近二十年以来，伴随着城市化的进程，中国的城市污水排放量不断增加，城市污水处理设施的建设规模不断扩大，污水处理率呈逐年上升的趋势(从2000年的34.25%提高到2015年的91.97%)。截至2015年底，全国城市污水处理厂共计1944座，处理能力达1.4亿立方米/日，污水处理厂集中处理率达87.97%。总体上中国污水处理产业发展态势良好，城市污水处理厂建设规模大幅提升。作为一种准公共物品，城市污水处理厂通常由政府直接运营或委托第三方运营，若监管不善则可能出现效率低下、信息不对称等问题，进而无法确保达标排放。如何确保城市污水处理厂达标排放，确保污水处理厂的排放管理与收纳水体水质管理目标相一致已成为当前一大重要挑战。本文梳理了中国城市污水处理厂排放管理政策体系的发展情况，分析并总结了美国污水处理厂排污许可证制度经验，以期提供有益借鉴。
污水处理率：污水处理总量与污水排放总量的比率。
污水处理厂集中处理率：指通过污水处理厂处理的污水量与污水排放总量的比率。
一、中国城市污水处理厂排放管理政策体系的发展
中国城市污水处理厂排放管理政策体系包含了政府针对污水处理厂建设、运营及排放管理的总体性要求和具体执行规定。《环境保护法》(2015)规定实行总量控制制度、环境影响评价制度、环境监测制度、“三同时”制度、排污收费制度和排污许可管理制度等环境保护基本制度。城市污水处理厂排放管理政策体系包括了法律、行政法规、部门规章、规范性文件、规划、技术标准和规范等各个层级的政策。《城镇排水与污水处理条例》(2013)确定了污水处理厂管理的目标是达标排放，这个“标”指《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)，是一个国家行业技术标准。标准还包括一系列配套政策，例如环境监测规范、污染源自动监控要求等。同时，城市污水处理厂作为建设项目环境影响评价分类管理名录中的一类，还需要遵循相应环境影响评价、“三同时”竣工验收及项目后评价要求。此外，2016年出台的《排污许可证管理暂行规定》(2016)要求城镇或工业污水集中处理设施的运营单位要实行排污许可管理。
1. 排放标准
除国家层面上执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)外，部分省市还出台了地方标准，例如北京市《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890-2012)、天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》(DB 12/599-2015)等。这些标准都是基于技术的标准，与所排入的受纳水体水质无关。基本控制项目的常规污染物标准值分为一级A、一级B、二级和三级标准，选择控制的污染物标准并未强制要求执行。国家层面的污染物控制指标有化学需氧量、氨氮两项，对于有机污染物、重金属等非常规污染物没有提出控制要求。
2. 环境影响评价制度
环境影响评价是“预防类”的事前管控政策，是在污染源建设前对可能造成的环境污染做出评估，从而降低项目实施的环境风险。城镇污水集中处理设施需要遵循《环境影响评价法》中对建设项目环境影响评价的相关规定，环评分类管理名录第144条和第145条对生活和工业污水集中处理设施的环境影响评价等级作出说明，日处理10万吨及以上的生活污水处理厂需要编制环评报告书。总体上看环评制度对于项目运行之后的管理还较弱，没有实现对污染源的“全过程”管理。
3. 排污许可证制度
2016年底，国务院办公厅发布《控制污染物排放许可制实施方案》，规定排污许可证是企事业单位在生产运营期接受环境监管和环境保护部门实施监管的主要法律文书，明确了排污许可证制度在我国污染源排放控制中的核心地位。随后，环保部出台《排污许可证管理暂行规定》(以下简称《暂行规定》)，要求城镇或工业污水集中处理设施的运营单位要纳入排污许可管理，禁止无证排污或不按证排污。《暂行规定》将排污许可制度定义为“环境保护主管部门依排污单位的申请和承诺，通过发放排污许可证法律文书形式，依法依规规范和限制排污单位排污行为并明确环境管理要求，依据排污许可证对排污单位实施监管执法的环境管理制度”。《暂行规定》发布了排污许可证样本，主要内容包括排污单位基本情况、大气污染物排放、水污染物排放、环境管理要求等。目前试点排污许可证的申请在排污许可信息管理平台 [1] 进行，排污单位通过平台填报并提交许可证申请，然后政府相关核发机构对申请材料进行审核并决定是否受理。
根据《控制污染物排放许可制实施方案》，要求按行业分步实现对固定污染源的全覆盖，率先对火电、造纸行业企业核发排污许可证，2017年完成《大气污染防治行动计划》和《水污染防治行动计划》重点行业及产能过剩行业企业排污许可证核发，2020年全国基本完成排污许可证核发。根据《固定污染源排污许可分类管理名录(2017年版)》，针对污水处理及其再生利用，将于2019年实施排污许可证管理。
二、美国城市污水处理厂排污许可证制度分析
1. NPDES许可证制度的发展
美国《清洁水法》(CWA)下的国家污染物排放消除制度(National Pollutant Disge Elimination System，NPDES)是点源排放控制政策的核心，该制度对美国水污染控制与水环境改善发挥了显著的作用。NPDES的实施范围包括任何向美国水体排放污染物的点源设施，其中公共污水处理设施(POTWs)即通常所讲的污水处理厂就属于点源中重要的一类。NPDES制度的发展有三个特点：一是污染控制内容不断更新和完善。1977年以前污染控制重点集中在常规污染物和部分金属，1977年之后排放控制重点转向了毒性污染物(toxics)，同时出台相应污染物行业排放标准，每三年进行一次审查及更新;二是污染源范围不断扩大。1972年修正案生效后，约6万多个城镇污水处理厂和一定规模的工业源就发放了许可证(之后数量不断增加)，1980年又将雨水排放加入了许可证的管理范围;三是管控程度越发严格。最初的排放控制以基于技术的排放限值为主，联邦EPA制定了行业排放限值导则，1987年之后各州针对具体水体制定水质标准，并在此基础上发展出了基于水质的排放限值。
公共污水处理设施(Publicly Owned Treatment Works，简称POTWs)指隶属于州政府或市政厅的污水处理设施，包括“任何用于储存、处理、循环和回用城市污水以及工业废水的设备和系统”，还包括“输送污水进入POTW处理厂的下水井、管道和其他载体”。POTW一词也说明市政厅(municipality)对排向该处理设施的间接排放源以及该处理设施的排放享有管辖权。
2. NPDES许可证内容
所有NPDES许可证至少包括下列五部分内容：(1)封面(Cover Page)：包括许可证持有者的名称及地点、排放授权声明以及授权排放的具体位置清单。(2)排放限值(Effluent Limitations)：排放限值分为基于技术和基于水质两类，当基于技术的排放限值无法保障所排入受纳水体水质达标时，则需要制定基于水质的排放限值。许可证编写者在起草许可证时，大部分时间均花在根据适用的技术和水质标准确定合适的排放限值。(3)监测和报告要求(Monitoring and Reporting Requirements)：用于表征废水和受纳水体特征、评估废水处理效率以及确定是否符合许可证条款。(4)特别条款(Special Conditions)：用于补充定量排放限值的条款。以POTWs为例，还应考虑在许可证中纳入污泥管理、合流制溢流污水(CSO)管理、暴雨管理、预处理标准等内容。(5)标准条款(Standard Conditions)：预先建立的适用于所有NPDES许可证的条款，描述NPDES许可证的法律、行政和程序要求。
3. POTWs排放标准
美国环保局(EPA)为POTWs制定了二级处理标准，并为某些类型的POTWs制定了替代标准(等效二级处理标准)。这两种标准奠定了POTWs制定基于技术排放限值的基础。基于水质的排放限值根据POTW的具体特性及其受纳水体水质标准确定。许可证中的最终排放限值以基于技术和基于水质排放限值中更为严格的为准。
1)基于技术的排放限值
Ÿ • 二级处理标准
在联邦法规(CFR)第133章中，EPA公布了二级处理标准(Secondary Treatment Standards)，该标准建立在对采取物理和生物处理措施去除可生物降解有机物和悬浮固体的POTWs的绩效数据的评估之上，污染物指标包括生化需氧量(BOD5)、总悬浮固体(TSS)和pH，详见表1。
可以看出，美国对市政污水处理厂制定的污染物排放技术标准涵盖了两个时间尺度——30日平均(月平均)和7日平均(周平均)，更注重在一定时间段内判定是否达标，从而考察POTWs的长期稳定性能。同时，在BOD5和TSS浓度排放限值的基础上，二级处理标准还纳入了85%的去除率要求，建立初衷是为了实现两个基本目标：①鼓励市政府从卫生下水道系统减少大量渗漏和入流;②防止设施对废水进水故意稀释。去除率百分比的设定从多个角度保证了污染物处理的有效程度。
延伸阅读：
•等效二级处理标准
某些生物处理技术能够实现BOD5和TSS的显著降低，但可能无法持续达到这些指标的二级处理标准。美国国会认识到，除非为通常出现在小型社区的滴滤池或污水稳定塘设定另外的限值，否则这些设施可能需要构建昂贵的新型处理系统来满足二级处理标准，即使现有的处理技术能够实现显著的生物处理效果。为了防止要求达到原始设计绩效水平的设施进行升级改造，1984年EPA颁布了适用于使用“等效二级处理”设施的替代标准。设施必须符合一定条件才有资格申请替代标准。等效二级处理标准如表2所示。
对比表1表和表2可以看出，BOD5和TSS的等效二级处理标准(30日平均)是相应二级处理标准的1.5倍，且去除率百分比要求降低了20%。也就是说，等效二级处理标准不如二级处理标准严格。因此，为了合理地确定POTWs应遵循的标准，EPA设定了适用等效二级处理标准应达到的三个条件。
第一，处理设施必须证明即使通过适当运行和维护，BOD5和TSS始终可实现的排放浓度仍然超过二级处理标准;第二，处理设施的主要处理工艺必须是滴滤池或污水稳定塘;第三，处理设施要对市政污水提供“显著的生物处理效果”，即通过有氧或厌氧生物处理工艺，始终保证BOD5的30天平均去除率至少达到65%。
为了考察每个设施以确定是否满足上述三个条件，地方环保局需要得到足够的进水、出水和流量数据以充分表征设施性能，或要求排放者提供适当的分析。如果设施在当前许可证期限内对其运行或处理工艺进行了重大改变，则需要环保局通过最佳专业判断(BPJ)来选择最能代表许可证起草期间的排放数据。不符合所有三个条件的设施无法获得执行等效二级处理标准的资格。对于这些设施，应当适用二级处理标准。值得注意的是，如果设施由于运行超过负荷或结构故障导致排放绩效水平差，则应对设施进行升级改造，而不是降低排放限值。
POTWs许可证中的排放限值需要表达为月平均和周平均限值，对于适用二级处理标准或等效二级处理标准的设施，可直接使用表1和表2中的30日和7日平均二级处理标准为月平均和周平均排放限值。另外，法规要求所有许可限值、标准或禁例均需以质量来表达。一般来说，POTW可使用设计流量来计算质量限值，计算公式为：基于质量的限值=POTW设计流量×基于浓度的限值×转换系数。
(2)基于水质的排放限值
当污染物排放达到基于技术的排放限值，仍然妨碍水体特定区域内水环境质量的实现或维护时，则必须对该点源制定基于水质的排放限值(Water Quality-based Effluent Limitations，WQBELs)。基于地表水质的排放限值准旨在通过确保受纳水体达到水环境质量保护要求，保护受纳水体的特定用途不受影响，帮助水体修复和维持化学、物理和生物完整性。
与基于技术的排放限值不同，基于水质的排放限值没有一个可以参照的统一标准，需要逐源(disge-by-disge)制定，考虑适用的水质标准、排放污水和受纳水体的特性等。EPA指南中详细阐述了制定WQBELs的指导思想和实施框架。
首先，点源要确定其排放污水的受纳水体，识别适用于该受纳水体的最新的水质标准。其次，确定排放污水中那些可能会破坏受纳水体的生态功能的污染物。将污水监测数据、水质调查等信息作为基础，分析污水的性质，明确污染物的毒性特征。根据监测数据和水质扩散模型分析污染物的潜在污染，采用监测数据的最高浓度或通过统计分析方法预估的最高浓度，确定水体中污染物的预测浓度。
计算基于地表水质的排放限值之前，需要判断点源是否有设定基于地表水质的排放限值的必要性。如果对某种污染物的预测浓度超过了水体执行的水质标准，那么就需要对该点源制定基于水质的排放限值。基于地表水质的排放限值的制定依赖受纳水体的水环境质量标准，但不完全等同于水质标准中污染物的最高限值，而是通过统计模型，将水体的水质标准转化为相应位置污染物的排放限值。基于水质排放限值的制定程序总结见图1。
4. 监测和报告要求
监测要求主要包括：监测位置、监测频次、取样和分析方法等。监测位置的选择应具有代表性，能充分反映排放污水及受纳水体的特征。一般而言，许可机构通常要求设置进水监测点、出水监测点和部分内部监测点，此外还要根据受纳水体的特征设定一个或多个受纳水体监测点。监测频率的设定要在能够探测到违法行为的基础上，参考污水处理厂的设计能力、排放污染物性质和频率以及历史守法资料等，并酌情考虑污染源的潜在监测成本。取样方法通常分为瞬时取样和混合取样两种，当污水流量和排放特征相对稳定时，可采取瞬时取样;混合取样则提供了一定时间段内的代表性测量，包括按时间比例取样和按流量比例取样两种方式。联邦对常规、有毒(优先)和一些非常规污染物制定了统一的分析方法，从而保证监测结果的科学性、可重复性和可比性。
联邦法规(CFR)规定，所有设施必须每年至少提交一次监测报告(包括污水排放和污泥使用或处理情况)。持证者必须使用排放监测报告(Disge Monitoring Reports，DMRs)来报告自我监测数据。报告的数据应包括许可证规定的数据和持证者收集的与许可证要求相符的其他数据。监测与报告频次应根据污水排放、污泥使用和处理处置的情况而定，因此，许可机构可以要求比年度报告更频繁的监测和报告频次。所有监测资料必须保留至少3年，而且这个保存期限可以应管理人员的要求而延长。市政污泥的监测记录则需至少保存5年。
5. 其他规定
(1)污泥处置
POTWs还应对产生的污泥进行合理使用和处置，并将污泥管理相关要求记载到POTWs许可证的特殊条款中。为了确保污泥得到安全使用或处置，需要对污泥进行监测。监测频率根据污泥年使用量或年处置量确定，不同污泥使用或处置方法有不同的最低监测要求。
(2)预处理计划
预处理(pretreatment)计划要求非住宅排放源(工商业点源)向市政污水处理厂排放污水时要遵循预处理标准，减少工商业向市政下水道系统中排放的污染物水平，从而保护POTWs设施，避免对POTWs的正常运行造成干扰。EPA颁布了预处理计划指南 [2]，详细说明了预处理的具体实施过程。CFR第403章规定，POTWs必须建立预处理计划，同时将相应要求写入NPDES许可证的特殊条款中。预处理标准和要求包括：通用和具体禁例(general and specific prohibitions)、分类预处理标准(categorical pretreatment standards)和地方限制(local limits)。
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(3)污水收集系统
污水收集系统通常分为两类，一类是合流制污水系统(Combined Sewer System，CSS)，另一类是分流制污水系统(Separate Sewer System，SSS)。合流制污水系统是通过单一管道收集生活污水、工商业废水和雨水径流的污水收集系统。这些系统在旱季能够输送污水到市政污水处理厂，但在雨季时，这些系统往往会出现溢流，大量未处理的雨水和污水将直接排放入天然水体。合流制溢流污水(CSOs)常常含有高浓度的悬浮固体、有毒物、营养物、病原体等，对环境造成极大污染。20世纪上半叶以来，美国州和地方政府一般不允许再建设新的合流制污水系统。
为控制CSOs带来的污染，EPA在1989年出台了国家CSO控制战略 [3]，并于1994年发布了CSO控制政策 [4]，要求合流制污水系统的POTWs执行九项基本控制措施(Nine Minimum Controls，NMC)[5]，同时制定CSO长期控制计划(Long-Term Control Plan，LTCP)[6]。
三、美国经验总结
1. 排放限值以基于技术和基于水质为双重约束
点源NPDES许可证中的排放限值分为基于技术和基于水质两种，目的是让点源排放控制与水体水质改善直接建立联系。基于技术的排放限值是根据技术和经济的可获得性设立的最低排放要求，污水处理厂基于技术的排放限值参考国家二级处理标准或等效二级处理标准确定，包括月均值和周均值两个时间尺度，污染物指标主要为BOD5和TSS。基于技术的排放限值除表达为浓度限值以外，还有质量限值和去除率要求。基于水质的排放限值需要逐源确定，以受纳水体的水生生物基准和人体健康基准为基础，主要污染物指标为对水体质量影响较大的毒性(优先)污染物。与基于技术的排放限值类似，基于水质的排放限值同样有两个时间尺度——月均值和日最大值(或周均值)。这样的双重约束能够降低水污染物排放对水生生态环境的影响，是美国点源排放控制和水质管理的重要手段。
2. 建立预处理制度对污水处理厂进水水质进行控制
美国NPDES许可证中的预处理制度对排放入市政污水处理厂的污水水质建立了一道有效的管理屏障。预处理制度的主要管理对象是工商业点源，通过分行业的预处理标准要求工业企业对排放的污染物(特别是毒性污染物、持久性有机污染物等难被生化降解的物质)进行预先处理，确保进水水质符合污水处理厂的常规处理工艺要求，从而对后续污水处理设施不会造成额外损害。
3. 建立了完善的监测、记录和报告机制
为了核查污水处理厂的守法情况，NPDES许可证还建立了一套完善的监测、记录和报告机制，确保许可证管理部门能够在许可证发放后对污水处理厂的实际运行情况进行跟踪。如果污水处理厂发生违背任何许可证条款的情况，许可证管理部门应及时对违反许可证规定的行为进行警告和纠正。任何未按照许可证的要求进行监测和报告的行为即被认定为违法并面临相应惩罚措施。为了查明污水处理厂运营行为与许可证中所列条款的一致程度，许可证管理部门还可对污水处理厂的污染物排放情况进行合规监测。合规监测所得数据将用于支持守法情况评价及执法行动，作为现场检查、识别违法行为的依据。
4. 许可证由专职环境管理人员负责，促进了管理的专业化
美国点源NPDES许可证的撰写、申请、审核和监督等一系列工作通常都由持证者聘请专职环境管理人员进行，已经形成了较为成熟的第三方环境管理认证和评估市场。第三方的独立评估可以保证内容的真实性，同时专业化管理也能提高效率。
5. 许可证实施的全过程贯穿信息公开，保障公众知情权
NPDES许可证的申请、实施和执法监管等阶段都贯穿了信息公开和公众参与。这一要求极大保障了公众采取行动对抗违法排污行为的权利。政府在决策前必须进行公示，给公众发表意见的机会，充分发挥各利益相关方的监督作用。此外，完整的信息公开还能保证排放管理的成本能够得以核算，同时对成本的合理性、有效性能够进行评估分析，进而对排放管理形成有效监督。
参考文献
[1] 国家排污许可信息公开系统，http://permit.mep.gov.cn/permitExt/outside/default.jsp
[2] Introduction to National Pretreatment Program (EPA-833-B-11-001), 2011-06. https://www.epa.gov/sites/production/files/201510/documents/pretreatment_program_intro_2011.pdf
[3] National Combined Overflow Control Strategy (54 FR 37370), 1989-08-10. https://www3.epa.gov/npdes/pubs/owm0356.pdf
[4] EPA Combined Sewer Overflow (CSO) Control Policy (59 FR 18688), 1994-04-19.
延伸阅读：
