城镇污水处理厂出水排放限值分级及提标成本研究
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准的地方城镇污水处理厂排放标准 [６￣１３] ꎬ其技术经济
可行性成为标准制定与实施的重要基础和保障. 同
时ꎬ我国围绕固定源排放管理ꎬ逐步建立起以排污许
可制为核心的环境管理制度ꎬ如何支撑环境质量改善
成为排污许可制设计必须面对的问题ꎬ其中城镇污水
处理厂为重点关注的水污染物排放源之一 [１４] . 因此ꎬ
计( 见表 １) ꎬ各 地 可 结 合 水 环 境 质 量 改 善 需 求ꎬ 选
择执行的级别即确定许可排放限值的方式ꎬ直至针
对单个污染 源 核 定 基 于 水 环 境 质 量 改 善 目 标 的 许
可排放量.
表 １ 许可排放限值分级体系设计
Ｔａｂｌｅ １ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｇｒａｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｅｒｍｉｔｔｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ
中国环境科学研究院ꎬ 环境基准与风险评估国家重点实验室ꎬ 北京 １０００１２
摘要: 为了解城镇污水处理厂不同提标改造要求对成本的影响程度ꎬ围绕水环境质量改善目标ꎬ提出城镇污水处理厂排放限值
的分级体系设计. 在排放浓度分级方面ꎬ梳理现行国家和地方城镇污水处理厂排放标准ꎬ将其主要水污染物的排放浓度限值分为
座ꎬ处理能力达 ２ ２８ × １０ ８ ｍ ３ ∕ｄ [５] . 我国城镇污水处理
厂普遍执行 ＧＢ １８９１８—２００２« 城镇污水处理厂污染
物排放标准» ꎬ其中针对常规污染物根据不同排放去
向规定了一级 Ａ、一级 Ｂ、二级和三级 ４ 个不同水平
他行业. 该研究以水环境质量改善为目标ꎬ按照从宽
松到严格的顺序ꎬ提出许可排放限值的分级体系设
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｔｅｒ ( ＧＢ ３８３８￣２００２) ( ｌｅｖｅｌ ３) ꎬ ｑｕａｓｉ ｇｒａｄｅ Ⅳ ( ｌｅｖｅｌ ２) ａｎｄ ｑｕａｓｉ ｇｒａｄｅⅢ ( ｌｅｖｅｌ １) .
Ｔｈｅｎꎬ ｗｅ ａｓｓｅｓｓｅｄ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌｅｖｅｌ ｆｒｏｍ ｌｅｖｅｌ ４ ｔｏ ｌｅｖｅｌ ３ꎬ ２ꎬ ａｎｄ １ꎬ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｗｅ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｆｌｏｏｒ ａｒｅａ ｗｅｒｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｆｒｏｍ ( ｌｅｖｅｌ ４→ｌｅｖｅｌ １) > ( ｌｅｖｅｌ ４→ｌｅｖｅｌ ２) > ( ｌｅｖｅｌ ４→ｌｅｖｅｌ ３) ｗｈｅｎ
ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｓ ｗｅｒｅ ｕｐｇｒａｄｅｄ ｆｏｒ ａ １０×１０４ ｔ∕ｄ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎ. Ｗｈｅｎ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｆｒｏｍ
放标准确定ꎻ许可排放量限值则一般在排污许可技术
规范中给出确定方法ꎬ最终实现改善环境质量的目
的. 许可排放量的确定方法可以基于排放标准计算ꎬ
当执行此要求仍不能使环境质量达标时ꎬ应由环境质
量目标倒推来确定许可排放量. 根据我国国情ꎬ目前
许可排放量限值仍主要基于排放标准计算ꎬ同时结合
总量控制目标或环评批复要求确定. 因此ꎬ污染物排
第 ３４ 卷 第 ７ 期
环 境 科 学 研 究
２０２１ 年 ７ 月
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏｌ.３４ꎬＮｏ.７
Ｊｕｌｙꎬ２０２１
城镇污水处理厂出水排放限值分级及提标成本研究
蔡木林ꎬ 卢延娜ꎬ 刘 琰ꎬ 赵丽娜ꎬ 杨占红ꎬ 魏玉霞ꎬ 王海燕 ∗
ＣＡＩ Ｍｕｌｉｎꎬ ＬＵ Ｙａｎｎａꎬ ＬＩＵ Ｙａｎꎬ ＺＨＡＯ Ｌｉｎａꎬ ＹＡＮＧ Ｚｈａｎｈｏｎｇꎬ ＷＥＩ Ｙｕｘｉａꎬ ＷＡＮＧ Ｈａｉｙａｎ ∗
Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｒｉｔｅｒｉａ ａｎｄ Ｒｉｓｋ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ
第７期
１ ５６ ３
蔡木林等:城镇污水处理厂出水排放限值分级及提标成本研究
因此ꎬ发展环境可持续和经济上可行的水处理技术ꎬ
业标准. 需要说明的是ꎬ污水综合排放标准可视作一
补充有限的水资源ꎬ是实现水资源可持续性的一种可
种特殊的行业排放标准ꎬ适用于无行业排放标准的其
行的工程解决方案ꎬ这一点已经得到广泛的认同
[２￣４]
.
城镇污水处理厂既是城镇污水的治理单位ꎬ也是主要
的水污染物排放单位之一ꎬ是实现水环境质量改善必
须考虑的污染物减排单位. 目前ꎬ中国拥有世界上数
量最多 和 处 理 能 力 最 大 的 城 市 污 水 处 理 厂. 截 至
２０１８ 年 ６ 月 底ꎬ 全 国 已 建 成 城 镇 污 水 处 理 厂 ５ ２２２
ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｆ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓꎬ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌｉｍｉｔｓ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｉｎｔｏ ｆｏｕｒ
ｌｅｖｅｌｓꎬ ｎａｍｅｌｙ ｇｒａｄｅ １￣Ａ ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｆｏｒ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｗａｓｔｅ ( ＧＢ １８９１８￣２００２) ( ｌｅｖｅｌ ４) ꎬ ｑｕａｓｉ ｇｒａｄｅ Ｖ ｏｆ
ＤＯＩ: １０ １３１９８∕ｊ ｉｓｓｎ １００１￣６９２９ ２０２１ ０３ １４
Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｆｆｌｕｅｎｔ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｌｉｍｉｔｓ ｏｆ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｓｅｗａｇｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｐｌａｎｔ
ａｎｄ Ｃｏｓｔ ｏｆ Ｕｐｇｒａｄｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ
四级ꎬ按照从宽到严的顺序ꎬ分别为 ＧＢ １８９１８—２００２« 城镇污水处理厂污染物排放标准» 一级 Ａ 标准( 四级) 、ＧＢ ３８３８—２００２
« 地表水环境质量标准» 中准Ⅴ类水质标准( 三级) 、准Ⅳ类水质标准( 二级) 和准Ⅲ类水质标准( 一级) 的浓度水平ꎬ并对从四级
分别提高到三级、二级和一级排放限值进行技术经济评估. 结果表明:对于一座设计规模为 １０×１０４ ｔ∕ｄ 的城镇污水处理厂ꎬ由四
由于快速的城市化和人口增长ꎬ严重的水资源短
缺已成为全球关注的问题. 城镇污水处理厂被认为
是改善城市水环境的基本工具ꎬ除此之外还在生态系
统资源保护和水资源循环利用中起到重要作用 [１] .
收稿日期: ２０２０￣１１￣３０ 修订日期: ２０２１￣０４￣０６
作者简介: 蔡木林(１９７５￣) ꎬ男ꎬ江西黎川人ꎬ副研究员ꎬ博士ꎬ主要从事生态环境标准研究ꎬｍｌ＿ｃａｉ＠ １２６.ｃｏｍ.
该研究系统梳理现行标准ꎬ并结合排污许可提出许可
排放浓度和排放量的限值分级设计框架ꎬ针对城镇污
水处理厂主要污染物的不同排放浓度水平ꎬ开展技术
经济可行性评估ꎬ以期为城镇污水处理厂的提标改造
提供参考.
１ 许可排放限值分级体系设计
许可排放限值主要包括许可排放浓度限值和许
可排放量限值两部分:许可排放浓度限值主要依据排
放标准是许可排放限值确定的重要依据. 针对水污
染物排放控制而言ꎬ排放标准主要分为国家行业排放
标准、地方行业排放标准和地方流域排放标准ꎬ实施
ｌｅｖｅｌ ４ ｔｏ ｌｅｖｅｌ １ꎬ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １ １×１０８ ￣１ ４×１０８ ＲＭＢꎬ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ １ ６ ｔｏ １ ８ ＲＭＢ ｐｅｒ ｔｏｎꎬ ａｎｄ
ｔｈｅ ｆｌｏｏｒ ａｒｅａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２０００ ｍ２ . Ｔａｋｉｎｇ ａ ｍｅｄｉｕｍ￣ｓｉｚｅｄ ｃｉｔｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅꎬ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ
ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ
许可排放限值
限值水
适用范围 平宽严
程度
的排放限值. ２００６ 年ꎬ原国家环境保护总局在太湖流
分级
力的加大ꎬ各地陆续出台了专门的城镇污水处理厂排
四级
国家行业排放标准
基于排放标准计算 全国全行业
宽
放标准或涵盖其排放控制要求的流域水污染物排放
２４ ４×１０８ ￣３１ １×１０８ ＲＭＢꎬ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １３ ０×１０８ ￣１４ ６×１０８ ＲＭＢ ｐｅｒ ｙｅａｒꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｌｏｏｒ ａｒｅａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ６ ８×１０４ ｍ２ .
Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｏｆ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｌｉｎｋｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙꎬ
ｗｈｉｃｈ ｗｉｌｌ ｄｒｉｖｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔｓ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｕｐ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔꎻ ｍａｊｏｒ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓꎻ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌｉｍｉｔ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻ ｃｏｓｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
∗责任作者ꎬ王海燕(１９７６￣) ꎬ女ꎬ辽宁沈阳人ꎬ研究员ꎬ博士ꎬ主要从事生态环境标准研究ꎬｗａｎｇｈａｉｙａｎ＠ ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎ
基金项目: 国家水体污染控制与治理科技重大专项( Ｎｏ.２０１７ＺＸ０７３０１００３￣０４)
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｊｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ Ｃｈｉｎａ ( Ｎｏ.２０１７ＺＸ０７３０１００３￣０４)
１００１２ꎬ Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｓｔꎬ ｗｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ
ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｃｌａｓｓｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌｉｍｉｔｓ ｏｆ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ. Ｗｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｎａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ
三级
地方行业排放标准
基于排放标准计算 地方全行业
中
标准. 有些地方排放标准的主要污染物排放限值提
二级
地方流域排放标准
基于排放标准计算 流域全行业 较严
Ⅲ类ꎬ如北京、浙江和江苏等地均出台了严于国家标
一级
地方流域排放标准
域推行提标到一级 Ａ 标准. 随着水环境质量改善压
升至ＧＢ ３８３８—２００２« 地表水环境质量标准» Ⅳ类或
级分别提高到三级、二级和一级ꎬ需增加的成本和占地面积逐步提高. 当排放限值从四级提高到一级时ꎬ成本与占地面积增加最
多ꎬ其中投资成本增加 １ １×１０８ ~ １ ４×１０８ 元ꎬ运行成本增加 １ ６ ~ １ ８元∕ｔꎬ土地占用面积增加 ２ ０００ ｍ２ . 以某中等城市为例ꎬ提标
到最严格的一级限值最高需要增加投资成本 ２４ ４ × １０８ ~ ３１ １ × １０８ 元ꎬ新增运行成本 １３ ０ × １０８ ~ １４ ６ × １０８ 元∕ａꎬ增加占地面积
６ ８×１０４ ｍ２ . 研究显示ꎬ城镇污水处理厂出水可直接与水质改善目标相衔接ꎬ且将大幅度增加污水处理厂的成本.
关键词: 城镇污水处理厂ꎻ 主要水污染物ꎻ 排放限值分级ꎻ 成本分析
中图分类号: Ｘ５２３ 文章编号: １００１￣６９２９(２０２１)０７￣１５６２￣０７
文献标志码: Ａ
可行性成为标准制定与实施的重要基础和保障. 同
时ꎬ我国围绕固定源排放管理ꎬ逐步建立起以排污许
可制为核心的环境管理制度ꎬ如何支撑环境质量改善
成为排污许可制设计必须面对的问题ꎬ其中城镇污水
处理厂为重点关注的水污染物排放源之一 [１４] . 因此ꎬ
计( 见表 １) ꎬ各 地 可 结 合 水 环 境 质 量 改 善 需 求ꎬ 选
择执行的级别即确定许可排放限值的方式ꎬ直至针
对单个污染 源 核 定 基 于 水 环 境 质 量 改 善 目 标 的 许
可排放量.
表 １ 许可排放限值分级体系设计
Ｔａｂｌｅ １ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｇｒａｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｅｒｍｉｔｔｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ
中国环境科学研究院ꎬ 环境基准与风险评估国家重点实验室ꎬ 北京 １０００１２
摘要: 为了解城镇污水处理厂不同提标改造要求对成本的影响程度ꎬ围绕水环境质量改善目标ꎬ提出城镇污水处理厂排放限值
的分级体系设计. 在排放浓度分级方面ꎬ梳理现行国家和地方城镇污水处理厂排放标准ꎬ将其主要水污染物的排放浓度限值分为
座ꎬ处理能力达 ２ ２８ × １０ ８ ｍ ３ ∕ｄ [５] . 我国城镇污水处理
厂普遍执行 ＧＢ １８９１８—２００２« 城镇污水处理厂污染
物排放标准» ꎬ其中针对常规污染物根据不同排放去
向规定了一级 Ａ、一级 Ｂ、二级和三级 ４ 个不同水平
他行业. 该研究以水环境质量改善为目标ꎬ按照从宽
松到严格的顺序ꎬ提出许可排放限值的分级体系设
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｔｅｒ ( ＧＢ ３８３８￣２００２) ( ｌｅｖｅｌ ３) ꎬ ｑｕａｓｉ ｇｒａｄｅ Ⅳ ( ｌｅｖｅｌ ２) ａｎｄ ｑｕａｓｉ ｇｒａｄｅⅢ ( ｌｅｖｅｌ １) .
Ｔｈｅｎꎬ ｗｅ ａｓｓｅｓｓｅｄ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌｅｖｅｌ ｆｒｏｍ ｌｅｖｅｌ ４ ｔｏ ｌｅｖｅｌ ３ꎬ ２ꎬ ａｎｄ １ꎬ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｗｅ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｆｌｏｏｒ ａｒｅａ ｗｅｒｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｆｒｏｍ ( ｌｅｖｅｌ ４→ｌｅｖｅｌ １) > ( ｌｅｖｅｌ ４→ｌｅｖｅｌ ２) > ( ｌｅｖｅｌ ４→ｌｅｖｅｌ ３) ｗｈｅｎ
ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｓ ｗｅｒｅ ｕｐｇｒａｄｅｄ ｆｏｒ ａ １０×１０４ ｔ∕ｄ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎ. Ｗｈｅｎ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｆｒｏｍ
放标准确定ꎻ许可排放量限值则一般在排污许可技术
规范中给出确定方法ꎬ最终实现改善环境质量的目
的. 许可排放量的确定方法可以基于排放标准计算ꎬ
当执行此要求仍不能使环境质量达标时ꎬ应由环境质
量目标倒推来确定许可排放量. 根据我国国情ꎬ目前
许可排放量限值仍主要基于排放标准计算ꎬ同时结合
总量控制目标或环评批复要求确定. 因此ꎬ污染物排
第 ３４ 卷 第 ７ 期
环 境 科 学 研 究
２０２１ 年 ７ 月
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏｌ.３４ꎬＮｏ.７
Ｊｕｌｙꎬ２０２１
城镇污水处理厂出水排放限值分级及提标成本研究
蔡木林ꎬ 卢延娜ꎬ 刘 琰ꎬ 赵丽娜ꎬ 杨占红ꎬ 魏玉霞ꎬ 王海燕 ∗
ＣＡＩ Ｍｕｌｉｎꎬ ＬＵ Ｙａｎｎａꎬ ＬＩＵ Ｙａｎꎬ ＺＨＡＯ Ｌｉｎａꎬ ＹＡＮＧ Ｚｈａｎｈｏｎｇꎬ ＷＥＩ Ｙｕｘｉａꎬ ＷＡＮＧ Ｈａｉｙａｎ ∗
Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｒｉｔｅｒｉａ ａｎｄ Ｒｉｓｋ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ
第７期
１ ５６ ３
蔡木林等:城镇污水处理厂出水排放限值分级及提标成本研究
因此ꎬ发展环境可持续和经济上可行的水处理技术ꎬ
业标准. 需要说明的是ꎬ污水综合排放标准可视作一
补充有限的水资源ꎬ是实现水资源可持续性的一种可
种特殊的行业排放标准ꎬ适用于无行业排放标准的其
行的工程解决方案ꎬ这一点已经得到广泛的认同
[２￣４]
.
城镇污水处理厂既是城镇污水的治理单位ꎬ也是主要
的水污染物排放单位之一ꎬ是实现水环境质量改善必
须考虑的污染物减排单位. 目前ꎬ中国拥有世界上数
量最多 和 处 理 能 力 最 大 的 城 市 污 水 处 理 厂. 截 至
２０１８ 年 ６ 月 底ꎬ 全 国 已 建 成 城 镇 污 水 处 理 厂 ５ ２２２
ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｆ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓꎬ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌｉｍｉｔｓ ｏｆ ｍａｊｏｒ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｉｎｔｏ ｆｏｕｒ
ｌｅｖｅｌｓꎬ ｎａｍｅｌｙ ｇｒａｄｅ １￣Ａ ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｆｏｒ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｗａｓｔｅ ( ＧＢ １８９１８￣２００２) ( ｌｅｖｅｌ ４) ꎬ ｑｕａｓｉ ｇｒａｄｅ Ｖ ｏｆ
ＤＯＩ: １０ １３１９８∕ｊ ｉｓｓｎ １００１￣６９２９ ２０２１ ０３ １４
Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｆｆｌｕｅｎｔ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｌｉｍｉｔｓ ｏｆ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｓｅｗａｇｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｐｌａｎｔ
ａｎｄ Ｃｏｓｔ ｏｆ Ｕｐｇｒａｄｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ
四级ꎬ按照从宽到严的顺序ꎬ分别为 ＧＢ １８９１８—２００２« 城镇污水处理厂污染物排放标准» 一级 Ａ 标准( 四级) 、ＧＢ ３８３８—２００２
« 地表水环境质量标准» 中准Ⅴ类水质标准( 三级) 、准Ⅳ类水质标准( 二级) 和准Ⅲ类水质标准( 一级) 的浓度水平ꎬ并对从四级
分别提高到三级、二级和一级排放限值进行技术经济评估. 结果表明:对于一座设计规模为 １０×１０４ ｔ∕ｄ 的城镇污水处理厂ꎬ由四
由于快速的城市化和人口增长ꎬ严重的水资源短
缺已成为全球关注的问题. 城镇污水处理厂被认为
是改善城市水环境的基本工具ꎬ除此之外还在生态系
统资源保护和水资源循环利用中起到重要作用 [１] .
收稿日期: ２０２０￣１１￣３０ 修订日期: ２０２１￣０４￣０６
作者简介: 蔡木林(１９７５￣) ꎬ男ꎬ江西黎川人ꎬ副研究员ꎬ博士ꎬ主要从事生态环境标准研究ꎬｍｌ＿ｃａｉ＠ １２６.ｃｏｍ.
该研究系统梳理现行标准ꎬ并结合排污许可提出许可
排放浓度和排放量的限值分级设计框架ꎬ针对城镇污
水处理厂主要污染物的不同排放浓度水平ꎬ开展技术
经济可行性评估ꎬ以期为城镇污水处理厂的提标改造
提供参考.
１ 许可排放限值分级体系设计
许可排放限值主要包括许可排放浓度限值和许
可排放量限值两部分:许可排放浓度限值主要依据排
放标准是许可排放限值确定的重要依据. 针对水污
染物排放控制而言ꎬ排放标准主要分为国家行业排放
标准、地方行业排放标准和地方流域排放标准ꎬ实施
ｌｅｖｅｌ ４ ｔｏ ｌｅｖｅｌ １ꎬ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １ １×１０８ ￣１ ４×１０８ ＲＭＢꎬ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ １ ６ ｔｏ １ ８ ＲＭＢ ｐｅｒ ｔｏｎꎬ ａｎｄ
ｔｈｅ ｆｌｏｏｒ ａｒｅａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２０００ ｍ２ . Ｔａｋｉｎｇ ａ ｍｅｄｉｕｍ￣ｓｉｚｅｄ ｃｉｔｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅꎬ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ
ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ
许可排放限值
限值水
适用范围 平宽严
程度
的排放限值. ２００６ 年ꎬ原国家环境保护总局在太湖流
分级
力的加大ꎬ各地陆续出台了专门的城镇污水处理厂排
四级
国家行业排放标准
基于排放标准计算 全国全行业
宽
放标准或涵盖其排放控制要求的流域水污染物排放
２４ ４×１０８ ￣３１ １×１０８ ＲＭＢꎬ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １３ ０×１０８ ￣１４ ６×１０８ ＲＭＢ ｐｅｒ ｙｅａｒꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｌｏｏｒ ａｒｅａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ６ ８×１０４ ｍ２ .
Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｏｆ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｌｉｎｋｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙꎬ
ｗｈｉｃｈ ｗｉｌｌ ｄｒｉｖｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔｓ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｕｐ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔꎻ ｍａｊｏｒ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓꎻ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌｉｍｉｔ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻ ｃｏｓｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
∗责任作者ꎬ王海燕(１９７６￣) ꎬ女ꎬ辽宁沈阳人ꎬ研究员ꎬ博士ꎬ主要从事生态环境标准研究ꎬｗａｎｇｈａｉｙａｎ＠ ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎ
基金项目: 国家水体污染控制与治理科技重大专项( Ｎｏ.２０１７ＺＸ０７３０１００３￣０４)
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｊｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ Ｃｈｉｎａ ( Ｎｏ.２０１７ＺＸ０７３０１００３￣０４)
１００１２ꎬ Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｓｔꎬ ｗｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ
ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｃｌａｓｓｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌｉｍｉｔｓ ｏｆ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ. Ｗｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｎａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ
三级
地方行业排放标准
基于排放标准计算 地方全行业
中
标准. 有些地方排放标准的主要污染物排放限值提
二级
地方流域排放标准
基于排放标准计算 流域全行业 较严
Ⅲ类ꎬ如北京、浙江和江苏等地均出台了严于国家标
一级
地方流域排放标准
域推行提标到一级 Ａ 标准. 随着水环境质量改善压
升至ＧＢ ３８３８—２００２« 地表水环境质量标准» Ⅳ类或
级分别提高到三级、二级和一级ꎬ需增加的成本和占地面积逐步提高. 当排放限值从四级提高到一级时ꎬ成本与占地面积增加最
多ꎬ其中投资成本增加 １ １×１０８ ~ １ ４×１０８ 元ꎬ运行成本增加 １ ６ ~ １ ８元∕ｔꎬ土地占用面积增加 ２ ０００ ｍ２ . 以某中等城市为例ꎬ提标
到最严格的一级限值最高需要增加投资成本 ２４ ４ × １０８ ~ ３１ １ × １０８ 元ꎬ新增运行成本 １３ ０ × １０８ ~ １４ ６ × １０８ 元∕ａꎬ增加占地面积
６ ８×１０４ ｍ２ . 研究显示ꎬ城镇污水处理厂出水可直接与水质改善目标相衔接ꎬ且将大幅度增加污水处理厂的成本.
关键词: 城镇污水处理厂ꎻ 主要水污染物ꎻ 排放限值分级ꎻ 成本分析
中图分类号: Ｘ５２３ 文章编号: １００１￣６９２９(２０２１)０７￣１５６２￣０７
文献标志码: Ａ