结果表明:厕所污水污染物浓度最高,同时有臭味产生;洗衣第一遍污水和厨房洗刷COD也很高,可高达10000mg/L以上;对TP贡献最大的是厨房的淘米水,其次是含磷洗衣洗涤水;而洗浴、洗澡水相对较干净,各项指标值都较低。农村生活污水综合排放后的具体水质情况宜根据实地调查结果确定,住房和城乡建设部《农村生活污水处理技术指南(试行)》,可参考其取值范围,见表2。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准表2我国农村生活污水水质范围参考表单位:mg/L区域pHSSCODBOD5NH4+-NTP东北地区6.5-8.0150-200200-450200-30020-902.0-6.5华北地区6.5-8.0100-200200-450200-30020-902.0-6.5西北地区6.5-8.5100-300100-40050-30030-501.0-6.0西南地区6.5-8.0150-200150-400100-15020-502.0-6.0中南地区6.5-8.5100-200100-30060-15020-802.0-7.0东南地区6.5-8.5100-200150-45070-30020-501.5-6.0(2)农村生活污水处理工艺农村生活污水处理基本工艺按处理单元组成来划分,一般可分为一级、二级和三级处理。一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,如格栅、沉砂,隔油等。格栅和隔油池等主要用于去除部分SS和油脂,处理后污水达不到排放标准。二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质,如水解酸化法、传统的活性污泥法、生物接触氧化法等,可使污水中有机污染物达到一定的排放标准。三级处理,在二级处理的基础上对污水进行迸一步处理以去除残余有机物、氮、磷等污染物。常用工艺主要是自然净化处理,如人工湿地、稳定塘、好氧生物处理等。如表3所示:表3农村生活污水治理参照工艺流程第一阶段第二阶段第三阶段常用工艺格栅、沉淀池等,现有合格的三格式化粪池可作为本阶段处理单元。常用工艺接触氧化、生物滤池、氧化沼气池、人工湿地等。常用工艺针对水源保护区,采用人工湿地等生物脱氮除磷技术。处理效果去除悬浮颗粒物(SS)和部分BOD5处理效果大幅度去除污水中呈胶体和溶解态的有机污染物质(以BOD5处理效果19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准和COD物质为主)进一步去除第二阶段未能降解的有机物和氮、磷等能够导致水体富营养化的可溶性有机物。根据环境保护部2008~2013年农村环境综合整治基础信息调查统计结果,2008年以来我国农村环境综合整治项目中主要应用的技术包括活性污泥法、生物接触氧化法、氧化沟法、膜生物反应器(MBR)法、人工湿地技术,以及其他小型一体化污水处理装置。对于集中式处理设施而言,当前我国应用最为广泛的是活性污泥法、生物接触氧化法、氧化沟法以及MBR法,从设施应用数量来看,采用活性污泥法的接近60%,采用生物接触氧化的占30%以上。从地域上来看,我国西北地区应用最为广泛的是生物接触氧化法,其次是活性污泥法;其他地区应用量最大的是活性污泥法,其次是生物接触氧化法,其余技术应用相对较少。对于分散式处理设施而言,全国接近一半设施应用小型人工湿地技术,四分之一以上设施属于小型一体化污水处理装置,另有少量稳定塘、土地处理和净化沼气池。目前,我国农村缺乏相应的生活污水排放标准和污水处理设施的长效运行管理机制,农村生活污水排放标准采用的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)、《污水综合排放标准》(GB8978)等。而GB18918、GB8978制定的主要依据是大、中城市的水环境状况和经济技术情况。近年来的实践表明,与城市相比,农村生活污水的处理存在以下特征:(1)由于农村经济基础相对较薄弱,用于水污染控制的经费不多;(2)技术力量薄弱,缺少相关行业的设计、施工和运行管理人员;(3)配套基础设施较差,没有相应的检测设施和监测人员;(4)单个污水处理设施规模较小,耐冲击负荷能力弱,设施总量巨大,运行和监管难度较大。可见,由于农村生活污水的污染特征、技术经济条件与城镇不同,利用的污水处理工艺也存在很大差别,强行要求农村生活污水执行城镇排放标准,结果往往很难达到预期效果。2标准制定的必要性2.1农村生活污水问题日益突出19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准如今,随着社会主义新农村建设的加快和农民生活水平的提高,以及人口的增多,农舍住宅逐渐朝着村镇化、集中化发展,百家千户所产生的的生活污水总量颇为可观,生活污水中所含有的有机污染物和无机污染物种类与浓度也在增加,其五日生化需氧量在200~400毫克/升。但农村大多数公共设施比较落后,治理资金短缺和农村住户对水环境保护意识的淡薄,使大量生活污水以及畜禽养殖污水、家庭作坊式小型企业污水、部分农田灌溉污水等没有经过任何处理便直接排放到池塘、沟渠、湖泊、水库、江河中,污染地域广,农村污水乱排放现象既破坏了自身环境又污染了流经的河流。目前,我国农村水环境污染已相当严重,若不及时的采取有效的治理措施,在以后进行治理时就需要投入更多的资金,而且还会使一些有效的用水方案失去效用。此外,长期的乱排放对农村地区的水域造成不可估量的危害,从而影响地下水、饮用水,也对人体健康造成危害。据我国有关部门调查统计,我国由于农村水环境受到不同程度的污染,使得淡水资源出现更加匮乏的现象:全国每年缺水300多亿立方米,广大农村和牧区约有5800多万人和数千万头牲畜发生饮水困难。2.2国家和中央领导高度重视农村生活污水治理习近平总书记:“解决好厕所问题在新农村建设中具有标志性意义,要因地制宜做好厕所下水管道网建设和农村污水处理,不断提高农民生活质量”。李克强总理:“统筹规划、因地制宜、量力而行、有序推进农村人居环境综合整治,加快美丽乡村建设”。汪洋副总理:要求集中力量解决农村垃圾污水治理和改厕等问题。2.3中央和地方农村污水治理度不断加大环境保护部、财政部积极推进农村环境综合整治。到2020年,新增完成环境综合整治的建制村13万个等。地方政府积极推动:如浙江实施“五水共治”专项工程,山东全面推进农村改厕等。2.4标准制定对规范农村污水处理的重要指导作用(1)现行国家水污染排放标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)和《污水综合排放标准》(GB8978)均缺乏专门针对农村生活污水处理设施水污染物排放指标和限制数据。(2)由于国家层面还没有出台排放标准,造成农村生活污水处理脱离实际,技术工艺选择不当,建设运行成本较高,难以持续。(3)标准的缺失使农村生活污水处理设施设计、施工、评价、验收、监管等方面存在诸多困难。此外,农村污水处理行业存在技术五花八门、质量参差不齐、设备基本性能不达标及存在安全隐患等乱象,亟需逐步建立有效的评估认证机制,引导农村污水处理行业的规模化、产业化与标准化发展。随着农村生活污水治理工作深入推进,农村生活污水处理设施数量必将迅速增加。面对快速增长的处理设施,亟需完善农村生活污水治理的监管体系以提升设施治理效果。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准但由于农村点多面广,情况复杂,与城市相比,农村生活污水的处理存在以下特征:a)由于农村经济基础相对较薄弱,用于水污染控制的经费不多;b)技术力量薄弱,缺少相关行业的设计、施工和运行管理人员;c)配套基础设施较差,没有相应的检测设施和检测人员;d)单个污水处理设施规模较小,但设施总量巨大,运行和监管难度较大。鉴于农村生活污水的污染特征、技术经济条件与城镇不同,利用的污水处理工艺也与城镇存在很大差别,因此农村生活污水排放不能盲目套用《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)。基于上述原因,从落实国家政策、改善环境质量、完善农村生活污水治理和监管体系等几方面考虑,十分有必要出台专门针对我省农村污水的排放标准,为农村生活污水排放监管提供技术支撑,为大量建设的农村生活污水治理设施提供设计、施工、评价、验收、运行监管等方面的统一评判标尺。2.5标准制定促进农村生活污水资源化,保证农产品安全和人体健康根据中国环境科学研究院调查结果表明,从农村生活污水的成分上看,其中有毒有害污染物质相对较少。农村生活污水中Pb、Hg等重金属含量较低,未超过《农田灌溉水质标准》(GB5084),我国农村生活污水处理率虽与国外发达国家相比偏低,但有逐年提高趋势。科学研究和生产实践均已表明,农村生活污水经过处理后达到一定标准完全可以作为农业用水的补充水源。如果采取措施使生活污水得到合理利用,不仅减少了浪费,同时还减少了处理费用。资源化利用是对农村生活污水最理想的处理形式,资源化利用无需按照污水的排放标准对农村生活污水进行处理,而是按照相关用途和避免对环境造成影响而将其处理到适宜的程度。根据用途的不同,处理的程度以及对单项污染物的控制指标也可不同。其中农田灌溉所需的水量较大,且对污水的处理程度的要求相对较低,其主要污染物含量与农田灌溉水质标准的要求比较接近,是比较容易实现的资源化利用途径。针对上述情况,我省应对农村生活污水灌溉进行宏观控制和科学标准指导,保障农村生活污水处理后灌溉农田安全,促进农村生活污水资源化,保证农产品安全和人体健康。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准3标准制定的基本原则和技术路线3.1编制原则(1)以人为本,生态优先以人为本:以解决威胁农民身心健康的环境问题为首要工作。以改善农村卫生环境状况,保障农产品安全、保障饮用水安全、保障水体不黑不臭、提升农村环境质量为目标制定本标准。生态优先:通过标准的实施实现农村水环境质量改善、着力治理农村环境“脏、乱、差”现象,促进人居环境的改善,达到村容整洁,利于“美丽乡村”建设。(2)鼓励污水资源化利用原则水资源严重短缺需对污水进行处理和再利用,生活污水的资源化利用是对生活污水最理想的处理形式,适度处理达到一定回用控制标准后更有利于资源化利用。(3)技术经济可行性原则标准制定体现客观性和前瞻性,以当前和未来五年的国内技术水平和经济条件为依托,充分考虑相关技术所能达到的污染控制水平兼顾农村地区的经济承受能力和管理水平。(4)与相关标准配套衔接原则充分考虑与《城镇污水处理厂污染物排放标准》、《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》、《农田灌溉水质标准》、《小城镇污水处理工程建设标准》、《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》、《汉丹江流域(陕西段)重点行业水污染物排放限值》等现行标准相衔接,与相关法律、法规、规划、政策等相衔接。3.2技术路线通过对我省农村生活污水水质、水量、收集状况、排放特征以及我省农村生活污水处理设施运行状况和处理技术的调研,同时参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)、《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》(GB20922)、《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》(DB61/224)以及山西(DB14/726)、宁夏(DB64/T700)、浙江(DB33/973)等地方农村生活污水处理设施排放标准,依据我省政策和法规,制定《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》,并对标准的可操作性和经济合理性进行论证。标准制定的技术路线如图所示。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准标准制定技术路线图4标准内容的制定依据4.1标准适用范围本标准规定了陕西省农村生活污水处理设施的水污染物排放限值和监测要求,以及标准的实施与监督等相关规定。本标准适用于城镇建成区以外地区且设计规模小于1000m319
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准/d的农村生活污水处理设施水污染物排放管理。本标准实施之日起,陕西省农村生活污水处理(设计规模小于1000m3/d)现有设施、新建设施执行本标准。本标准适用于法律允许的污染物排放行为。本标准不适用于混有乡镇工业、家庭式小作坊工业废水的农村污水处理设施的污染物排放管理,也不适用于农村规模化畜禽养殖废水的污染物排放管理,规模化集中养殖畜禽废水不考虑,因为其有专门的标准;混有分散畜禽养殖废水的农村污水的处理排放可参照本标准执行。农村地区机关、学校、乡村旅游接待户、旅店饭馆、农家乐产生的生活污水处理设施水污染物排放可参照执行。4.2术语和定义本标准定义农村生活污水和农村生活污水处理设施四个术语。农村生活污水是指农村(包括自然村、行政村和未达到建制镇标准的乡村集镇)居民生活活动所产生的污水。主要包括厕所卫生间冲厕、洗涤、洗浴和厨房排水等生活排水,农村公用设施、旅游接待户、旅馆饭店、农家乐、家庭农副产品加工及畜禽散养农户等排水,不包括乡镇企业工业废水。农村生活污水处理设施是指对农村生活污水进行集中或分散处理的设备和构(建)筑物的总称。现有设施是指本标准实施之日前建成或环境影响评价文件通过审批的农村生活污水处理设施。新建设施是指本标准实施之日起新建、改建、扩建的农村生活污水处理设施。4.3标准分类分级参考GB18918和GB8978的有关规定,根据农村生活污水排入地表水环境功能和综合利用途径,将农村生活污水处理设施水污染物排放限值分为一级标准、二级标准。排入GB3838规定的地表水Ⅲ类功能水域(划定的保护区和游泳区除外)时,执行一级标准。排入GB3838规定的地表水Ⅳ类、Ⅴ类功能水域时,执行二级标准。农村生活污水处理后用于农田灌溉的,按GB5084执行,由于蔬菜灌溉对水质要求高,处理费用昂贵,因此本标准在此不提倡用于蔬菜灌溉。4.4污染物控制指标的选择19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准《国家污染物排放标准说明(暂行)》中指出,污染物控制项目的选择要全面分析本行业可能产生的污染物,主要依据为总量控制、对生态和健康的影响、各污染物项目之间关联性等。农村生活污水处理后直接排放时,污染物控制项目可根据以下3个原则进行选择:(1)产生量较大,具有代表性的污染物。选择的污染物应具有较大的生产量(或排放量),并较广泛地存在于环境中。(2)对人体、环境毒性强或对生态环境危害大的污染物。对污染物毒性的考虑,不仅要考虑化合物本身的性质,更要考虑其毒性可能导致的环境效应、生物效应以及对人体和环境的危害。(3)应是农村基础条件可检测、可控制的污染物。优先选择目前监测条件己具备或在短期内可具备的污染物;目前的处理技术可有效处理的污染物。具体的,本标准在选取污染物控制指标时将重点考虑四方面因素:一是参考典型农村生活污水处理设施排水实测分析检出项目;二是要重点考虑农村生活污水污染的关键问题(富营养化)和导致污染的关键因子(氮、磷等因子);三是考虑污染物总量减排等环保管理需求(COD、BOD5、氨氮);四是由于我省农村地区普遍具有经济、技术力量薄弱,不具备一些污染物的检测能力,因此不能盲目套用《城镇污水处理厂污染物排放标准》,较之宜适当精简。现行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)中规定了12项基本控制项目、43项选择性控制项目和7项一类污染物的最高允许排放浓度。其中43项选择性控制项目和7项一类污染物都是针对城镇污水处理厂接纳工业废水时制定的标准限值,农村地区的生活污水不含有上述污染物,所以计划不考虑。对比GB18918的12项基本控制项目,本标准拟包含pH、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、悬浮物(SS)、氨氮、总磷、总氮、动植物油、阴离子表面活性剂和粪大肠菌群数等10项,不包括石油类和色度等两项。现行的《农田灌溉水质标准》(GB5084)控制项目共计27项,其中基本控制项目16项,选择性控制项目11项。其中11项选择性控制项目主要包括重金属、氟化物、氰化物、酚类、醛类等,生活污水中一般不包含此类污染物。本标准对各控制指标的选取具体分析如下:pH、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)和悬浮物(SS)控制指标为判断水质的最基本指标。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准色度是水质的外观指标,控制色度指标的意义在于色度高会减弱水的透光性,影响水生生物生长和降低观赏价值。对于农村地区生活污水来说,一方面进水浓度中色度指标值普遍较低,另一方面常规的沉淀法处理对色度就有较好的去除效果,并且色度对农村地区的环境影响不敏感,所以不对色度指标作控制要求。对BOD5和COD两项指标,二者均反应水体受还原性物质污染的情况,两项指标具有一定相关性,因此对BOD5和COD两项指标进行控制。控制氨氮、总氮和总磷指标主要可以防止水体富营养化。当地表水中氮、磷物质超标时,微生物大量繁殖,浮游植物生长旺盛就会出现富营养化,从而影响到地表水水质,且当氨氮含量较高时,对鱼类呈现毒害作用,对人体也有不同程度的危害。在我国过去三十年经济高速发展时期,大量的氮、磷物质排入自然水体,造成了相当部分水体的富营化,可以预见未来十年之内,我国经济还将保持高速稳定的增长,水体富营养化的压力非常大,所以必须严格控制氨氮、总氮和总磷的排放。动植物油和石油类化合物漂浮在水体表面,影响空气与水体界面间的氧交换,从而导致水体缺氧水质恶化。石油类物质主要来源于工业废水,污染物产生于原油开采、加工及各种炼制油的使用等部门。对于石油类控制项目,农村地区生活污水处理设施进水不包括工业废水,故可以不控制石油类出水水质指标;对于动植物油指标,其主要来源于餐厨废水,在城镇生活污水中,动植物油含量高主要受餐饮业发达的影响。农村地区餐饮业不发达,不含农家乐废水的一般农村生活污水动植物油浓度均值很低,不需要进行控制,但是农家乐农村生活污水动植物油浓度均值较高,需要进行控制,因此可仅对含农家乐废水的设施进行动植物油指标控制。阴离子表面活性剂主要来源于洗涤剂。阴离子表面活性剂会造成水体起泡,降低水中的复氧速率和充氧速率,使水质变差,影响水生生物的生存,使水体自净受阻。阴离子表面活性剂能乳化水体中其他的污染物,增大污染物质的浓度,造成间接污染。阴离子表面活性剂属于难降解物质,长时间积累将对水环境造成污染,对动植物和人体慢性毒性比较大,在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。粪大肠菌群数属于微生物指标,反应了出水的生物安全性,主要来源于厕所废水。粪大肠菌群数控制指标代表了一类具有某些特性的与粪便污染有关的细菌,对人类和其他生物的健康会产生危害。基于以上筛选原则和实测分析数据,本标准拟控制项目见表4,具体筛选结果为:pH、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、悬浮物(SS)、氨氮、总磷、总氮、动植物油、阴离子表面活性剂、粪大肠菌群数等10项。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准表4排放控制指标指标类型指标名称一般指标pH、SS有机指标COD、BOD5营养物指标氨氮、总磷、总氮生物性指标粪大肠菌群数洗涤污染控制指标总磷、阴离子表面活性剂(LAS)其它指标动植物油(仅针对含农家乐废水的设施)4.5污染物排放限值的确定及制定依据4.5.1限值确定原则污染物排放限值的制定原则是兼顾污染物控制技术和水环境容量。污染物排放限值的确定方法主要有2种,一种是按工艺设备条件和处理水平确定;另一种是从保护水资源出发,根据水环境质量标准、考虑水体稀释能力和允许负荷量确定。由于根据水环境质量标准和水体稀释能力推导农村生活污水排放标准限值,可能会出现即使采用最先进的处理技术也很难使污染物达标的情况,即推导出的标准的操作性和可行性不强,因此污染物排放限值的制定主要依据农村生活污水的处理水平,同时兼顾水环境容量。为全面分析根据水环境质量标准来制定我省农村生活污水排放标准的可行性,起草小组对我省不同区域的50多处不同处理工艺、处理规模农村污水处理工程进行了详细调研,对农村生活污水经各种处理技术处理后的出水进行了分类统计。根据我省现有典型设施出水设计标准结果表明,目前我省农村生活污水采用的处理技术多种多样,包括人工湿地、稳定塘、生物接触氧化法等。按处理程度,可划分为一级、二级和三级处理系统,每级处理系统均有对应的工艺技术。通过分类统计,不达标污染物包括COD、BOD5、SS、氨氮、总磷、总氮等,即使采用三级处理技术也很难达到目前的排放标准,因此必须考虑适宜的农村污水处理技术,结合处理效果来确定排放标准。当然,同时还必须考虑水环境容量,如果受纳水体是环境容量较大、稀释能力较强的开放式水体,建议适当放宽排放标准。水污染物排放限值确定需注意以下几个方面:(1)控制污染物排放量,改善环境质量,保护人体健康和生态环境;(2)与现行标准衔接,充分考虑我省农村污水排放管理特征及发展趋势,引导农村污水处理设施的建设;19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准(3)结合污水处理工艺和技术,限值设置科学合理、经济可行;(4)借鉴国内外有关污染物排放标准的排放控制要求。标准的控制项目允许排放限值参考国内外各类标准和研究成果。一级标准参考GB18918中一级标准B标准;二级标准参考GB18918中二级标准。4.5.2基本控制项目限值(1)pH值(无量纲)根据调研我省农村地区生活污水水质情况来看,pH生活污水一般大于6,小于9。参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》、《污水综合排放标准》和《农田灌溉水质标准》,pH限值拟定为6~9。试验表明:pH=6.0~7.5适宜农作物生长。pH<5.5的水长期灌溉,土壤中硝化细菌受到抑制,硝化作用减弱,氮肥得不到充分释放,磷酸盐的肥效降低,钙盐、镁盐易淋失.土壤在偏酸性条件下,重金属毒性提高,易被作物吸收致害。pH>8.5土壤中的氮肥易被氧化,钠离子活跃,对作物根系发育有抑制作用。pH>9蔬菜生长受到抑制,直至受害死亡。(2)化学需氧量(COD)本标准COD的排放限值分为一级、二级标准。农村生活污水中COD浓度约200~400mg/L,BOD5浓度约120~200mg/L,BOD5/COD比值为0.5~0.6,可生化性较好。一级、二级标准COD限值的确定:一级、二级标准与《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B和二级标准一致。对应的处理工艺为生态法、厌氧十生态法、A/O、A/O+生态法、A2/0、A2/0+生态法、一体化设备等。一、二级处理工艺由于水力负荷、停留时间等设计参数的不同,COD去除率分别可达到70%~85%,50%~75%。出水COD浓度一般可达到60mg/L和100mg/L。因此,将一级标准COD限值拟设为60mg/L,二级标准COD拟设为100mg/L。(3)五日生化需氧量(BOD5)一级、二级标准BOD5限值的确定:一级、二级标准与《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B和二级标准一致。因此,将一级标准BOD5限值拟设为20mg/L;二级标准SS限值拟设为30mg/L。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准(4)悬浮物(SS)一级、二级标准SS限值的确定:一级、二级标准与《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B和二级标准一致。农村生活污水中悬浮物(SS)浓度约100~200mg/L。常用物理法去除农村生活污水中呈悬浮状态的固体污染物质(SS),初沉池等预处理工艺一般对SS的去除率可达到50%以上,处理后SS浓度在50~100mg/L,再经生物+生态法等后续工艺处理,其出水浓度可达到15~40mg/L。因此,本标准中SS一级标准拟设为20mg/L,二级拟设为30mg/L,一级标准可通过调整水力负荷、停留时间等参数满足要求。(5)氨氮(NH3-N)一级、二级标准氨氮限值参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B和二级标准,同时根据农村生活污水处理设施调研结果进行设定。农村生活污水中氨氮(NH3-N)浓度约15~90mg/L。好氧厌氧等生物法对氨氮的去除效果较好,人工湿地等生态法相对较差。经生物法处理后,氨氮去除率约40%~60%,出水浓度可小于30mg/L,深度处理对氨氮的去除率可达到60%~80%,出水浓度可达到10~20mg/L。因此,本标准中一级设为8(15)mg/L,二级设为25(30)mg/L,一级可通过调整水力负荷、停留时间等参数满足要求。(6)总氮(TN)本标准总氮的排放限值只设置一级标准,不设置二级标准限值要求。总氮限值的确定:一级标准与《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准一致。因此,将一级标准总氮限值拟设为20mg/L。(7)总磷(TP)总磷排放限值分为一级和二级标准。一级、二级标准参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B和二级标准,一级标准拟定为2.0mg/L,对应的处理工艺为生物强化处理(脱氮除磷)+生态法生态处理;二级标准限值拟定为3.0mg/L,对应的处理工艺为生物法+生态法处理。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准农村生活污水中总磷(TP)浓度约1~6.5mg/L。与《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准和二级标准相比,本标准限值较宽松,主要原因为农村生活污水水量、水质波动大,采用生物法除磷效果不稳定;同时在农村生活污水处理中,物理法因成本过高、技术复杂而很少应用。化学法的特点是磷的去除率较高,处理结果稳定,污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染,但污泥的产量比较大,在农村生活污水处理中也较少使用。单纯的人工湿地等生态法对TP的处理效果也较差。因此,本标准排放限值一级拟设为2.0mg/L,二级拟设为3.0mg/L。(8)阴离子表面活性剂(LAS)一级、二级标准拟与《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B和二级标准一致。调研结果显示,农村生活污水中,阴离子表面活性剂的排放量不大,原水排放浓度在0.78-9.43mg/L之间。常用的农村生活污水处理工艺可基本满足其排放要求。因此,参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)、《农田灌溉水质标准》(GB5084)等,初步确定本标准中LAS排放限值为:一级1mg/L,二级2mg/L。(9)粪大肠菌群数(FC)本标准FC的排放限值分为一级、二级标准。一级、二级标准拟与《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B和二级标准一致。粪大肠菌群数主要是大肠杆菌,也包括可雷伯氏菌属等。我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定,一级B和二级标准FC<104个/L;我国《农田灌溉水质标准》规定旱作、水作FC<4000个/100mL;我国《城市污水再生利用农田灌溉水质标准》规定FC:旱地谷物和油料作物、纤维作物、水田作物<40000个/L。因此,参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)、《农田灌溉水质标准》(GB5084)、《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》(GB20922)等,初步确定本标准中粪大肠菌群数排放限值为:一级1×104个,二级1×104个。(10)动植物油本标准动植物油的排放限值分为一级和二级标准。餐饮、厨房污水一般含有动植物油,农村居民生活废水的动植物油浓度相对较低,饭店、旅游接待废水中浓度较高。对于动植物油指标,不含农家乐废水的一般农村生活污水动植物油浓度均值很低,不需要进行控制,但是农家乐农村生活污水动植物油浓度均值较高,需要进行控制,可仅对含农家乐废水的设施进行动植物油指标控制。常用的农村生活污水处理模式,依据处理工艺和参数的不同,除油率可达到60%~90%。参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》和《污水综合排放标准》等,初步设定本标准中动植物油排放限值为:一级3mg/L,二级5mg/L。通过对上述各个指标限值的分析,农村污水处理设施水污染物指标限值如表5所示。表5污染物允许排放限值单位:mg/L19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准序号污染物或项目名称一级标准二级标准1pH值(无量纲)6~92化学需氧量(COD)601003五日生化需氧量(BOD5)20304悬浮物(SS)20305总磷(以P计)236总氮(以N计)20——7氨氮(以N计)8(15)25(30)8阴离子表面活性剂129粪大肠菌群数(个/L)10410410动植物油35注1:括号外的数值为水温>12℃的控制指标,括号内的数值为水温<12℃的控制指标。注2:动植物油仅针对含农家乐污水的处理设施执行。注3:农村生活污水处理后用于养鱼或排入渔业水体的,按GB11607执行。注4:农村生活污水处理后用于农田灌溉的,按GB5084执行。4.5.3监测要求与分析方法本标准涉及的所有排污单位均应在污水排放口设置永久性排污口标志。监测项目和分析方法按表6执行。表6农村生活污水处理设施水污染物监测项目与分析方法序号分析项目测定方法方法来源1pH值玻璃电极法GB69202化学需氧量(COD)重铬酸盐法HJ8283五日生化需氧量(BOD5)稀释与接种法HJ5054悬浮物(SS)重量法GB119015总磷(以P计)钼酸铵分光光度法GB118936总氮(以N计)碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法HJ6367氨氮(以N计)纳氏试剂分光光度法水杨酸分光光度法蒸馏-中和滴定法HJ535HJ536HJ5378阴离子表面活性剂亚甲蓝分光光度法GB74949粪大肠菌数(个/100mL)多管发酵法和滤膜法(试行)HJ/T34710动植物油红外分光光度法HJ63719
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准5主要国家、地区农村污水处理设施发展概况及相关标准通过对国内外农村生活污水排放标准的研究,结合我省农村水环境现状,制定符合我省经济、技术水平的农村生活污水排放标准。5.1与国外标准比较(1)早已城乡一体化的欧美发达国家农村与城市使用相同的污水排放标准(2)农村污水处理技术较成熟和排放标准较完善的日本为代表《净化槽法》中对分散污水的排放标准限值是按净化槽处理工艺而确定的。在规定《净化槽》出水标准的同时,还颁布了一系列相关技术标准,使净化槽的日常维护、运行等得到了保证。(3)农村污水处理处于起步阶段,处理技术和排放标准正不断完善的新西兰等国家我国与之相同,都处于探索阶段,尚缺乏对农村生活污水处理系统运行维护的监管,都还未对此制定明确的强制责任。总结日本的成功经验和新西兰的探索实践,我国在制定农村生活污水排放标准时,应采取水环境质量标准、水环境容量以及污水处理技术水平现状及发展方向研究相结合的方法来确定农村生活污水的排放标准,以避免出现制定的标准与现实技术水平脱节、水环境容量与排放标准相互孤立等问题。5.2与国内相关标准比较(1)我国尚未制订专门针对农村生活污水处理的国家排放标准。已经编制的国家相关标准主要有:《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)、《污水综合排放标准)(GB8978)、《农田灌溉水质标准》(GB5084)、《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》(GB20922)。在国家环境保护部《关于农村地区生活污水排放执行国家污染物排放标准等问题的复函(环办函[2010]844号)》中,没有明确指出农村生活污水的处理适用具体标准。(2)部分省市出台了关于农村生活污水处理排放的地方标准,如《宁夏回族自治区农村生活污水排放标准》(DB64/T700)、《山西省农村生活污水处理设施污染物排放标准》(DB14/726)、《浙江省农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准33/973)、《重庆市农村生活污水处理设施污染物排放标准(征求意见稿)》等。没有出台农村生活污水处理设施水污染物排放地方标准的大部分省市出台了农村生活污水处理技术指南,制订了推荐处理模式、处理工程或处理工艺的相关污水出水水质技术标准,或参照国家或地方已颁布实施的排放标准,规定了污染物排放限值,例如江苏省、上海市、湖北省等。(3)本标准拟参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)、《农田灌溉水质标准》(GB5084)、《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》(GB20922)、《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》(DB61/224)以及山西(DB14/726)、宁夏(DB64/T700)、浙江(DB33/973)等地的农村生活污水处理设施水污染物排放标准编制,但标准分级、控制指标、标准限值等主要内容均与以上三个标准不同。相关标准主要污染物限值见表7。总体来讲,所有地方标准的分级都考虑了地表水环境功能和保护目标或区域的水生态功能重要程度,区别在于:宁夏、山西的排放标准既考虑了根据水体功能类别的直接排放分级标准,同时考虑了污水处理后用于灌溉、渔业等的标准;浙江排放标准根据新建设施和现有设施分别执行相关限值要求,其它地方对新建设施和现有设施未进行区分。从指标限值来看,浙江标准指标限值多数要严于山西和宁夏两地标准。山西、宁夏、浙江等地的农村生活污水处理设施水污染物排放标准控制指标的限值总体上低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)对应指标限值。《山西省农村生活污水排放标准》制定时明确了适用范围为:针对规模在500t/d以下的农村生活污水处理设施,制定出的各项指标限值均比《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)宽松。总体来看,拟定的本标准中一级、二级标准与《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)相比略为宽松。19
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准表7相关标准主要污染物控制指标标准分级主要污染物指标mg/LpHCODBOD5SSNH3-NTNTP粪大肠菌群数(个/L)阴离子表面活性剂动植③物油《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)一级A标准6-95010105(8)②150.510000.51一级B标准6020208(15)②201.01000013二级标准100303025(30)②--3.01000025三级标准120①6050----5.0--520《农田灌溉水质标准》(GB5084)水作5.5-8.51506080------40005--旱作200100100------40008--蔬菜100a,60b40a,15b60a,15b------2000a,1000b5--《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》(GB20922)纤维作物5.5-8.5200100100------400008--旱地谷物油料作物1808090--------水田谷物1506080------5--露地蔬菜1004060------20000--《黄河流域(陕西段)污水综合排放标准》(DB61/224)一级标准--5020--1220--------二级标准--300150--25----------21
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准浙江《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB33/973)一级标准6-960--2015--210000--3二级标准100--3025--3--5《山西省农村生活污水处理设施污染物排放标准》(DB14/726)一级标准6-960202015201100001--二级标准150505030----------三级标准20080100------------宁夏《农村生活污水排放标准》(DB64/T700)一级标准6-96020208(15)201100001--二级标准120505025(30)--32--三级A标准1508080------400005--三级B标准200100100------8--注:①下列情况下按去除率指标执行:当进水COD大于350mg/L时,去除率应大于60%;BOD5大于160mg/L时,去除率应大于50%。②括号外的数值为水温>12℃的控制指标,括号内的数值为水温≦12℃的控制指标。③仅针对含农家乐废水的处理设施执行。a加工、烹调及去皮蔬菜。b生食类蔬菜、瓜类和草本水果。21
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准6环境经济效益分析6.1环境(减排)效益根据2017年中国统计年鉴结果显示,截止2016年年底陕西省有1703万农村人口。根据环境保护部《农村生活污水处理项目建设与投资技术指南》的生活污水量和水质参考值以及对陕西省各县区农村环境综合整治实施方案的数据统计,按照农村人均生活污水产生量为60L/d、COD为170mg/L计算,陕西省农村生活污水排放量为3.73×108吨/年,COD产生量为6.34×104吨/年。陕西省农村生活污水处理后约40%用于农田灌溉。执行本标准一级限值(COD=60mg/L),COD减排量约为2.46×104吨/年;执行本标准二级限值(COD=100mg/L),COD减排量约为1.57×104吨/年。初步估算,执行本标准所产生的污染物减排效益在1.57×104-2.46×104吨/年之间。除污染物减排所带来的环境效益外,开展农村生活污水的治理将较大改善广大农村地区的村容村貌,推动美丽乡村建设进程。6.2经济投入分析根据环境保护部《农村生活污水处理项目建设与投资技术指南(试行)》推荐的处理工艺,对农村生活污水处理项目不同处理工艺执行不同出水标准的投资进行估算,具体见表8。表8投资成本估设计标准(本标准)处理工艺吨水基建投资(元/m³)吨水运行维护费用(元/m³)一级标准生态法3000~4200无厌氧+生态法4500~5200无A/O3600~55000.6~1.2A/O+生态法3800~54000.6~1.2A2/O3800~47000.7~1.3A2/O+生态法4400~53000.7~1.3一体化设备6000~80000.5~0.8二级标准生态法2200~3000无厌氧+生态法4000~4800无A/O3200~48000.5~1.0A/O+生态法3600~52000.5~1.0A2/O3100~40000.6~0.8A2/O+生态法3500~44000.6~0.824
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准一体化设备5000~70000.1~0.5用于农田灌溉厌氧1600~3000无注1:A/O法主要包括厌氧+活性污泥法、厌氧+生物接触氧化、厌氧+氧化沟、厌氧+膜生物反应器(MBR)。注2:生态法主要包括人工湿地技术、土地处理、稳定塘等。注3:厌氧包括化粪池、沼气池等。按照2016年陕西省1703万农村人口,农村人均生活污水产生量为60L/d计算,目前污水处理率为19%(陕西省“十三五”农村环境综合整治规划),若不考虑已建污水处理设施的改造费用,只考虑新建污水处理设施费用,若农村生活污水处理率提高至80%(陕西省“十三五”农村环境综合整治规划)计算,则我省还需新增约62.33万吨/日的处理能力。我省农村生活污水处理总计最高新增投资共21.82亿元,年运行成本0.68亿元。a.处理后的污水约40%用于农田灌溉,按照用于农田灌溉吨水建设投资约2000元计,则用于农田灌溉部分水处理总投资为4.99亿元。b.除用于农田灌溉以外的污水(约60%),若处理后达到一级标准要求,则吨水投资按4500元计,总投资为16.83亿元;运行成本按0.5元/吨计,年运行成本0.68亿元。7标准实施建议为了推行本标准的实施,切实做到消减污染物排放,改善农村生活污水处理设施水污染物排放现状,使农村生活污水处理绩效得以提升,保护生态环境,保障人体健康,提出建议如下:完善农村生活污水处理技术评估方法,规范和指导污水处理规划、设计、建设,建立完善的农村生活污水处理技术评价制度,开展农村生活污水处理技术的筛选、评价与评估。24
陕西省农村生活污水处理设施水污染物排放标准加强处理设施的资金保障。开展建设运行方面长效管理机制的研究,完善资金保障体系,建立以政府补助为主导的多元化运行管理经费分担机制。农村生活污水治理属于公益性事业,建议市、县(区)级财政部门要把设施运管经费纳入年度预算,鼓励各乡镇、村根据自身经济情况合理筹措资金,并引导农民以投工投劳等方式参与到运管中来。充分发挥市场机制,吸引社会资金,如通过项目招标委托第三方运管;以县为单位,通过项目捆绑招商引资、PPP模式等方式运管。倡导社会参与,鼓励和引导党政机关、人民团体、企事业单位、社会各界人士及志愿者通过结对帮扶、捐资捐物等多种方式支持设施运管。鼓励市场化的专业运行维护机制,培养专业运维技术人员。市场化专业运维机制是指由专门从事环境保护设施(污染治理)的环保型企业充当第三方,对设施(污染)进行专业运营(治理)的模式。这种模式不仅解决了设施运维人员不专业化的问题,同时也能激发市场活力,提高运维的效益。建议在经济条件允许的前提下,污水处理设施规模较大的地区全面推行市场化的专业运维机制;污水处理设施规模较小且分散的地区以村镇为单位,将一定区域内的处理设施打包分片,然后公开招投标,实现市场化的专业运维。加强对污泥的统一规划处理。建议各地因地制宜,按照污泥后续处置利用需求,统筹规划污泥的处理处置方式,防范二次污染。24