李軼霄,鄭天龍,楊曉霞,李鵬宇,王紫軒,,王 娟,曹英楠,劉建國(guó),劉俊新
(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院,環(huán)境污染控制與修復(fù)內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,內(nèi)蒙古呼和浩特 010051; 2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué),內(nèi)蒙古自治區(qū)CO2捕集與資源化工程技術(shù)研究中心,內(nèi)蒙古呼和浩特 010051; 3.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,水污染控制實(shí)驗(yàn)室,北京 100085)
截止2020 年底,全國(guó)農(nóng)村生活污水治理率僅為25.5%〔1〕。相較全國(guó),西北地區(qū)受人口密度、經(jīng)濟(jì)及區(qū)位特征等因素影響,農(nóng)村生活污水治理率較低,其中陜西、新疆和寧夏治理率分別為43%、31% 和26%,略高于全國(guó)平均水平;而甘肅、內(nèi)蒙古、青海和山西分別為21%、16.85%、12%和8.07%,相對(duì)滯后。整體而言,西北地區(qū)仍有超過(guò)70%的農(nóng)村污水尚未得到有效治理。農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)乎我國(guó)生態(tài)安全以及人民群眾的健康〔2〕,大量未經(jīng)處理的污水排放至土壤以及河流湖泊等自然水體當(dāng)中,成為了農(nóng)村水環(huán)境的主要污染源〔3〕,對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成很大影響。
西北地區(qū)氣候干旱、土壤貧瘠、水資源匱乏,治理當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)村生活污水應(yīng)聚焦于節(jié)約水資源與污水中氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素資源化利用提高區(qū)域土壤肥力上。近年來(lái),各省(自治區(qū))頒布實(shí)施的農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn),越來(lái)越因地制宜貼合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況推進(jìn)農(nóng)村生活污水治理〔4-5〕。隨著國(guó)家政策法規(guī)的不斷完善與西北地區(qū)農(nóng)村生活污水處理排放的特殊性,筆者通過(guò)對(duì)山西省、陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)西北七省(自治區(qū))陸續(xù)頒布的農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合分析與對(duì)比,旨在協(xié)助相關(guān)研究人員更好地對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村生活污水處理排放需求有更清晰完整的理解認(rèn)知,可引導(dǎo)地方農(nóng)村生活污水治理從執(zhí)著于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》到優(yōu)先考慮適宜區(qū)域的地方標(biāo)準(zhǔn),更貼合實(shí)際需求開展污水處理設(shè)施建設(shè)與運(yùn)維,推進(jìn)區(qū)域農(nóng)村污水處理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展,并為我國(guó)西北農(nóng)村地區(qū)建立相適應(yīng)的污水處理技術(shù)體系、模式體系及治理思路提供標(biāo)準(zhǔn)參考。
根據(jù)2020 年中國(guó)水資源公報(bào),西北七省(自治區(qū))的農(nóng)業(yè)用水量為892.8 億m3,居民生活用水量為78.4 億m3,分別占全國(guó)農(nóng)業(yè)和居民用水量的24.7%和9.1%,而西北七省(自治區(qū))的水資源總量?jī)H占全國(guó)總量的10.35%〔6〕,西北七省(自治區(qū))的農(nóng)業(yè)用水量較多但水資源偏少,因此,推動(dòng)農(nóng)村生活污水進(jìn)行適當(dāng)處理滿足資源化利用標(biāo)準(zhǔn),將是節(jié)約當(dāng)?shù)厮Y源的重要路徑。農(nóng)村生活污水主要包括家畜養(yǎng)殖污水、沖廁污水以及洗滌、洗浴及廚房排水等,基本不含重金屬和有毒有害物質(zhì)〔7〕。基于西北地區(qū)干旱缺水、旱廁普遍使用與高油高鹽的飲食習(xí)慣,西北地區(qū)洗浴與洗滌用水偏少,使得污水中有機(jī)物質(zhì)、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及懸浮物等污染物濃度較高,使得污水有效處理難度大,現(xiàn)有技術(shù)適用性不足〔8〕。同時(shí),現(xiàn)有處理方式存在高能耗、運(yùn)維費(fèi)用大、過(guò)度處理等問(wèn)題。因此,頒布實(shí)施農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)是該地區(qū)農(nóng)村生活污水治理的核心,也是規(guī)范化治理農(nóng)村生活污水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
黨的“十八大”以來(lái),國(guó)家高度重視農(nóng)村生活污水治理工作,出臺(tái)一系列關(guān)于農(nóng)村生活污水治理的重要文件。2018 年9 月26 日,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃2018—2022 年》,明確提出要梯次推進(jìn)農(nóng)村生活污水治理。2018 年9 月,生態(tài)環(huán)境部與住建部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快制定地方農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)的通知》〔9〕,提出地方農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)的底線和分區(qū)分類排放標(biāo)準(zhǔn)的基本控制指標(biāo)。2019 年7 月,中央農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、生態(tài)環(huán)境部等部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)村生活污水治理的指導(dǎo)意見(jiàn)》,要求抓緊修訂本地區(qū)農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)〔10〕。目前,西北七省(自治區(qū))均發(fā)布了《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》或《農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)》,其中寧夏基于提高農(nóng)村人居環(huán)境,保護(hù)當(dāng)?shù)孛舾猩鷳B(tài)環(huán)境的考慮,早在2011 年,就前瞻性地發(fā)布了我國(guó)首個(gè)地方農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
西北七省(自治區(qū))農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)均進(jìn)行了不同層次分級(jí),與2018 年發(fā)布的《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)方案》中提出的“各地區(qū)要區(qū)分排水方式、排放去向等,分類制定農(nóng)村生活污水治理排放標(biāo)準(zhǔn)”目標(biāo)要求相吻合〔11〕。西北七省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)中所定義的農(nóng)村生活污水皆為:“農(nóng)村居民生活活動(dòng)所產(chǎn)生的污水。主要包括洗滌、洗浴、廁所衛(wèi)生間和廚房等生活排水,農(nóng)村公用設(shè)施、農(nóng)家樂(lè)、旅店飯館、家庭農(nóng)副產(chǎn)品加工和畜禽散養(yǎng)農(nóng)戶等排水”〔12〕。其中山西、陜西、寧夏、新疆、甘肅的農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)皆適用于處理規(guī)模小于500 m3/d 的農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的水污染物排放管理,青海省標(biāo)準(zhǔn)適用于處理規(guī)模在350 m3/d 以下的農(nóng)牧區(qū)水污染物排放管理,而內(nèi)蒙古標(biāo)準(zhǔn)則對(duì)農(nóng)牧區(qū)生活污水處理設(shè)施的最大處理規(guī)模適用范圍雖然無(wú)限定說(shuō)明,但在具體實(shí)施過(guò)程中通常參考適用于處理規(guī)模小于500 m3/d 的標(biāo)準(zhǔn),極個(gè)別規(guī)模超過(guò)500 m3/d 但不大于1 000 m3/d。
西北七省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)主要基于兩個(gè)方面,一是通過(guò)出水排入《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)〔13〕中受納水體環(huán)境功能分類進(jìn)行分級(jí);二是根據(jù)生活污水處理設(shè)施的日處理量進(jìn)行分級(jí)。西北七省(自治區(qū))農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)均設(shè)定3 個(gè)細(xì)分級(jí)別,并按照受納水體環(huán)境功能分類要求的高低決定相關(guān)功能區(qū)域執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的高低。其中,各地農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了出水排入Ⅱ、Ⅲ類水域均需要執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),排入Ⅳ、Ⅴ類水域則執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),排入功能未明確水體執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)污水處理設(shè)施的日處理規(guī)模細(xì)化了分級(jí)模式,集中式處理即日處理量大的設(shè)施需要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)嚴(yán)格,而分散式處理即日處理量小的設(shè)施則相對(duì)寬松,如山西、青海、新疆均規(guī)定了當(dāng)設(shè)施日處理量大于100 m3/d 時(shí)即使排入Ⅳ、Ⅴ類水域也需要執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具體標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)結(jié)構(gòu)如表1 所示〔14-21〕。
西北七省(自治區(qū))均規(guī)定了農(nóng)村生活污水處理后不排入水體,可進(jìn)行回用的應(yīng)執(zhí)行國(guó)家或地方相應(yīng)的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)〔19〕。可用于農(nóng)田灌溉的,相關(guān)控制指標(biāo)應(yīng)滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084—2021)的規(guī)定;回用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的,相關(guān)控制指標(biāo)應(yīng)滿足《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 11607—1989)的規(guī)定〔22〕;回用于景觀環(huán)境的,相關(guān)控制指標(biāo)應(yīng)滿足《城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T 18921—2019)〔23〕的規(guī)定。西北七省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)均鼓勵(lì)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施出水優(yōu)先進(jìn)行資源化利用,其中,內(nèi)蒙古明確規(guī)定處理后的尾水用于林、草地灌溉時(shí)也可適用于當(dāng)?shù)厝?jí)標(biāo)準(zhǔn)排放限值。甘肅規(guī)定尾水用于林、草地灌溉的執(zhí)行三級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)限值,用于旱作農(nóng)田灌溉的執(zhí)行三級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)限值。新疆提出尾水用于生態(tài)恢復(fù)治理的標(biāo)準(zhǔn)限值,規(guī)定A 級(jí)限值適用于草地、生態(tài)林、荒漠的灌溉,B 級(jí)限值適用于生態(tài)林、荒漠的灌溉,C 級(jí)限值適用于荒漠生態(tài)恢復(fù)的灌溉。
不同標(biāo)準(zhǔn)控制指標(biāo)是不同省(自治區(qū))之間農(nóng)村生活污水污染排放的重要限定,體現(xiàn)了西北各省(自治區(qū))對(duì)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求及管理水平。在選取控制指標(biāo)時(shí)西北各省(自治區(qū))主要考慮的因素包括3 部分。首先是重點(diǎn)考慮因農(nóng)村生活污水排放導(dǎo)致村落周邊水體富營(yíng)養(yǎng)化的氮、磷等關(guān)鍵污染因子;其次須兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平、管理水平及檢測(cè)能力,簡(jiǎn)化《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中過(guò)于復(fù)雜的控制因子;最后是考慮COD、氨氮等污染物總量減排區(qū)域生態(tài)環(huán)境管理需求。在此基礎(chǔ)上,甘肅和寧夏均考慮了《關(guān)于加快制定地方農(nóng)村生活污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)的通知》中對(duì)控制因子選取的相關(guān)要求,而陜西更是參考了典型農(nóng)村生活污水處理設(shè)施排水實(shí)測(cè)分析檢出項(xiàng)目。同時(shí),為了更好地梳理西北七省(自治區(qū))農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)的差異性,對(duì)比分析西北七省(自治區(qū))農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)與《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)和《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084—2021),具體結(jié)果如表2 所示。

表2 西北各省農(nóng)村生活污水水中污染物排放標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Discharge standards of pollutants in rural sewage water in Northwest provinces
1)COD 選取依據(jù)。西北各省(自治區(qū))農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)中均未對(duì)BOD5進(jìn)行限值規(guī)定,其主要基于BOD5與COD 之間具有一定相關(guān)性〔24〕,同時(shí)鑒于BOD5檢測(cè)需將水樣培養(yǎng)5 d,檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng),而COD 屬于國(guó)家重點(diǎn)控制污染物且檢測(cè)方法多樣便捷〔25-26〕,因此所有農(nóng)村地標(biāo)中均選取COD 作為首要控制指標(biāo)。
2)TN 與NH4+-N 選取依據(jù)。西北七省(自治區(qū))中山西、寧夏、新疆農(nóng)村污水處理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于TN 在一級(jí)和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中均做了限值要求,而陜西、甘肅、青海、內(nèi)蒙古則僅對(duì)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)做了限值要求,對(duì)于NH4+-N則西北七省(自治區(qū))均規(guī)定了限值。農(nóng)村生活污水處理設(shè)施尤其是分散式污水處理設(shè)施通常工藝簡(jiǎn)單、規(guī)模較小、運(yùn)維也較少,且存在污泥難以回流導(dǎo)致脫氮除磷困難的現(xiàn)象,而在處理過(guò)程中NH4+-N 較易被氧化去除〔27〕,同時(shí)農(nóng)村生活污水中NH4+-N 在TN 中的占比也較高,因此地標(biāo)通常以NH4+-N 作為限值也較為合理。
3)TP選取依據(jù)。在氮元素充足的情況下,磷元素濃度一旦達(dá)到形成富營(yíng)養(yǎng)化條件的閾值,則一般會(huì)發(fā)生水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象〔25〕,為保護(hù)村落周邊相關(guān)水體的生態(tài)環(huán)境安全,西北七省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)TP 也進(jìn)行了較為嚴(yán)格的限制。陜西、青海、新疆和內(nèi)蒙古的一、二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)TP 規(guī)定了濃度限值。而山西、甘肅和寧夏基于農(nóng)村生活污水處理設(shè)施規(guī)模小,污泥回流比難以控制以及生態(tài)處理難以去除,在三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中則不限TP 的排放濃度。
4)糞大腸桿菌群數(shù)選取依據(jù)。西北農(nóng)村地區(qū)以旱廁為主,僅需要關(guān)注農(nóng)村灰水中存在的糞大腸桿菌群,而其濃度通常極低,且灰水處理后基于西北夏季高熱干旱和冬季嚴(yán)寒以及居民生活習(xí)慣等原因,其對(duì)村落周邊居民生活環(huán)境影響相對(duì)較小〔28〕。因此,僅新疆農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)特殊需求在其一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)糞大腸菌群數(shù)做了限值規(guī)定,而山西、陜西、甘肅、青海、寧夏、內(nèi)蒙古均未對(duì)糞大腸菌群數(shù)作強(qiáng)制要求。
5)動(dòng)植物油與陰離子表面活性劑選取依據(jù)。除內(nèi)蒙古外,其余西北六省(自治區(qū))均對(duì)動(dòng)植物油濃度做了要求,但由于一般農(nóng)村生活污水中動(dòng)植物油含量較低,此限值通常針對(duì)當(dāng)處理設(shè)施進(jìn)水包含農(nóng)村餐飲行業(yè)排水時(shí)。一般而言,農(nóng)村生活污水中陰離子表面活性劑(LAS)濃度較低且其檢測(cè)方式較復(fù)雜,由于西北地區(qū)農(nóng)村土地消納容量大,因此,除青海省外,其余西北六省(自治區(qū))均未對(duì)LAS進(jìn)行要求。然而,由于LAS對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)影響較大,因此《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084—2021)中對(duì)其進(jìn)行了規(guī)定。
6)pH 選取依據(jù)。西北七省(自治區(qū))地標(biāo)pH 的限值與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)要求一致,但與《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084—2021)要求不同。其主要是因?yàn)閜H>8.5時(shí),土壤中的氮肥易被氧化,鈉離子活躍,對(duì)作物根系發(fā)育有抑制作用〔25〕,因此甘肅省的三級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)基于農(nóng)田回用灌溉角度的需求,采用與農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一致的pH 限值。
控制指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)限值確定應(yīng)從水中污染物排放量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、人體健康安全等方面出發(fā),與現(xiàn)行國(guó)家、地方和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合,考慮到當(dāng)?shù)剞r(nóng)村生活污水排放特征趨勢(shì)、水污染物處理設(shè)施建設(shè)管理狀況以及污水處理工藝技術(shù),因地制宜貼合實(shí)際地設(shè)置污染物標(biāo)準(zhǔn)限值,使農(nóng)村生活污水安全合理地排放到環(huán)境中。目前,農(nóng)村生活污水處理工藝按單元組成可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。一級(jí)處理包括格柵(集中處理設(shè)施)、沉淀池、化糞池等,可有效去除污水中的SS 和部分COD,處理出水通常達(dá)不到排放限值或僅能達(dá)到部分地區(qū)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值;二級(jí)處理通常采用生物接觸氧化法、A/O 工藝等,此類工藝可大幅去除污水中的COD 等有機(jī)污染物,基本適用于西北各省(自治區(qū))二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值;三級(jí)處理為生態(tài)處理,常用工藝為人工濕地、穩(wěn)定塘等,此階段主要用于進(jìn)一步保障處理出水水質(zhì),通常針對(duì)水源保護(hù)區(qū)等敏感區(qū)域,一般可到達(dá)地方一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。圖1 比對(duì)了西北七省(自治區(qū))農(nóng)村生活污水與《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)、《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)及《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084—2021)污染物排放限值,具體分析結(jié)果如下。

圖1 西北各省農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)與其他標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比Fig.1 Comparison of rural domestic sewage discharge standards and other standards in Northwestern provinces
1)COD。除山西外,其余西北六省(自治區(qū))的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于COD 的限值皆為60 mg/L,與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)一致;二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)各地并不一致,但其限值均小于或等于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),即小于100 mg/L;三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)同樣均低于或等于城鎮(zhèn)污水處理廠標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),即小于120 mg/L,只有陜西省的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于COD 的要求與《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中尾水用于水田作物灌溉的要求限值一致,均為150 mg/L。
2)TN 與NH4+-N。由圖1 可知,西北七省(自治區(qū))農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于TN 的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)均為20 mg/L,與城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)值一致。通常農(nóng)村生活污水處理設(shè)施規(guī)模較小,因無(wú)二級(jí)強(qiáng)化脫氮除磷過(guò)程或運(yùn)行不佳導(dǎo)致TN去除效率不高,因此整體對(duì)TN 出水濃度要求并不嚴(yán)格。而污水中NH4+-N 易通過(guò)生物去除,且其指標(biāo)較高時(shí)易導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化,因此,各省(自治區(qū))對(duì)NH4+-N 出水濃度限值要求較高。
另外,污水中NH4+-N 的去除主要通過(guò)污水處理裝置內(nèi)的微生物內(nèi)源呼吸和氨氧化細(xì)菌硝化反應(yīng)進(jìn)行〔29〕,其生長(zhǎng)適宜水溫為20~35 ℃,在15 ℃以下反應(yīng)速率將大幅降低。同時(shí),由于西北地區(qū)冬季氣溫普遍偏低,除陜西省外,其余西北六省(自治區(qū))地標(biāo)中對(duì)NH4+-N 在不同溫度下均有不同的排放限值要求。以對(duì)NH4+-N 出水濃度要求最為嚴(yán)格的山西省農(nóng)村生活污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)為例,當(dāng)水溫達(dá)到12 ℃以上時(shí),其NH4+-N 一級(jí)排放限值為5 mg/L,而溫度為12 ℃以下時(shí)則要求為8 mg/L,該指標(biāo)甚至與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)要求一致;同時(shí),其二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)限值與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)要求也一致,而三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)限值還要高于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。西北其他省(自治區(qū))NH4+-N 排放標(biāo)準(zhǔn)較山西省較為寬松,但至少均高于(或等于)城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此,NH4+-N 指標(biāo)在農(nóng)村污水處理中同樣扮演著重要的角色。
3)TP。TP 是指污水中有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷的總和,以磷計(jì)。TP 到一定值會(huì)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化,西北地區(qū)農(nóng)村生活污水中TP 一般為1~6 mg/L〔8〕,遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)污水的4~10 mg/L〔30〕。一般農(nóng)村生活污水處理工藝通過(guò)生物法除磷,沒(méi)有有效排泥的情況下TP 去除率較低。不過(guò),鑒于進(jìn)水TP 低,西北七省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)中TP 排放限值設(shè)計(jì)要求相比《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)要求較低,其一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)均低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)即1 mg/L,二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)則均與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)即3 mg/L 相同,而三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)則一般與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(5 mg/L)相同或不設(shè)限值。
4)SS。生活污水中SS較易去除,西北七省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)SS排放的限值要求基本均按照城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放限值的一級(jí)B(20 mg/L)、二級(jí)(30 mg/L)、三級(jí)(50 mg/L)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置其一、二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn),其中山西、甘肅、內(nèi)蒙古SS限值要求甚至完全一致,其余省(自治區(qū))均在此基礎(chǔ)上有10 mg/L 左右的波動(dòng)。
5)動(dòng)植物油與陰離子表面活性劑濃度(AVO)。污水中動(dòng)植物油類在降解過(guò)程中需消耗大量溶解氧,導(dǎo)致水體缺氧而發(fā)生水質(zhì)惡化。除內(nèi)蒙古外,其余西北六省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了農(nóng)村生活污水處理動(dòng)植物油濃度的排放限值,具體限值見(jiàn)表2。同時(shí),通常農(nóng)村生活污水中的油脂類含量很低,因此,山西、甘肅、青海、寧夏和新疆等五省(自治區(qū))同時(shí)規(guī)定動(dòng)植物油標(biāo)準(zhǔn)限值僅針對(duì)污水處理設(shè)施進(jìn)水中含有農(nóng)村餐飲服務(wù)污水時(shí)執(zhí)行。
污水中陰離子型表面活性劑是一種生物難降解物質(zhì),大部分呈乳化膠狀物體,通常來(lái)源于村落相關(guān)餐飲服務(wù)排水,其主要危害在于降低水體自凈能力、對(duì)水生生物具有一定毒性且會(huì)影響其他污染物在介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化〔31-32〕。西北七省(自治區(qū))中僅有青海對(duì)其規(guī)定排放限值,且只適用于提供各類餐飲服務(wù)的農(nóng)村旅游項(xiàng)目及經(jīng)營(yíng)性的農(nóng)家樂(lè)、牧家樂(lè)等生活污水處理的情況。同時(shí),其一、二、三級(jí)濃度限值與城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放限值的一級(jí)B(1 mg/L)、二級(jí)(2 mg/L)、三級(jí)(5 mg/L)質(zhì)量濃度限值一致。
《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084—2021)中并未規(guī)定TN、TP 及NH4+-N 以及動(dòng)植物油的濃度限值,同時(shí),與西北七省(自治區(qū))農(nóng)村生活污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比,增加了BOD5指標(biāo),已有指標(biāo)中糞大腸桿菌群落個(gè)數(shù)與陰離子表面活性劑濃度限制相比西北七省較高,共有的指標(biāo)只有COD、SS 和pH。從表2 中可以看出,農(nóng)田灌溉水質(zhì)COD 排放限值明顯大于西北各省的一、二級(jí)限值。但其中蔬菜b 類(生食類蔬菜、瓜類和草本水果)COD 限值為60 mg/L,與西北七省農(nóng)村污水標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)限值一致。其中水田作物COD 限值和陜西標(biāo)準(zhǔn)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(最低一級(jí))一致為150 mg/L,旱地作物COD 限值和甘肅的三級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)一致,為200 mg/L。而除山西外其他省(自治區(qū))的COD 三級(jí)限值均為120 mg/L,介于農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的水田作物(150 mg/L)與蔬菜a類(100 mg/L)之間。
2021 年1 月,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于推薦污水資源化利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》中,提出要推動(dòng)農(nóng)村生活污水就近資源化利用。目前,資源化利用是農(nóng)村生活污水最適的處理方式,西北七省(自治區(qū))對(duì)于農(nóng)村生活污水處理后資源化利用均有一定考量,期望根據(jù)農(nóng)村生活污水排水去向、處理設(shè)施規(guī)模及資源化利用等不同因素,開展其地方三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)出水用于農(nóng)田灌溉等資源化利用實(shí)踐。目前,甘肅和內(nèi)蒙古已明確提出將處理后的尾水用于灌溉的可執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中的三級(jí)限值,新疆則是在生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)限值后還設(shè)定了尾水用于生態(tài)恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)限值,將用于生態(tài)恢復(fù)灌溉的尾水執(zhí)行相應(yīng)的A、B、C 級(jí)污染物濃度限值。
通過(guò)對(duì)西北七省(自治區(qū))農(nóng)村生活污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)和《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084—2021)的深入剖析表明:
1)西北七省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)污染物控制指標(biāo)選取基本與城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一致,污染物濃度限值設(shè)定則較城鎮(zhèn)污水處理廠排放的污染物濃度限值寬松,一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)污染物濃度限值大部分指標(biāo)與城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)限值一致,個(gè)別地區(qū)(如山西省)的標(biāo)準(zhǔn)限值達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)A 水平,而資源化利用方面要求主要參考農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等相應(yīng)回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
2)西北七省(自治區(qū))山西、陜西、甘肅、寧夏、新疆農(nóng)村生活污水處理標(biāo)準(zhǔn)中所適用的生活污水處理設(shè)施規(guī)模均在500 m3/d 以下,青海標(biāo)準(zhǔn)為350 m3/d以下,內(nèi)蒙古未對(duì)適用設(shè)施規(guī)模作限制。
3)西北七省(自治區(qū))所頒布標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)農(nóng)村生活污水排水去向、處理設(shè)施規(guī)模及資源化利用因素的不同,分級(jí)制定農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)。各地標(biāo)基于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中受納水體環(huán)境功能分類與生活污水處理設(shè)施日處理量?jī)煞矫孢M(jìn)行細(xì)分級(jí),規(guī)定受納水體環(huán)境功能越低及處理設(shè)施規(guī)模越小的標(biāo)準(zhǔn)限制設(shè)置要求越寬松,受納水體環(huán)境功能越高及處理設(shè)施規(guī)模越大的標(biāo)準(zhǔn)限制要求越嚴(yán)格。
4)西北七省(自治區(qū))標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定出水資源化利用應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)回用標(biāo)準(zhǔn),其中,甘肅和內(nèi)蒙古明確規(guī)定其三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的限值可適用于西北地區(qū)農(nóng)田灌溉的水質(zhì)要求,新疆則明確直接提出生態(tài)恢復(fù)資源利用的灌溉標(biāo)準(zhǔn)限值。
5)西北地區(qū)干旱缺水,推進(jìn)農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)要以農(nóng)田灌溉回用為主,開展資源化利用是整個(gè)區(qū)域生活污水治理的重要共識(shí),可根據(jù)排放灌溉作物不同,按照蔬菜、水作和旱作順序放寬相應(yīng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。建議西北農(nóng)村地區(qū)應(yīng)適應(yīng)性研發(fā)低成本、易維護(hù)、符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境特征的農(nóng)村生活污水處理技術(shù),因地制宜推進(jìn)資源化利用治理模式,以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),構(gòu)建農(nóng)村污水治理協(xié)同增效體制機(jī)制,有序提升區(qū)域污水治理水平。
6)“雙碳”背景下,開展基于節(jié)能降耗、溫室氣體減排和處理出水回用及其營(yíng)養(yǎng)元素還田的農(nóng)村生活污水治理,是當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。基于西北地區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境容量大及自然能源豐富等特征,在區(qū)域開展自然能源驅(qū)動(dòng)的污水資源化、生態(tài)化、減碳化是當(dāng)?shù)剞r(nóng)村生活污水治理最適宜的選擇。因此,新形勢(shì)下鼓勵(lì)和建議西北各省(自治區(qū))嚴(yán)格制定并執(zhí)行與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和發(fā)展水平相適應(yīng)的農(nóng)村污水治理標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要,可有效引導(dǎo)區(qū)域農(nóng)村生活污水治理走向資源化和低碳化的可持續(xù)發(fā)展路徑。