- 中国水处理行业可持续发展战略研究报告(再生水卷)
- 郑祥 魏源送 张振兴 李锋民
- 10字
- 2020-08-30 01:58:19
第二部分 管理与科研篇
第二章 再生水回用政策、标准评估与技术经济分析
第一节 再生水回用政策、标准评估
一、国内外再生水回用政策措施
(一)美国
根据美国环境保护署2012年9月29日发布的《污水回用指南(2012)》中的表述,目前美国还没有直接针对再生水利用的联邦性法规,政府仅出台了一份参考性的水回用管理指南,各州可在该指南的基础上根据各州水资源实际需求情况,在保证保护环境、有价回用及人类健康的前提下设计、构想和运行再生水工程。此外,许多州也颁布了自己的再生水法规或指南,截至目前,已有31个州和地区颁布了再生水的相关法律法规,15个州和地区颁布了再生水指南或设计标准,而在其他没有制定相关法律或指南的州和地区,再生水项目需根据具体情况单独审批。影响各州再生水回用法制机制的主要政策法规包括水权法、供水和用水法规、污水法规及相关环境法规、饮用水水源保护法规、土地利用法规和污水回用法规和指南等(见表2-1)。
表2-1 美国污水再生利用相关政策法规
(二)欧盟
欧盟一直都高度重视水资源的管理,自1973年制定第一个环境行动计划开始,欧盟已将水资源作为独立的环境要素予以管理和保护,其水资源管理政策经历了从单一化到一体化的发展阶段。1991年欧盟颁布的《城市污水处理指令》(UWWTD,91/271/EEC)要求成员国在“任何合适的时候”回用处理后的污水,但“合适的条件”却一直没有明确界定。随着水质不断恶化和水资源相关法规过于零散等问题逐步得到各成员国的普遍关注,经过长期的讨论协商,欧盟于2000年在整合原有水资源管理法规的基础上颁布了统一的《水框架指令》(WFD,2000/60/EC),作为欧盟在水政策方面为采取一体化行动而必须遵守的综合性法律框架(见表2-2)。通过一体化的水资源管理方法,可以促使城市污水回用在供给水源扩大和减少人为活动对环境影响等方面取得更为广泛的成效。
但WFD只是一个软性的法律文件,它只为达到可持续的水资源管理提供了原则,而没有指明方法。由于仍缺乏统一认识,污水回用的可行性研究与实际运用间存在明显的时间延迟,尤其是在水资源和公共卫生服务分属不同机构管理的地区。为解决各国在污水回用中存在的分歧,欧盟在第五次框架计划中提出一项名为AQUAREC(2003.3.1—2006.2.28)的项目,该项目旨在通过建立“处理污水回用的集成概念”,评估具体情况下污水回用的标准条件以及污水回用在欧洲水资源管理框架下的潜在作用,从策略、管理和技术三方面为终端用户和各级公共机构在污水回用方案的设计、实施和运行维护中的决策提供指导。
表2-2 欧盟再生水利用相关政策法规
尽管欧盟目前还没有统一的再生水利用指南和法规,但毫无疑问,再生水的利用在欧盟正发挥着越来越大的作用,而欧盟再生水法规和再生水利用指南的缺失阻碍了再生水的进一步利用。目前已有一些国家和地区颁布了各自的标准或法规(见表2-3)。
表2-3 欧盟内国家/地区现行的再生水回用准则
(三)澳大利亚
从20世纪90年代末至21世纪初,随着处理技术的成熟和经济性的提高,澳大利亚水务部门开始逐渐将再生水列入潜在的水资源以满足日益增长的需水量。2000年之后,多数州政府开始制定相关法规以鼓励再生水的利用,一些州还设立了相应的水行业发展目标。由于再生水是全新而陌生的水源,其并未被纳入州的环境保护、公共健康、水产业和经济监管框架内,因此,这些目标将促进政府改革现有的监管框架以利于再生水利用的实施。目前,澳大利亚的再生水回用指南是基于国家水质管理策略制定的,它们不具有强制性,但可以为再生水项目的优化和可持续提供权威性的指导,同时州和地方政府也制定了各自的再生水回用指南。2004年,澳大利亚科学技术与工程学院的一份名为《澳大利亚的再生水回用》的报告,促使环境保护和文物局与自然资源管理部长委员会在原指南的基础上扩展和更新了新的国家再生水利用指南(见表2-4)。
表2-4 澳大利亚再生水回用指南
(四)日本
为了推动再生水事业的发展,日本再生水利用行政主管部门、地方政府和行业协会等分别制定了相关的指南、规定、纲要和条例等,并形成了一套完整的政策标准体系。日本各级政府相继出台了《污水处理水循环利用技术方针》《冲厕用水、绿化用水:污水处理水循环利用技术指南》《污水处理水中景观、戏水用水水质指南》《再生水利用事业实施纲要》《再生水利用下水道事业条例》《污水处理水的再利用水质标准等相关指南》(见表2-5),除此还制定了《污水处理水循环利用技术指南》《污水处理水中景观、亲水用水水质指南》等再生水水质标准。地方政府均对处理设施出口和供水口的再生水水质进行日常检查。
表2-5 日本再生水回用相关政策措施
(五)中国
我国在20世纪40年代开始将市政污水用于农田灌溉,这在当时仅是一种处置污水的手段。“六五”期间,政府经尝试后公告,经过合理的处理,污水可被再利用且是一项具有潜力的水资源。从20世纪80年代开始,随着城市发展,污水收集和处理系统、再生污水循环利用等得到逐步推广。纵观我国再生水发展历程,可将其大致划分为起步、引导、示范和发展四个阶段(见图2—1),每个阶段均有对应的研究主题与政策法规。
图2-1 中国再生水发展历程
近年来我国陆续颁布了城市污水再生利用系列水质标准,指导、应用于全国城镇污水处理再生利用中,这对解决我国水资源的短缺、水资源的循环利用和可持续发展起到了重要作用。截至2012年底,我国已颁布了1项行业标准(《再生水水质标准》),1项污水再生利用工程设计规范(《污水再生利用工程设计规范》),6项推荐性国家水质标准(《城市污水再生利用分类》《城市污水再生利用·城市杂用水水质》《城市污水再生利用·景观环境用水水质》《城市污水再生利用·工业用水水质》《城市污水再生利用·地下水回灌水质》《城市污水再生利用·绿地灌溉水质》)和1项强制性国家水质标准(《城市污水再生利用·农田灌溉用水水质》),具体见表2—6。
表2-6 我国再生水回用相关政策措施
二、国内外再生水回用标准比较
目前国际上还没有得到一致认可的再生水利用指南可指导再生水的回用,世界各国和地区通常是在卫生安全、感官美感、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。不同国家在再生水的用途分类方面也不尽相同:美国环境保护署的《污水回用指南(2012)》将污水再生利用分为城市用水、农业用水、蓄水、环境用水、工业用水、地下水补给和饮用性利用7大类;欧盟目前还没有正式的再生水使用的指南或条例,本文选取AQUAREC项目报告中的推荐指标进行比较,报告中将再生水的使用大致分为城市和灌溉用水、环境和水产养殖用水、间接含水层补给、工业冷却用水4类;澳大利亚的《污水处理系统指南——再生水的使用》将再生水用途分为直接饮用水、间接饮用水、城市用水(非饮用)、农业用水、休闲娱乐用水、环境用水、工业用水7大类;日本的《污水处理水的再利用水质标准等相关指南》将再生水的使用分为冲厕用水、绿化用水、景观用水、戏水用水4类;我国的《城市污水再生利用分类》将再生水用途分为城市杂用、景观环境、工业用水、地下水回灌和农业用水5大类(见表2—7)。
表2-7 各国再生水回用标准分类
为了便于比较,将各国再生水回用标准统一划分为城市用水、农业用水、工业用水、景观环境用水和饮用性用水五大类。
(一)城市用水回用标准
通过比较各国或地区的城市用水回用标准可以看到,我国的城市用水分类较细,各主要限值与其他国家差别不大,主要区别在于浊度指标要求偏低,而微生物指标要求和余氯量均较高,此外还有一个明显的特点就是控制性指标数目偏多,与之相似的情况还出现在欧盟AQUAREC项目的推荐标准中,该标准的指标项同样过多,但其在微生物指标的限值方面要求偏低(见表2—8)。
(二)农业用水回用标准
通过对农业用水回用标准的比较可以发现一个明显的特点,即各方对农业用水的分类都十分细致,分类的情况也反映出各方制定标准时体现出因地制宜的特点(见表2—9)。例如,我国农业用水主要侧重在农作物种植用水方面,而澳大利亚的标准则涉及农、林、牧业以及水产业,分类十分详尽。另外,在与其他国家的比较中发现,我国的农业用水分类没有对农作物的食用方式进行区分,在执行过程中可能会缺乏针对性和灵活性,不能很好地结合实际农业生产用途来选择合适的再生水水质,同时也可能留下食品安全隐患;而从指标限值设计上来看,我国对BOD、微生物指标的要求较高,对SS的要求相对宽松,但仍存在控制指标数目过多的问题(欧盟情况类似),就我国的农业现状来说,执行起来的难度较大,经济适用性和灵活性方面需要进一步探讨。
表2-8 城市用水回用标准比较
表2-9 农业用水回用标准比较
(三)工业用水回用标准
通过比较各国或地区的工业用水回用标准可以看到,我国对工业用水的分类相对其他国家较为详细,主要指标限值与其他国家或地区没有明显区别,但其他国家或地区关于工业用水的分类主要集中于冷却用水的需求考虑,我国标准中提到的工艺与产品用水的指标限值是否能够真正满足实际的工业过程需求,仍需要结合具体的工业过程与工艺以及当地的实际条件和情况确定。建议保留适当的灵活性,以便于标准的顺利接纳和执行(见表2—10)。同时,我国标准的控制性指标依旧太多,建议适当削减或者根据具体的工艺进一步细分,一方面满足实际需求,另一方面也能减轻工业用再生水的处理工艺成本。
表2-10 工业用水回用标准比较
a中国标准中为SS;
b除食品行业。
(四)景观环境用水回用标准
通过比较各国或地区的景观环境用水回用标准可以看到,我国在对景观环境用水的分类上存在一些问题:其他国家或地区的标准多数依据公众是否接触或者是否该项景观为限制性用水来划分,而我国的标准中缺少对人体是否接触水体的区分,仅根据河道湖泊、水景来区分水体不足以避免再生水补给水体后可能对周边人群造成的健康安全风险(见表2—11)。建议对分类做出调整,进一步细化再生水用途。同样,由于缺少前述的分类,我国标准中的微生物指标限值的设置缺少针对性和灵活性,在实际执行过程中难以保证水体周围人群的人身安全。另外,我国标准中依然存在指标项过多的问题,建议精简或细化分类。
表2-11 景观环境用水回用标准比较
a中国标准中为SS;
b河道类限值为10,湖泊类、水景类为6;
c河道类限值为20,湖泊类、水景类为10;
d河道类、湖泊类为10000,水景类为2000;
e河道类、湖泊类为500,水景类不得检出。
(五)饮用性用水回用标准
通过比较各国或地区的饮用性用水回用标准可以看到,我国的饮用性用水的回用方式相对于其他国家或地区采用的方式,对人体可能造成的健康风险更大。各控制性指标的限值需要将实际的水体、土壤以及回用方式综合考虑,在目前的国家标准中并没有很好的区分,缺少针对性和灵活性,这样在执行中难以很好地保障回灌水体周围人群的健康安全和生态环境的稳定(见表2—12)。建议结合各地实际情况选取合适的控制性指标和限值,削减过多指标项,便于实际执行。
表2-12 饮用性用水回用标准比较
a中国标准中为SS;
b地表回灌限值为1000,井灌为3。
综合上述比较和分析可以发现,各国再生水利用标准中大多都包含pH值、TSS(SS)、BOD、浊度、色度、微生物指标、余氯等主要控制项目,我国的再生水利用标准则被认为是较为特别的一类,除了前面提到的指标,还额外地对TDS、氮磷类指标、阴阳离子以及LAS等物质设有指标限值,这样可能会提高再生水在利用过程中的再生水处理工艺的运行成本、再生水使用过程中的水质监测和维护的难度,同时一些控制性指标和限值缺乏针对性和适当的灵活性,在具体的实际情况下可能需要做出一些有针对性的调整和优化。另外,建议相关部门增加对再生水回用过程中可能产生的人体健康风险和生态环境风险的预计和评估,以便进一步细化和完善再生水利用的水质标准。