《水回用導(dǎo)則》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布,胡洪營(yíng)團(tuán)隊(duì)深度解讀
2021年12月31日,由清華大學(xué)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院等單位牽頭制定的《水回用導(dǎo)則》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)正式發(fā)布?!端赜脤?dǎo)則》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為首次制定,包括以下3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn):
?。?)《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》(GB/T 41016-2021)
(2)《水回用導(dǎo)則 污水再生處理技術(shù)與工藝評(píng)價(jià)方法》(GB/T 41017-2021)
?。?)《水回用導(dǎo)則 再生水分級(jí)》(GB/T 41018-2021)
《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》規(guī)定了再生水廠水質(zhì)管理的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義、目標(biāo)、措施、檢測(cè)監(jiān)控與報(bào)告及制度,提出了基于風(fēng)險(xiǎn)分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)體系的再生水廠水質(zhì)管理措施,包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法、關(guān)鍵控制點(diǎn)設(shè)置和管控要求、水質(zhì)異常應(yīng)對(duì)措施、應(yīng)急管理措施等內(nèi)容。
《水回用導(dǎo)則 污水再生處理技術(shù)與工藝評(píng)價(jià)方法》規(guī)定了污水再生處理技術(shù)與工藝評(píng)價(jià)的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)程序與要求,提出了技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)和可靠性指標(biāo)的定量和定性評(píng)價(jià)方法,根據(jù)不同類型污水再生處理技術(shù)或工藝的特點(diǎn),明確了評(píng)價(jià)周期、取樣時(shí)間與頻次等要求。
《水回用導(dǎo)則 再生水分級(jí)》規(guī)定了以城鎮(zhèn)污水為水源的再生水的分級(jí)及其基本依據(jù),適用于城鎮(zhèn)再生水利用規(guī)劃、安全管理、效益評(píng)價(jià)、價(jià)格確定、利用統(tǒng)計(jì)和標(biāo)識(shí)等。
城鎮(zhèn)污水水量穩(wěn)定、水質(zhì)可控、就近可取,是可靠的城鎮(zhèn)第二水源,利用潛力巨大。2021年1月,國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合九部門印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》中,明確了我國(guó)污水再生利用的發(fā)展目標(biāo)、重要任務(wù)和重點(diǎn)工程,標(biāo)志著污水再生利用上升為國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃?!笆奈濉逼陂g和未來15年,我國(guó)再生水利用將會(huì)得到快速發(fā)展,再生水利用規(guī)劃、設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和管理具有巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)空間。
《水回用導(dǎo)則》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施將為我國(guó)污水資源化利用發(fā)展提供重要標(biāo)準(zhǔn)依據(jù),對(duì)于加強(qiáng)再生水分級(jí)管理,引導(dǎo)污水再生處理技術(shù)開發(fā)與優(yōu)化進(jìn)步,促進(jìn)再生水行業(yè)快速發(fā)展具有重要意義。
下一步,標(biāo)準(zhǔn)編制組將會(huì)同相關(guān)部門加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳、培訓(xùn)、解讀和實(shí)施推廣工作,充分發(fā)揮上述標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)支撐作用。
【附】《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》(GB/T 41016-2021)解讀
《給水排水》雜志社特邀主編單位,對(duì)3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行了深度解讀,形成的系列文章將會(huì)在“給水排水”微信陸續(xù)推送。本篇重點(diǎn)解讀《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》(GB/T 41016-2021),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了再生水廠水質(zhì)管理的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義、目標(biāo)、措施、檢測(cè)監(jiān)控與報(bào)告及制度,可為再生水廠水質(zhì)安全保障和高效穩(wěn)定生產(chǎn)提供有益指導(dǎo)。
教授/博導(dǎo),清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境微生物利用與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,國(guó)家杰出青年科學(xué)基金與國(guó)家級(jí)教學(xué)名師獎(jiǎng)獲得者,先后獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和教育部、住建部、環(huán)保部等省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)多項(xiàng)。主要從事再生水安全利用理論與技術(shù)方面的研究。
污水再生利用是統(tǒng)籌解決水資源短缺、水環(huán)境污染和水生態(tài)損害問題的重要途徑。再生水廠建設(shè)是城鎮(zhèn)和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障,對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。2019年,我國(guó)城鎮(zhèn)再生水生產(chǎn)能力為183.4億m3/年,再生水設(shè)施建設(shè)固定資產(chǎn)投資達(dá)50.83億元。標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化的再生水廠管理是保障再生水利用事業(yè)發(fā)展高質(zhì)量發(fā)展和快速發(fā)展的重要保證。
再生水利用的前提是水質(zhì)安全保障。針對(duì)再生水廠水質(zhì)管理需求,清華大學(xué)等單位編制了《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》(GB/T 41016-2021)。該標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC442)和全國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC275)共同提出并歸口,由國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布實(shí)施。
該標(biāo)準(zhǔn)是《水回用導(dǎo)則》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之一,為首次發(fā)布?!端赜脤?dǎo)則》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)旨在從再生水分級(jí)、評(píng)價(jià)和管理等角度為再生水行業(yè)開展項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)、評(píng)價(jià)和管理等工作提供專業(yè)指導(dǎo)意見和規(guī)范。
01
標(biāo)準(zhǔn)制定的重要意義
水資源短缺和水環(huán)境污染是全球面臨的重大水安全問題,我國(guó)和“一帶一路”國(guó)家尤為突出。與雨水和海水相比,污水水量穩(wěn)定、水質(zhì)可控、就地可取,已成為國(guó)際公認(rèn)的“城鎮(zhèn)第二水源”,其再生利用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行,是解決缺水和水污染問題的雙贏途徑,已成為國(guó)家重大需求,對(duì)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)也具有重要意義。我國(guó)、美國(guó)、新加坡和以色列等國(guó)家將再生水利用作為重要戰(zhàn)略,開展了卓有成效的實(shí)踐。2019年,我國(guó)城鎮(zhèn)地區(qū)再生水利用量已達(dá)到116億m3/年,再生水利用率約為20%。從全球范圍來看,預(yù)計(jì)到2022年,再生水利用量將超過500億m3/年。
國(guó)家發(fā)展改革委等十部委聯(lián)合出臺(tái)的《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》(2021年1月)中指出,到2025年,我國(guó)缺水城市污水再生利用率將達(dá)到25%以上,京津冀地區(qū)將達(dá)到35%以上;到2035年,形成系統(tǒng)、安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的污水資源化利用格局。根據(jù)國(guó)家《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》(2021年6月),“十四五”期間,新建、改建和擴(kuò)建再生水生產(chǎn)能力不少于1500萬m3/d。因此,“十四五”期間和未來15年,我國(guó)再生水利用將會(huì)得到更快發(fā)展。再生水廠的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和管理具有巨大發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)空間。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是再生水行業(yè)健康發(fā)展的重要保障。再生水廠以污水或達(dá)標(biāo)排放的污水處理廠二級(jí)出水為水源,生產(chǎn)和供給再生水,是城鎮(zhèn)再生水系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是,不同再生水廠的水源和處理工藝差異較大,不同水質(zhì)再生水適用范圍及用戶使用需求亦各不相同。目前再生水廠的水質(zhì)管理以末端出水口典型水質(zhì)指標(biāo)的濃度控制為主,缺乏全流程水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與過程管控,存在水質(zhì)管理方法不統(tǒng)一、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不足等問題。我國(guó)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中尚無再生水廠水質(zhì)管理方面的標(biāo)準(zhǔn)。為促進(jìn)再生水廠安全高效生產(chǎn),需要制定突出再生水特點(diǎn)、系統(tǒng)性和針對(duì)性強(qiáng)的再生水廠水質(zhì)管理標(biāo)準(zhǔn),以指導(dǎo)再生水廠水質(zhì)管理,推動(dòng)我國(guó)再生水行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。
02
標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容
《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》于2018年申請(qǐng)立項(xiàng),由全國(guó)節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC442)和全國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC275)共同提出并歸口,由清華大學(xué)等單位起草。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了再生水廠水質(zhì)管理的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和定義、目標(biāo)、措施、檢測(cè)監(jiān)控與報(bào)告及制度,適用于再生水廠的水質(zhì)管理。在以下幾個(gè)方面具有創(chuàng)新性:
編輯:王媛媛
從水質(zhì)管理目標(biāo)、水質(zhì)管理措施、水質(zhì)監(jiān)控與報(bào)告和水質(zhì)管理制度等方面規(guī)范了再生水廠水質(zhì)管理內(nèi)容和要求。
明確了再生水水質(zhì)管理的范疇,首次將風(fēng)險(xiǎn)分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)體系引入我國(guó)再生水廠水質(zhì)管理。提出了基于HACCP體系的再生水廠水質(zhì)管理措施,包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法、關(guān)鍵控制點(diǎn)設(shè)置和管控要求、水質(zhì)異常應(yīng)對(duì)措施、應(yīng)急管理措施等內(nèi)容。
提出了再生水廠水質(zhì)監(jiān)控與報(bào)告要求,明確了水質(zhì)監(jiān)控內(nèi)容與要求、數(shù)據(jù)質(zhì)量保障方法和水質(zhì)報(bào)告制度。
03
水質(zhì)管理目標(biāo)
再生水系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的非傳統(tǒng)供水工程,既具有污水處理系統(tǒng)的特征,又具有供水系統(tǒng)的特征。再生水系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜,包括水源、處理、儲(chǔ)存輸配、用戶端利用等環(huán)節(jié)(圖1)。再生水廠在再生水系統(tǒng)中起著重要作用,其以污水或達(dá)標(biāo)排放的污水處理廠二級(jí)出水為水源,生產(chǎn)和供給再生水。再生水廠通常包括進(jìn)水口、處理、儲(chǔ)存、出水口等單元,再生水廠水質(zhì)管理目標(biāo)應(yīng)包括處理單元出水水質(zhì)、廠內(nèi)儲(chǔ)存單元水質(zhì)、再生水廠出水水質(zhì)和用戶端水質(zhì)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。再生水廠水質(zhì)管理是以水質(zhì)保障、控制和改進(jìn)為目的,對(duì)再生水廠處理工藝各關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)水質(zhì)要求實(shí)施管理的過程。
圖1 再生水系統(tǒng)基本構(gòu)成和流程
具體而言,針對(duì)某一處理單元,再生水廠應(yīng)根據(jù)其后續(xù)處理單元的進(jìn)水水質(zhì)要求,確定其管理目標(biāo),以保證后續(xù)處理單元的穩(wěn)定高效運(yùn)行。例如,若采用反滲透處理單元生產(chǎn)A級(jí)再生水,由于反滲透膜孔徑小,極易堵塞且難以清洗,需要高水平的預(yù)處理。預(yù)處理單元一般包括:混凝沉淀、介質(zhì)過濾、超(微)濾等,預(yù)處理單元的水質(zhì)管理目標(biāo)應(yīng)符合其后續(xù)反滲透單元的進(jìn)水水質(zhì)要求。
針對(duì)廠內(nèi)儲(chǔ)存單元,應(yīng)根據(jù)再生水廠出水水質(zhì)要求,確定其管理目標(biāo)。針對(duì)再生水廠出水水質(zhì),應(yīng)根據(jù)用戶端水質(zhì)要求,并考慮管網(wǎng)輸配過程中的水質(zhì)變化(例如余氯的衰減和微生物的生長(zhǎng)等),確定其管理目標(biāo)。再生水廠出水和用戶端水質(zhì)管控目標(biāo)包括水質(zhì)指標(biāo)以及各指標(biāo)的達(dá)標(biāo)率、波動(dòng)率等。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的常規(guī)指標(biāo)主要包括pH、生化需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)、總懸浮固體、濁度、余氯、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、電導(dǎo)率、病原指示微生物濃度等。
但經(jīng)過深度處理后的再生水中仍含有一定量的有機(jī)物和微生物(包括病原微生物),在儲(chǔ)存和管網(wǎng)輸配過程中可能發(fā)生水質(zhì)劣化,威脅再生水的水質(zhì)安全性。因此,在滿足其相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上,還需根據(jù)再生水用途和用戶要求,關(guān)注化學(xué)穩(wěn)定性、生物穩(wěn)定性、微量有毒有害污染物等水質(zhì)安全指標(biāo)。例如,再生水用于工業(yè)利用冷卻水和洗滌用水時(shí),考慮結(jié)垢、腐蝕、生物滋生等潛在風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注NH3-N、氯離子、TDS、總硬度、SS、色度、化學(xué)穩(wěn)定性等指標(biāo),循環(huán)冷卻水應(yīng)考慮鹽度和硬度的控制。
當(dāng)再生水同時(shí)用于多種用途時(shí),水質(zhì)可按最高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求確定或分質(zhì)供水;也可按用水量最大用戶的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求確定。個(gè)別水質(zhì)要求更高的用戶,可自行補(bǔ)充處理達(dá)到其水質(zhì)要求。再生水廠水質(zhì)管理目標(biāo)需根據(jù)技術(shù)發(fā)展、最新研究成果、用戶變化情況和用戶反饋情況,及時(shí)調(diào)整和完善,包括水質(zhì)指標(biāo)的增減及達(dá)標(biāo)率、波動(dòng)率的調(diào)整等。
04
水質(zhì)管理措施
風(fēng)險(xiǎn)分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)是一套預(yù)防性的安全管理體系,其主要內(nèi)容包括識(shí)別危害可能產(chǎn)生的關(guān)鍵控制點(diǎn)、建立相關(guān)指標(biāo)的關(guān)鍵限值、建立預(yù)防或減少相應(yīng)危害的控制措施和驗(yàn)證控制措施可以正常運(yùn)行并進(jìn)行記錄等環(huán)節(jié)。HACCP原理基于預(yù)防性過程管理和質(zhì)量保證,其強(qiáng)調(diào)對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)及其產(chǎn)生的關(guān)鍵控制點(diǎn)(CCP)的識(shí)別、分析、評(píng)估和控制,從而消除或?qū)撛陲L(fēng)險(xiǎn)降低到可接受水平。
HACCP體系最早用于食品行業(yè)的安全管理,現(xiàn)已在美國(guó)、加拿大、瑞士、法國(guó)、德國(guó)、澳大利亞等國(guó)家的城市飲用水系統(tǒng)安全保障體系中得到廣泛應(yīng)用。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)頒布的《城鎮(zhèn)集中式再生水系統(tǒng)管理導(dǎo)則》(ISO 20760-2: 2017)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中,也提出了基于HACCP原理的再生水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與水質(zhì)管理體系。
《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》首次將HACCP體系引入再生水廠水質(zhì)管理。針對(duì)再生水廠水源水質(zhì)復(fù)雜多變、處理環(huán)節(jié)長(zhǎng)等特點(diǎn),為滿足再生水水質(zhì)安全保障需求,再生水廠應(yīng)根據(jù)水源特點(diǎn)、處理工藝和水質(zhì)管理目標(biāo),基于風(fēng)險(xiǎn)分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)體系,制定再生水廠水質(zhì)管理措施。水質(zhì)管理措施包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、CCP設(shè)置和管理、水質(zhì)異常應(yīng)對(duì)措施、可持續(xù)改進(jìn)、應(yīng)急管理等方面,其制定流程如圖2所示。再生水廠的潛在風(fēng)險(xiǎn)、CCP監(jiān)控指標(biāo)及水質(zhì)異常應(yīng)對(duì)措施示例如表1所示。當(dāng)CCP的水質(zhì)指標(biāo)和控制參數(shù)超出目標(biāo)范圍時(shí),應(yīng)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施,使其盡快恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。
圖2 再生水廠HACCP水質(zhì)管理措施制定流程
表1 再生水廠水質(zhì)管理措施示例
注:BOD=五日生化需氧量;CODCr=化學(xué)需氧量;DO=溶解氧;FC=糞大腸菌群數(shù);MLSS=混合液懸浮固體濃度;MLVSS=混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度;NH3-N=氨氮;NO3-N=硝酸鹽氮;ORP=氧化還原電位;SS=懸浮物;SDI=淤泥密度指數(shù);TC=總大腸菌群數(shù);TN=總氮;TOC=總有機(jī)碳;TP=總磷。
此外,再生水廠可能受到緊急情況、突發(fā)事件、水源干擾或中斷等影響,為有效地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件或狀況可能對(duì)再生水水量和水質(zhì)造成的影響(例如極端氣候條件、自然災(zāi)害、處理單元失效、管道錯(cuò)接、疾病爆發(fā)等),應(yīng)建立和完善水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),制定水量和水質(zhì)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案并定期進(jìn)行應(yīng)急演練。建立應(yīng)急聯(lián)絡(luò)機(jī)制,提高事故響應(yīng)速度和響應(yīng)能力。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí),應(yīng)根據(jù)應(yīng)急預(yù)案迅速采取有效的處理措施并及時(shí)上報(bào)。
在事故處置過程中,需兼顧水質(zhì)保障與水量穩(wěn)定供應(yīng)要求。再生水廠宜配備備用水源以應(yīng)對(duì)緊急情況,保障再生水基本供水需求。例如,針對(duì)再生水工業(yè)利用,特定用戶(如工業(yè)冷卻用戶等)應(yīng)設(shè)有備用水源或應(yīng)急供水方案。當(dāng)再生水水源可靠性不能保證時(shí),工業(yè)用戶可設(shè)置備用水源或應(yīng)急供水方案。再生水水源水質(zhì)水量不穩(wěn)定時(shí),工業(yè)用戶可設(shè)置再生水調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)再生水水質(zhì)水量。在事故發(fā)生后,需進(jìn)行事故處理總結(jié)和資料積累,不斷完善應(yīng)急預(yù)案。
編輯:王媛媛
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