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通(tong)信作(zuo)者(zhe)

胡洪營

教(jiao)授/博(bo)導，清華大(da)學環境學院教(jiao)授、國家環(huan)境保護(hu)環境(jing)微生物(wu)利(li)用與安全控(kong)製(zhi)重點實驗室(shi)主任，國家傑(jie)出(chu)青年科學基(ji)金(jin)與國家級教學名(ming)師(shi)獎獲(huo)得(de)者，先(xian)後獲國家科(ke)技進步獎(jiang)二(er)等(deng)獎和(he)教育(yu)部、住建部(bu)、環保(bao)部等省(sheng)部級科技進步一(yi)等獎多項。主(zhu)要從(cong)事再生水安(an)全(quan)利用理論與技術方麵(mian)的研究(jiu)。

城鎮(zhen)汙水量大質穩，就(jiu)近可取(qu)，潛在效益顯著(zhu)。加(jia)快推進汙水再生利用成為支(zhi)撐我國生態文明(ming)建(jian)設，實現高質量(liang)發展的重要舉措。汙水再生處理是(shi)再生水安全穩定高效生產和供(gong)給的核心，亟(ji)需構(gou)建科學、合理的汙水再生處理技術與工藝評價體係和評價方法，從而(er)為處理技術或工藝的選擇、診(zhen)斷和運行優化提供指導，為我國汙水再生利用事業的快(kuai)速發展提供堅(jian)實保證(zheng)。

針對汙水再生處理技術與工藝評價方法需(xu)求，清華大學等單位編(bian)製了《水回用導則 汙水再生處理技術與工藝評價方法》（GB/T 41017-2021）。該標準由全國節(jie)水標準化技術委員會（SAC/TC442）和全國環保產業(ye)標準化技術委員會（SAC/TC275）共(gong)同提出並歸口，由國家市場(chang)監督管理總局(ju)和國家標準化管理委員會發布實施。

該標準是《水回用導則》係列國家標準之(zhi)一，為首次發布。《水回用導則》係列國家標準旨在從再生水分級、評價和管理等角(jiao)度為再生水行業開展項目規劃、設(she)計、運營、評價和管理等工作提供專業指導意見和規範。

汙水再生利用是水資源短缺和水環境汙染、問題的重要措(cuo)施，其經濟上可行、技術上可靠(kao)。全球(qiu)許(xu)多國家和地(di)區已開展了卓有成效的再生水利用，例(li)如美國、日本(ben)、澳(ao)大利亞(ya)、以色列、新(xin)加坡等國家是開展相關理論研究、技術研發和工程實踐較早的國家。再生水已(yi)普遍(bian)用於生態用水、景觀(guan)環境用水、市政(zheng)用水、工業用水、農林牧漁業用水、補(bu)充水源水等途(tu)徑，涉及(ji)的行業領域十分廣(guang)泛。

近年(nian)來，我國城(cheng)鎮汙水基礎設施發展迅速，汙水處理能(neng)力不斷提升，汙水處理廠出水水質不斷提高，為再生水利用奠定了良好的基礎。2021年初，國家發展改革(ge)委聯合(he)九部門印(yin)發的《關於推(tui)進汙水資源化利用的指導意見(jian)》中，明確了我國汙水再生利用的發展目(mu)標、重要任(ren)務(wu)和重點工程(cheng)，標誌(zhi)著汙水再生利用上(shang)升(sheng)為國家行動計劃。

根據住建部《“十(shi)四(si)五”城鎮汙水處理及資源化利用發展規劃(hua)》（2021年6月），到2025年，全國地級及以上缺(que)水城市再生水利用率目標達(da)到(dao)25%以上，京津(jin)冀地區(qu)達到35%以上，黃河流域(yu)中下遊(you)地級及以上缺水城市力爭達到30%。預計“十(shi)四(si)五”期間(jian)和未(wei)來15年，我國再生水利用將會得到更(geng)快發展。

標準規範是再生水行業健(jian)康發展的重要保障。《關於推進汙水資源化利用的指導意見》中明確指出“加快完善(shan)相關政策標準，將再生水納(na)入城市供水體係。”汙水再生處理是再生水係統的核心。目前(qian)，汙水再生處理技術與工藝主要包括混(hun)凝(ning)沉(chen)澱(dian)、介質過濾(lv)（含生物過(guo)濾）、膜(mo)過濾（微濾、超(chao)濾、反滲透）、活性(xing)炭(tan)吸附、氧(yang)化等單元處理技術及其(qi)組合工藝。雖(sui)然這些(xie)技術與工藝已在實際汙水再生處理過程中得到廣泛應用，但其與不(bu)同水源水質、再生水水質要求之間的關係還(hai)不是十分清晰，各種(zhong)技術和工藝的評價也缺少標準和規範的指導急需構建科學、合理、規範(fan)的評價體係和評價方法，為汙水再生處理技術選擇(ze)、診斷和運行優化提供指導。

《水回用導則 汙水再生處理技術與工藝評價方法》於2018年獲得立(li)項，由全國節水標準化技術委員會（SAC/TC442）和全國環保產業標準化技術委員會（SAC/TC275）共同提出並(bing)歸(gui)口(kou)，由清華大學等單位起草。該標準規定了汙水再生處理技術與工藝評價的相關術語和定義、評價指標體係、評價程序(xu)與要求，適用於汙水再生處理技術與工藝的評價。在以下幾個方麵具有創新性：

• 從評價指標體係、評價程序與要求等方麵係統規範了汙水再生處理技術與工藝評價的內容(rong)和要求。

• 提出了評價指標的結(jie)構和設立原則，一級指標應反映(ying)技術、經濟、環境和可靠性等主要方麵。提出了技術指標、經濟指標、環境指標和可靠性指標的定量和定性評價方法，有助於全麵反(fan)映處理技術或工藝特點。

• 提出了評價程序與基本要求，根據不同類(lei)型汙水再生處理技術或工藝的特點，明確(que)了評價周期(qi)、取樣(yang)時間與頻(pin)次等要求(qiu)。

汙水再生處理技術與工藝評價指標包括(kuo)定量和定性兩類指標。定量評價，應選取科學、合理的可量化指標，充(chong)分考慮相關數(shu)據的可獲取性和可靠性。定性評價，主要采用描述性或相對比(bi)較方式進行評價；評價應符(fu)合客觀事(shi)實、用詞(ci)準確、具有可考(kao)核性和可比較(jiao)性。定量和定性指標應定義明確、內涵和邊界(jie)清晰(xi)。

汙水再生處理技術與工藝評價指標體係如(ru)表1所示。評價指標體係通常(chang)由一級指標和二級指標組成。一級指標用於對具體指標進行分類，包括技術指標、經濟指標、環境指標和可靠性指標；二級指標用於定量或定性評價。根據評價需要，也可設立其他二級、三級或更多級指標；設立的指標應定義明確、內涵(han)清晰。

表(biao)1 汙水再生處理技術與工藝評價指標體係

（1）技術指標

技術指標反映汙水再生處理技術與工藝在技術性能、技術先進性等技術方麵的特征(zheng)，主要包括出水水質、汙染物去除率(lv)、容積(ji)負荷(he)、汙染物去(qu)除(chu)負荷、汙泥產(chan)生量等二級指標。

出水水質指在一定條(tiao)件下，經處理後達到的水質水平(ping)。應根據再生水的用途和用戶要求，選擇相應的水質指標，包括相關水質標準中規定的指標和其他(ta)需要關注(zhu)的特(te)定指標。常規指標主要包括pH、生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、總懸(xuan)浮固體、濁度、餘(yu)氯(lv)、氮(dan)磷(lin)等營養物質濃度、電(dian)導率、病原指示微生物濃(nong)度等。特定指標應根據用戶要求或水質安全性保障需求進行選擇，如特征化學汙染物、特定病(bing)原(yuan)微(wei)生物、化學穩定性、生物穩定性、生物毒(du)性、有毒有害(hai)副產物等。

汙染物去除率指去除汙染(ran)物的百分率。單位容積去除負荷指單位容積單位時間內去除汙染物的量。單位占(zhan)地麵積去除負荷指單位占地麵積單位時(shi)間去除汙染物的量。汙泥(ni)產生量指處理單位水量或去除單位質量汙染物所產生的汙泥量。技術指標的具體計(ji)算公式可參見標準正文。

（2）經濟指標

經濟指標反映汙水再生處理技術與工藝在投(tou)資成本、運行成本、綜(zong)合成本等經濟方麵的特征，主要包括單位水量建設費用、電耗和電耗(hao)費用、藥耗和藥(yao)耗費用、水耗和水耗費用、人(ren)工和人工費(fei)用等二級指標。

單位水量建設費用指為完(wan)成汙水再生處理工程的建設、折(zhe)合成單位處理水量的建設費用。電耗和電耗費用指處理單位水量或去除單位質量汙染物所需電耗和電耗費用。

藥耗和藥耗費用指處理單位水量或去除單位質量汙染物所需的藥耗和藥耗費用，藥劑包括混凝劑、反硝化外加碳源、汙泥處理處置(zhi)用藥劑(ji)等，主要用於混凝沉澱、反硝化生物過濾、汙泥處理處置等汙水再生處理過程。

水耗和水耗費用指處理單位水量所需水耗（包括自來(lai)水消(xiao)耗量和再生水消耗量）和水耗費用。人工和人工費用指處理單位水量所需人工和人工費用。經濟指標的具體計算(suan)公式可參(can)見標準正文。

（3）環境指標

環境指標反映汙水再生處理技術與工藝對環境的正麵或負麵影響(xiang)等環境方麵的特征，主要包括臭氣產生量、溫(wen)室氣體釋(shi)放量等二級指標。

臭氣產生量指處理單位水量或去除單位質量汙染物所產生的臭(chou)氣物質的量。汙水再生處理過程釋放的臭氣(qi)物質種類主要包括：含(han)硫化合物（如硫化氫、硫醇類、硫醚類等）、含氮化合物（如氨、胺類、酰(xian)胺類、吲哚類等）、烴類化合物（如烷(wan)烴、烯(xi)烴(ting)、芳香烴等）及含氧化合物（如醇、醛(quan)、酮、酚、有機酸(suan)等）。臭氣種類和產生量受(shou)進水水質、水量、處理工藝、運維(wei)方式等因(yin)素的影(ying)響。

溫室氣體釋放(fang)量指處理單位水量或去除單位質量汙染物所(suo)釋放的溫室氣體量。汙水再生處理過程釋放的溫室氣體主要包括二氧化碳(tan)（CO2）、甲(jia)烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫(qing)氟碳化合物（HFCs）、全氟碳化合物（PFCs）和六(liu)氟化硫（SF6）等。溫室氣體與CO2轉(zhuan)化的當量係數，參見表2。環境指標的具體計算公式可參見標準正文。

表2 典型非(fei)CO2溫室氣體的折算當(dang)量係數

（4）可靠性指標

可靠性指標反映汙水再生處理技術與工藝在高效穩(wen)定、運行管理等可靠性方麵的特征，主要包括水質波(bo)動(dong)率、水質達標率、冗(rong)餘度、魯棒性、彈(dan)韌(ren)性等二級指標。

水質波動率指評價周期內，出水水質偏(pian)離平均值的波動幅度。水質達標率指在評價周期內，出水水質達到處理目標天數所占的比例。水質波動率和水質達標率的具體計算公式可參見標準正文。

冗餘度指汙水再生處理係統超出最(zui)低水質安全保障要求的處理能力，以保證某一單元(yuan)發生事故時，處理係統仍(reng)能穩定持(chi)續(xu)地達到處理目標/性能指標。冗餘度評價指評價汙水再生處理係統的最大處理能力(li)及安全係數、單元和設備(bei)備份度等，可進行定性或定量分析。

魯(lu)棒性指汙水再生處理係統在水質、水量等衝擊作用下，保持功能穩定的能力，即抗衝擊(ji)能力。魯棒(bang)性評價指測定負(fu)荷增(zeng)加或減(jian)少情況下，汙水再生處理係統達到穩定狀態(tai)所需的時間。負荷增加或減少幅度可根據評價目標進行設定。負荷增減情(qing)景(jing)包括流(liu)量增減和濃度增減兩種類型。例如，可以選取特征汙染物（如指示病原微生物、化學汙染物等）進行衝擊投加，考察其在汙水再生處理係統中的特性和變(bian)化規律。

彈韌性指汙水再生處理係統對突(tu)發事故的應對和功能恢(hui)複(fu)能力。彈韌性評價指評價停(ting)電或高毒性、高抑製性、難處理廢(fei)水衝擊等突發事件(jian)情況下，汙水再生處理係統的運行狀(zhuang)況(kuang)和恢複能力，可進行定性或定量分析(xi)。

汙水再生處理技術與工藝評價程序主要包括：確定評價對象、明確邊界條件與評價目的、選取評價指標、收集(ji)評價資料、開展評價實驗、開展綜合評價、撰(zhuan)寫評價報告、開展專家谘詢、完善評價報告和形成評價報告(gao)等步驟，如圖1所示(shi)。

圖(tu)1 汙水再生處理技術與工藝評價程序

（1）評價對象和評價指標

評價對象的確定是評價程序中關鍵(jian)的步驟。評價對象(xiang)包括新開發的、實際應用的和利舊(jiu)改(gai)造的處理技術、單元技術和組合工藝。需要針(zhen)對評價對象，確定所評價處理技術或工藝的功(gong)能及其可能的適用範圍。評價目的包括處理技術評價、技術比選、運行診斷等，針對不同(tong)評價目的，選擇合適的評價程序。

評價指標應根據評價對象和目的進行合理選擇，以定量指標為主，定性指標為輔。除技術、經濟、環境和可靠性指標外，對於新開發的處理技術、單元技術和組合工藝的評價，還需重點關注處理技術應用的邊(bian)界條件等指標；對於實際應用的處理技術、單元技術和組合工藝評價，還需關注運行績效提升潛(qian)力等指標。資料(liao)收集過程中應保證數據的合理性、客觀性和全麵性。

（2）評價實驗

對於新開發的處理技術或工藝，應通過中試規模(mo)實驗(yan)開展技術驗證，獲得關鍵評價指標數據。對於運行中的處理技術或工藝，應針對實際工程開展研究考察，以獲得評價指標數據。根(gen)據評價對象特點，確定科學合理的評價周(zhou)期和取樣時間與頻次等。

為充分反映不同類型汙水再生處理技術或工藝的特點，對於評價周期的選擇，物理化學處理技術或工藝的評價周期不宜(yi)小(xiao)於30天，生物處理技術或工藝不宜小於6個(ge)月（包含冬(dong)季(ji)），濕(shi)地等生態處理技術或工藝不宜小於1年。

評價負荷增減或負荷衝擊條件下的運行性能時，負荷變化後(hou)的運行時間和評價周期，需根據處理技術或工藝水力停留(liu)時間確定。為充分反映汙水再生處理技術或工藝的可靠性，負荷變化後(hou)的運行時間和評價周期，物理、化學處理工藝不宜小於水力停留時間的20倍(bei)，生物、生態處理技術不宜小於水力停留時間的60倍(bei)。取樣評價有效數據應大於100組(zu)。

可根據《城市汙水再生利用 城市雜用水水質》（GB/T18920）等城市汙水再生利用係列國家標準的水質要求規定，確定進水出水水質檢(jian)測項目和頻率，並滿足處理技術或工藝運行評價和管理需要。應根據條件和需要，酌情增加對關鍵水質指標和控製參數的檢測頻率。

對於有相關標準檢測方法的，應參考該方法進行水質等指標測(ce)定；對於沒有相關標準檢測方法的，可參考相關研究文獻進行測定；對於特殊指標，可以采(cai)用新開發的方法進行測定，但(dan)需要詳(xiang)細(xi)描(miao)述方法並提供方法可靠性評價資料等。

應詳細記錄檢測結果(guo)，包括取樣人/時間/地點、水質檢測方法和注意事項、水量水質監(jian)測數據報(bao)表、環境條件等。對於原始取樣與分析等過程，應保存好(hao)原始數據和信息。

（3）綜合評價

可根據評價指標體係的相關內容，對所選指標進行定量計算或定性描述(shu)。可采用專家評議、打分等方法，對定量定性評價結果進行綜合分析，並與其他同類型(xing)技術或工藝進行係統比較，明確評價對象的特點、優勢和不足，提出改進措施。

（4）評價報告

評價報告撰寫(xie)應表達規範，報告內容包括汙水再生處理技術或工藝、評價周期、技術或工藝運行條件、水質測定方法、水質監測結果（附原始(shi)數據）、評價結果、評價結論等內容。通過谘詢5名及以上本領(ling)域資深專家，對評價報告進行專家評議，保證評價報告的科學性與完整性等。專家谘詢過程中獲得的評審意見等資料，宜進行歸檔保存，以備後續核查。根據專家谘詢(xun)意見，對評價報告進行完善；必(bi)要時，需重複前述數據獲取、綜合評價等程序。經過圖1所述程序，最終形成完整的技術或工藝評價報告，並及時歸檔和妥善保存(cun)。

汙水再生利用是改善城市水環境、實現水資源循(xun)環利用、提高城市水安全和供水能力等多重目標的有效手段。目前我國在城鎮再生水利用量和利用途徑(jing)等方麵仍有很大拓展空間，但不同汙水再生處理技術與工藝的評價與優化尚缺乏(fa)標準化、規範化和係統化的指導。

《水回用導則》係列國家標準旨在從再生水分級、評價和管理等角度為再生水行業開展項目規劃、設計、運營、評價和管理等工作提供專業指導意見和規範。《水回用導則 汙水再生處理技術與工藝評價方法》國家標準是其中之一，為首次發布，其規定了汙水再生處理技術與工藝評價的相關術語和定義、評價指標體係、評價程序與要求，對於保障汙水再生處理係統的安全、穩定、高效和經濟運行具有重要意義。今(jin)後需進一步做(zuo)好該標準的宣貫工作，加強實施和監督管理，充分發揮(hui)國家標準的規範和引領作用。

轉自(zi)《給水排水》