余刚教授为大家介绍两部分：第一部分是标准研究方法——如何建立污水处理概念厂的标准。第二部分是关于排放标准的初步考虑。
一、标准研究方法
制订一个标准很容易，就像我们国家现在的标准一样，但是这个标准制订了以后，是否可以有效地实施，产生很好的指导作用？从整个研究而言，一方面我们要认真地分析现在污水处理概念厂目标的选择。不同的目标，对水质的标准，对我们其他的一些标准都会产生很多要求。另一方面，我们也要充分借鉴国外一些先进的标准，进行相应的分析。在这个基础上，我们建立污水处理概念厂标准体系。当然我们要充分考虑这些技术：它们的去除作用如何，各式各样的技术能达到什么样的效果？要充分分析在不同地区做示范时，相应技术的效果（标准研究的技术路线如图1所示）。
图1标准研究的技术路线
国外标准比较分析
这是我们在前一个阶段做的比较多的工作，特别是发达国家，他们在污水处理厂的排放标准里所做的工作。我们对欧盟的近十个国家，对美国，包括美国的一些主要州，对日本，以及中国，这些污水处理厂的相关标准全部做了全面的比较和分析（图2-a）：这些标准到底涵盖了多少项数，对具体的指标都做了很多分析。
图2-a不同地区的指标差异分析
从图2-b可以看出，不同国家选择的指标项有很多不同。他们大致都结合国家自身需求提出对水环境质量标准的要求。
图2-b不同地区的指标差异分析
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我们也对照了一些主要的指标，例如CODcr、BOD5、总磷、总氮等。不同国家根据自己国家的特点，设定的标准值也有相应的差别，如图3所示。
图3不同地区一致性指标差异分析
对总氮和氨氮，各个国家也有差别（图4），例如日本结合他们的自身情况，排放的限值就高得多；总磷也一样，各个国家都有相应的标准（图5），可以看出来日本的较高些。
图4不同标准总氮和氨氮指标差异
图5不同国家总磷指标对比
对一些重金属的指标，中国和日本都提出了各自的指标，如图6所示。
图6日本和中国重金属指标
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此外，还有一些生物的指标，如大肠杆菌（图7）。在美国，即使不同的州，他们对相应的指标也有差别，美国各个州规定了必测和可选择性的指标，这样有一定的灵活性。而我们国家则采取“一刀切”的方式。
图7国内外生物指标比较
概念厂的追求与建立原则
概念厂有4个追求：水质可持续、能源回收、资环和环境友好。
这4个追求对概念厂的排放标准也产生了相应的要求，基于这样的要求，我们认为，概念厂的排放标准，应追寻这样几个基本原则，第一是可持续和环境友好的原则。概念厂的排放，应该对周边的环境无不利的影响。第二技术经济合理原则。这也非常重要，标准要和技术工艺路线相互适应。第三，以科学基础为依据的原则。对常规的污染物，全球的共识已经达成，但是一些新兴的污染物，这里需要增加一些标准，我们还需要有大量的科学基础。
标准建立方法
具体的标准建立过程中，概念厂专家委员会也在不断地把中国标准和欧美现有的标准进行相应地比较和分析，进行详细地审查。在此基础上，确定是否需要把各式各样的指标体系建立起来。我们从三个方面进行相应审查：①充分判断现有标准制订的原则与概念厂的一致性；②生活污水是否为该项目主要贡献源；③现标准限值是否满足概念厂污染控制要求。
新增指标的筛选：一要考虑这些污染物在我们生活污水里大量存在被检出，二是它们是否有潜在的风险，最后要考虑它们综合毒性的效应。新兴污染物可能单一物质风险并不高，但是有一大类，如内分泌干扰物综合在一起，它们会产生较高的风险，在此基础上再来确定相应限值。针对新兴污染物也不是单纯确定一个值，我们希望能在标准中给出：标准限值、监测频率以及监测方法。
二、排放标准建议
简单而言，今后概念厂排放标准是一个基本要求指标加上选择性目标指标。我们希望由所在的环境来决定概念厂的目标（概念厂标准体系框架如图8所示）。
图8概念厂标准体系框架
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选择性目标指标
第一种类型是污水处理厂的出水用于园林绿化的灌溉；第二种是作为地表水水源的补充；第三种是在北方可能会作为工业的冷却水。我们要梳理几种非常典型的目标，以此来选择概念厂相应的指标。
基本要求指标
基本要求的指标里，正如刚才报告提到的，要基于健康和安全。在这个标准中，显然，既要涵盖这些常规的污染物的指标，也要包含新兴污染物的指标。在指标中，要有污染物的指标，还要包含一些效应的指标。我们对这些常规指标进行很多的审查，目前建议应保留仍在进一步审查的指标，这既包含常规物化指标、耗氧有机物的指标，也包含重金属的指标。
一些普遍存在的重金属，一定要纳入我们基本的指标之中。当然，考虑到部分污水的来源，如纯生活污水，还会做一些相应的调整，如要考虑各种有机物，涵盖的范围非常多，这里不是新兴有机污染物，是常规有机物。这些都在我们的审查范围中。
关于污泥，这也是污水处理厂应考虑的问题，特别是重金属的标准，目前欧盟有7项；美国有9项；日本更多，有24项；中国也有14项（图9）。在这个基础上，我们也在做相应审查。对应保留的一些指标，目前也做出了一些建议。
图9国内外污泥中重金属排放标准比较
图10概念厂出水标准新增项目
最后是新兴污染物的问题，概念厂专家委员会从成立之初就说我们概念厂一定要解决这些主要的新兴污染物的问题，特别是药物和个人护理品、大量环境内分泌干扰物，这些不是工业废水排放的，和常规氮磷等一样，来源于日常生活，应通过城市污水处理厂解决。我们也知道，这些新兴污染物也是目前欧美日发达国家正在解决的问题。中国的污水处理厂希望能够实现跨越，不只是解决常规问题，而是能解决这些新兴污染物的问题。
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目前这些常规的新兴污染物，在全球的污水处理厂里被大量检测出，如大量的药品，特别是以抗生素为代表的药品，中国是抗生素使用量非常大的国家；除外还有个人护理品，大量的进入到环境里面；还有典型的环境内分泌干扰物——部分雌激素，这些物质量级已经很高。从已有的研究来说，现有的城市污水的处理，对新兴污染物的去除率在50%以下，超过50%的工艺路线很少。所以只靠常规工艺，很难解决新兴污染物的问题。
这项工作欧美日这些国家也在制订标准和解决问题的过程中，我们从他们中还没有太多的东西学习。也有一些国家，如澳大利亚、德国、法国已经开始提出了一些相应的标准和建议。今年七月份，概念厂专门组织一次会议，了解到瑞士已经对他们的污水处理厂提出了具体的目标：要求在2020年之前，对新兴污染物达到一定的削减量，特别是PPCP达到一定程度的削减。
中国在这个领域几乎是空白，目前依然基于学术界的大量研究开展。我们对这些中国污水厂的新兴污染物利用了模型，进行了风险的评估，得出有一些污染物具有比较高的风险，部分甚至达到了中风险。我们做的这些研究都是单个的考虑，如果它们一起存在，还会产生协同的效应，整体的风险效应非常高。
目前我们重点在考虑这几种新兴的污染物：抗生素类、药物类，也在重点考虑把雌二醇当量作为一种效应的参数，纳入概念厂新兴污染物控制标准中（图10）。对这些具体的物质我们仍在研究，设定它们的一些值。我们还会对一类具有雌激素效应的物质，而不是单纯的将某一种污染物纳入考虑。因为新兴污染物的种类很多，从效应的角度而言，设定一些指标会更有利于进行风险控制。
总结
总之，我们仍在研究的过程当中，给大家介绍的也是我们现在的思路。接下来我们还要和概念厂专家委员会进一步讨论。刚才提到了泥的问题，其实还有气的一些问题，如VOCs，都会有综合的考虑。我们希望能建立一套完整的概念厂的排放标准，用这些来指导概念厂排水排气排泥的设计、建设以及今后运行的管理。
作者简介：余刚
清华大学环境学院教授、中国城市污水处理概念厂专家委员会专家、新兴污染物控制及环境安全专家
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原标题：余刚：基于安全和健康的概念厂排放标准研究
