摘要：介紹了再生水回用于景觀水體在我國的實踐狀況，對我國現行的有關景觀水體水質標準進行了比較分析，并從水體富營養化與自凈等技術措施及其與二級處理相關性等方面進行了探討，最后提出了合理化建議。　　

　　關鍵詞：再生水回用,景觀水體,水質標準,脫氮除磷

　　隨著我國城市化進程的加快與可持續發展戰略的實施，城市綜合治理與城市水環境保護已逐漸提到日程上來。我國很多城市都對那些流過城區、因污染嚴重已變得黑臭的老河道進行了整治工作，但往往在投入巨額資金實施了污水截流、河道清淤，河底硬化、堤岸砌石等治理工程之后，臭水河變成了無水河。由于一些城市周邊可利用的地表水資源較為匱乏，為了保持城市景觀的游覽水面，在河道中設置了多道橡皮壩截流或引流蓄水，甚至打深井汲水或放入自來水來維持治理后的河道，然而截流水體經過一段時間后水質即逐漸劣化而變得黑臭，須放掉重新蓄水，這在社會、經濟與環境效益等方面都是很不合理的。因此，近年來一些城市在建設了大型城市污水處理廠后，開始考慮將污水處理廠的出水進一步處理后作為這些干涸河道的景觀補給水，我國石家莊、慈溪、鄭州、北京等地均已開始實施或計劃實施此類工程。這些工程為我國再生水回用于景觀水體的大規模實踐起到了積極的推動作用，但也由于相關水質標準與技術措施尚處于經驗摸索階段而遇到很多問題，急切需要對此類情況下可依據的水質標準與設計規范做更科學合理的規定。

　　1　景觀水體的水質標準與設計規范

　　我國已經先后頒布了若干與景觀水體有關的水質標準，這些水質標準對比如表1。

　　1988年為控制水污染和保護水資源，國家環保局批準頒布了GB 3838—88《地面水環境質量標準》，對江、河、湖泊、水庫等具有使用功能的地面水水域，依據其使用目的和保護目 標劃分為五類，其中Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類考慮了對景觀娛樂水體水質的考核要求。1991年為進一步保護和改善景觀娛樂用水水體的水質，恢復并保持水體自然生態系統，促進旅游業的發展，國家環境保護局批準頒布了GB 12941—91《景觀娛樂用水水質標準》，按照水體的不同功 能，分為A、B、C三類，大致分別相當于GB 3838—88Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類水質標準，但指標要求更趨嚴格。上述兩個標準在2000年同時被GHZB 1—1999《地表水環境質量標準》所替代廢止。這些水質標準對氮、磷等指標控制極為嚴格，對COD、BOD、溶解氧等指標的控制也較為嚴格，作為國家標準，其對于景觀水體的考核評價起著執法依據的作用。

　　1996年國家環境保護局批準頒布的GB 8978—1996《污水綜合排放標準》，對城鎮二級污水廠出水排放提出了更高要求，規定排入GB 3838—88的Ⅲ類水域執行一級標準；排入Ⅳ、Ⅴ類水域執行二級標準。為防止排入水體富營養化，保持水體作為飲用水水源或景觀水體的價值，新標準對氮、磷、COD、BOD、懸浮物等指標控制更為嚴格。目前我國新建城市污水處理廠大多已執行一級標準或接近一級的排放標準。 隨著我國再生水回用的不斷實踐，1994年中國工程建設標準化協會提出CECS61∶94《城市污水回用設計規范》（目前正考慮經補充完善后提升為國家標準），2000年建設部頒布了城建行業標準：CJ/T 95—2000《再生水回用于景觀水體的水質標準》，二者都對污水再生后回用于景觀水體的水質提出了要求，但由于考慮現階段的可實現性，目前的建議值均要求偏低，基本與GB 8978—1996《污水綜合排放標準》的一級標準相近，而對于磷等指標的要求，甚至比GB 8978—1996一級標準還低得多，與GHZB1—1999《地表水環境質量標準》更是相去甚遠。

　　隨著我國污水再生利用技術與實踐水平的提高，這些標準必將進一步提高完善。

　　2　關于水質標準的討論

　　從表中可以看到，我國現有城建行業標準CJ/T 95—2000《再生水回用于景觀水體的水質標 準》及CECS61∶94《城市污水回用設計規范》，與GB 8978—1996《污水綜合排放標準》的一級標準相近，且對磷等指標的要求相對偏低，同時對于再生水回用于景觀水體的具體情形 沒有區別對待和分別說明，顯得較為粗糙，因而有待于進一步提高完善。

　　2.1工程實踐中出現的爭論

　　經過城市二級污水廠處理的出水仍然會給受納水體帶來一些污染物質，如果未超過其環境容量，則通過水體自凈作用仍然可以維持其原來等級，不至于迅速劣化變質。正是基于此原則，GB 8978—1996規定排入Ⅲ類水域執行一級標準；排入 Ⅳ、Ⅴ類水域執行二級標準。這種規定的另一個潛在前提應該是：受納水體為流動水體，且相對于排入水量其容量較大。若非如此，必將造成水體污染累積劣化的嚴重后果。就與GB 8978—1996一級標準水質接近的CJ/T 95—2000及CECS61∶94而言，其回用于景觀水體的前提也應該是景觀水體為流動水體，并可以一定程度地稀釋排入水的污染物濃度。因此，對于計劃將再生水回用于沒有任何稀釋條 件的緩流人工水體作為景觀用水的一些城市，簡單套用CJ/T 95—2000及CECS61∶94的有關 水質標準是極為不安全的，華東某城市將城市污水廠二級出水進行深度處理(2×104m3 /d)后回用于河道景觀用水時，就采用了較為嚴格的GHZB1—1999Ⅲ類水體標準。

　　另外，往往同一城市的環保與建設部門在此問題上意見很不一致。例如我國中部某缺水城市，計劃將城市污水廠的二級出水經三級深度處理(10×104m3/d)后回流到上游一干涸 廢棄的水庫(作為調蓄池)，存留數日后向兩條治理后的城市干河道間歇放流(在河道中設置數道橡皮壩以截流為城市游覽水面)。對此擬建的三級處理工程出水的水質標準，各有關部門意見分歧很大：建設管理部門認為既然國家建設部已經制定了《再生水回用于景觀水體的 水質標準》，就應該按照城建行業標準CJ/T 95—2000來執行；環保管理部門則堅持參照Ⅳ類 水體標準（甚至庫湖特定指標值）執行，理由是其中一條城市河道下游某一斷面被定為該城 市考核斷面(規定為Ⅳ類水體)，而國家標準GHZB1—1999應更具法律效力。上述二者在水質指標上的差別如此之大，對建設投資以及處理工藝的選用等均將形成顯著影響。筆者認為 ，對于此種情況，前者指標要求過寬，如果不在后續過程中采取相應措施，將缺乏安全保障(此人工水體可能逐漸劣化甚至黑臭)而喪失作為景觀用水水體的價值，造成巨額投資的白白浪費；后者沒有考慮利用水體的自凈功能，指標要求過高，在資金與運行費用等限定條件下缺乏可操作性。綜合安全性與可行性來考慮，可以在后者的基礎上適當放寬，但又缺少可供 依據的標準，造成責任上的顧慮。因而，此類工程實踐需要有更加全面、具體、完善、可行的水質標準和設計規范加以指導。

　　2.2水質標準與富營養化及水體自凈的關系

　　對于再生水回用于景觀水體，專業人員首先會想到氮、磷等指標的控制問題。一般認為，水中含氮＞0.2～0.3 mg/L、含磷＞0.01 mg/L、BOD5＞10 mg/L就可能引起富營養化［1］。從這一標準來看，目前我們所利用的許多景觀水體都不同程度地存在富營養化現象，甚至 也包括一些Ⅳ、Ⅴ類水體。然而，只要水體沒有黑臭腐化就仍然具有重要的景觀用水價值，甚至可以說，再生水回用于景觀水體的目標并非是控制其不發生富營養化，而是控制其不發生黑臭腐化現象。事實上，所謂富營養化是湖泊演化分類學的一個概念，其標志著湖泊老化(在封閉或緩流水體中極易發生)，嚴重的富營養化最終易導致水體黑臭。對于流動水體，由于流動水流不斷復氧，在水體生態系統的作用下將一定程度地維持水體的環境容量，即輕度的富營養化不會很快使流動水體形成黑臭現象。基于此，再生水回用于流動景觀水體，可以不必用控制水體富營養化的水質標準來衡量，氮磷指標可以適當放寬。特別是在水體生態系統較完善的情況下，水生植物可以吸收大量氮磷與有機營養，并向水中釋放氧，可以在一定程度上維持水體質量的穩定。因此，在水體的生態系統或水力流動等復氧機制完善的情況下 ，應考慮充分利用水體的自凈作用。

　　2.3水質標準與技術措施及可行性的關系

　　原則上，城市污水廠二級出水可以通過現已掌握的各種技術措施，如采用活性炭吸附、生物活性炭、臭氧—活性炭、膜分離技術及離子交換等，經深度處理再生后能達到更高的要求，但建設投資高、運行費用昂貴，我國目前的大規模回用工程很難承受，因而也就難以得到普 及應用。“七五”與“八五”期間［2］，科研工作者通過人工水體模擬，進行了大量卓有成效的研究工作［3］，提出的推薦指標為總磷≤0.5 mg/L，但由于下面一些原因，《再生水回用于景觀水體的水質標準》CJ/T 95—2000最終將指標定為如表1所列出的1.0 mg/L(人體非全身性接觸)和2.0 mg/L(人體非直接接觸)：①由于課題組資金限制，成果的最終評議為函評，評議專家與課題組成員缺乏直接交流，因此很多專家從當時的可實現性來考慮，按照二級處理所能達到的較高水質指標推薦了較為寬松的景觀回用標準；②起草上述標準之時，參與起草的很多專家從當時我國國情出發，認為我國現狀與污水大規模再生回用于景觀的實踐還相距甚遠，因此在一些水質指標上也沒有嚴格考慮。正因為如此，“全國污水回用研究會”2001年年會期間，由中國市政工程東北設計院主持，征集了與會專家的意見，對原《城市污水回用設計規范》CECS61：94的水質指標，特別是再生回用于景觀水體 的水質標準將作出更為嚴格的規定，并將把此規范由行業標準提升為國家標準頒布實行。

　　對于城市污水廠二級出水的回用，國內采用較多的是混凝、沉淀、過濾這一“老三段”工藝 ，其對懸浮物的去除較好，而對COD、BOD、氨氮及色度的去除很不理想，因而只局 限于二級出水再生回用于水質要求不高的工業及生活雜用水的回用工程中。

　　從我國目前城市污水處理廠排放的水質來看，要再生處理回用于景觀用水的水體，需要對氮、磷、BOD、COD、懸浮物等進一步有效去除，并消毒殺菌。這從深度處理的技術角度來分析，一般需要采用生化方法與物化方法結合來協同處理。

　　對于氨氮的去除，一般有物化法(折點加氯)與生化法(硝化)兩種方案。但前者用氯量是氨氮含量的十幾倍，在氨氮較高時的運行是很不經濟的；后者由于活性污泥在二級出水的低濃度 有機物含量下很難培養，一般采用生物膜處理方法，通常可以去除90%左右的氨氮，例如采用曝氣生物濾池，不但可以有效去除氨氮及部分BOD、COD，還可以去除大部分懸浮物，從而可省去沉淀池。如果二級出水達到了GB 8978—1996的一級排放標準，則三級生化處理在常溫季節可將氨氮降至1 mg/L以下或接近1 mg/L。考慮到北方冬季氣溫較低，氨氮的去除將受到溫度的較大影響，因此可以預設折點加氯作為保障。同時，由于景觀水體在冬季不容易變質腐化，因而可將氨氮的指標適當放寬至1～3 mg/L。

　　筆者建議采用氨氮而不是總氮作為二級出水回用景觀的水質控制指標是基于以下考慮：①在水體的富營養化中，氨氮所起的作用是主要和決定性的［4］；②二級出水采用反 硝化脫氮會由于碳源不足需要外加而增加運行費用；③反硝化所需回流將使電耗大 幅度增加；④反硝化的缺氧段構筑物會大幅度提高建設投資。

　　對于磷的去除一般也有生化法與物化法兩種方案。前者依靠聚磷菌對磷的過量攝取通過排泥可以達到除磷的目的，但二級處理時沒有考慮生物除磷，那么在三級處理時采用生物法 除磷是極為困難的。后者投加金屬鹽混凝劑，通過沉淀、過濾等分離工藝予以去除，如果進口處懸浮物濃度不高(如曝氣生物濾池的出水)，可以考慮微絮凝后直接過濾，這樣做的好處是可以節省反應沉淀池而縮減建設投資，其代價是增加濾池的負荷，縮短反沖周期，自耗水較浪費，提高了運行成本；在處理水量相對不大時，也可考慮壓力式過濾方案，其優點是濾速更高、節省濾池容積和占地、節省建設投資、同時截污能力更強，一般水頭損失為10m時才進行反沖(重力式濾池水頭損失為2m時即需反沖)，因此反沖洗周期較長、節省自耗水量，代價是由于泵的電耗增加而使運行費用有所提高。一般采用物化方法可使總磷去除達80%，如果城市污水廠二級出水達到GB 8978—1996一級或二級標準，那么，三級處理將總磷控 制在0.2～0.5 mg/L是可行的。即使二級出水總磷超標高達5 mg/L時，通過混凝過濾方法使三級出水的總磷達到0.5mg/L或更低也是可能的，但代價是投藥量的成倍增加。另外，其他有關指標如BOD、COD、懸浮物等在脫氮除磷過程可以得到一定程度的去除，完全可以達到景觀用水水質要求，而溶解氧等指標應結合水體生態系統的改善，強化水體復氧機制，才能有所保障。

　　生化—物化兩段工藝將成為我國現階段污水再生回用于景觀水體用水的主要技術措施，但如果不進行合理優化，也將給建設投資及運行成本帶來不必要的浪費。如華東某城市將二級出 水進行深度處理(2×104m3/d)后再生回用于河道景觀用水，出水水質指標采用了較為 嚴格的GHZB1—1999Ⅲ類水體標準，其主體設計工藝流程為：二級出水→第一段淹沒式曝氣生物濾池(缺氧運行)→第二段淹沒式曝氣生物濾池(好氧運行)→混凝→沉淀(澄清)→壓力式 纖維球過濾→消毒→深度處理出水。

　　如果從盡可能節省建設投資與運行成本并保障水質的角度來分析上述工藝流程，將會發現有如下幾方面問題有待進一步優化：①缺氧運行的第一段淹沒式曝氣生物濾池可以不設，原因上已述及，這樣可以節省這一部分的投資與運行費用；②沉淀(澄清)池可以不設，因為上向流曝氣生物濾池(BAF)出水懸浮物＜10 mg/L，這樣的低濁度是可以滿足壓力式直接過濾條件的，因此可以用微絮凝—過濾代替上述混凝—沉淀—過濾，省去沉淀池，大幅度節省基建投資，同時這樣做的另一個好處是，由于礬花只需滿足過濾而不需要達到沉淀分離尺度，因此可以節省一部分藥劑；③壓力式纖維球過濾由于其纖維球填料中間扎結處很難反沖洗干凈，隨著運行時間延續，其出水質量難以保障，因此可以用纖維束填料替代而取得更好的過濾效果。優化上述幾方面，可以推薦如下更為節省投資與運行成本的工藝流程：二級出水→上向流曝氣生物濾池(BAF)→微絮凝→壓力式纖維束過濾→深度處理出水。

　　通過上面分析討論可知，此工藝流程是生化—物化兩段工藝進行三級(深度)處理的精簡優化流程。此系統以合理的參數運行時，對二級出水中氨氮與總磷的去除均可達到90%以上，即在經濟合理的運行成本下，一般可以將出水水質控制在氨氮≤1～3 mg/L、總磷≤0.5 mg/L以下。

　　因此，綜合安全性與技術可行性來考慮，對于較高要求的再生水回用于景觀水體的水質標準，建議：總磷應控制在0.5 mg/L以下(否則將超出GB 8978—1996一級標準的水質指標，這是矛盾的與不合理的)；氨氮應控制在1～3 mg/L；CODCr應控制在20～30 mg/L；BOD5可以控制到6 mg/L以下。

　　2.4水質標準與二級處理工藝的關系

　　國內一些污水處理廠在建設之初并沒有作回用的計劃和準備，因而再考慮回用時一般只能在二級出水后考慮三級處理，于是形成一些工藝環節重復建設的局面，造成投資與運行的極 大浪費，同時一些可以在二級處理中合理解決的問題也留給了三級處理，極大地增加了三級處理的難度。譬如對氮、磷的去除，眾所周知，生物脫氮除磷是最為經濟高效的辦法，但如果二級生物處理中沒有選擇可以有效脫氮除磷的工藝，則三級處理由于活性污泥難于培養而 難以考慮生物除磷，對氮的去除也只能考慮用生物膜法，且由于負荷較高也很不經濟。如果城市污水處理廠建設時選擇了可以脫氮除磷的工藝，使二級出水達到GB 8978—1996一級標準或更好的水質指標，則三級處理的工藝選擇將變得更為容易，同時建設投資和運行費用也 將大幅度縮減。因此建議新建二級污水處理廠要優先選擇可以有效脫氮除磷的工藝，而計劃將再生水回用于景觀水體的已建城市污水廠，也應首先考慮二級污水廠通過部分工藝改造來 強化脫氮或除磷效果，這樣將更為經濟有效。

　　對于已建城市污水廠，可以考慮調整運行方式，強化原工藝使其具備厭氧—好氧除磷或缺氧—好氧脫氮的功能，也可以在原曝氣池投加懸浮或固定生化填料，利于硝化菌生長繁殖，強化硝化作用與氨氮的去除，同時增加微生物密度，提高容積負荷，也可以使生化處理效果全面得到增強。

　　3　結論

　　從以上對有關景觀用水水質指標與技術措施的討論來看，筆者提出以下建議：

　　①我國現有城建行業標準：CJ/T 95—2000《再生水回用于景觀水體的水質標準》及CECS6 1∶94《城市污水回用設計規范》，水質指標要求偏低，且對于再生水回用于景觀水體的具體情形沒有區別對待和分別說明，有待于進一步提高完善。

　　②再生水回用于景觀水體的水質目標并非是控制其不發生富營養化，而是控制其不發生黑臭腐化現象，輕度富營養化不會很快使流動水體形成黑臭現象，因此氮、磷等指標可以適當放寬。

　　③在水體生態系統及水流復氧機制完善的情況下，水生植物可以吸收大量氮、磷與有機物質，并復氧自凈保持環境容量。因此人工水體應考慮建立完善的生態系統(如種植蘆葦等水生植物、強化復氧機制等)，充分利用水體的自凈功能。

　　④強化二級生物處理的脫氮除磷效果將使三級處理的負荷大為縮小，建設投資與運行費用 也將大幅度降低，因此建議新建二級污水處理廠要優先選擇可以有效脫氮除磷的工藝，而計劃將再生水回用于景觀水體的已建城市污水廠，應首先考慮二級污水廠通過部分工藝改 造來強化脫氮或除磷效果，這樣將更為經濟有效。

　　⑤綜合安全性與技術可行性來考慮，對于較高要求的再生水回用于景觀水體的水質標準，建議：總磷應控制在0.5mg/L以下，氨氮應控制在1～3mg/L，CODCr應控制在20～30 mg/L，BOD5應控制在6 mg/L以下。

　　⑥對于再生水回用于景觀水體的不同具體情形應區別對待，可以參考現有水質標準(正在完善之中)而不可簡單套用，建議通過更充分的論證與模擬試驗確定選用的水質標準，避免巨額投資的浪費。

　　參考文獻：

　　［1］任南琪,馬放，等.水污染控制微生物學［M］.哈爾濱：黑龍江科學技術出 版社，1993.

　　［2］國家環保局. 水污染防治及城市污水資源化技術［M］.北京：科學 出版社，1992.

　　［3］陳立.城市污水回用于人工水體的探討［J］.中國給水排水,1999，15(9):16 -18.

　　［4］Takashi Asano.Wastewater reclamation and reuse［J］.Technomic Publishing Company ,1998，465-471.