通信作者

胡洪營

教授/博導(dǎo)，清華大學環(huán)境學院教授、國家環(huán)境保護環(huán)境微生物利用與安全控制重點實驗室主任，國家杰出青年科學基金與國家級教學名師獎獲得者，先后獲國家科技進步獎二等獎和教育部、住建部、環(huán)保部等省部級科技進步一等獎多項。主要從事再生水安全利用理論與技術(shù)方面的研究。

污水再生利用是統(tǒng)籌解決水資源短缺、水環(huán)境污染和水生態(tài)損害問題的重要途徑。再生水廠建設(shè)是城鎮(zhèn)和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標具有重要意義。2019年，我國城鎮(zhèn)再生水生產(chǎn)能力為183.4億m3/年，再生水設(shè)施建設(shè)固定資產(chǎn)投資達50.83億元。標準化、規(guī)范化和系統(tǒng)化的再生水廠管理是保障再生水利用事業(yè)發(fā)展高質(zhì)量發(fā)展和快速發(fā)展的重要保證。

再生水利用的前提是水質(zhì)安全保障。針對再生水廠水質(zhì)管理需求，清華大學等單位編制了《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》（GB/T 41016-2021）。該標準由全國節(jié)水標準化技術(shù)委員會（SAC/TC442）和全國環(huán)保產(chǎn)業(yè)標準化技術(shù)委員會（SAC/TC275）共同提出并歸口，由國家市場監(jiān)督管理總局和國家標準化管理委員會發(fā)布實施。

該標準是《水回用導(dǎo)則》系列國家標準之一，為首次發(fā)布?！端赜脤?dǎo)則》系列國家標準旨在從再生水分級、評價和管理等角度為再生水行業(yè)開展項目規(guī)劃、設(shè)計、運營、評價和管理等工作提供專業(yè)指導(dǎo)意見和規(guī)范。

水資源短缺和水環(huán)境污染是全球面臨的重大水安全問題，我國和“一帶一路”國家尤為突出。與雨水和海水相比，污水水量穩(wěn)定、水質(zhì)可控、就地可取，已成為國際公認的“城鎮(zhèn)第二水源”，其再生利用技術(shù)和經(jīng)濟可行，是解決缺水和水污染問題的雙贏途徑，已成為國家重大需求，對實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標也具有重要意義。我國、美國、新加坡和以色列等國家將再生水利用作為重要戰(zhàn)略，開展了卓有成效的實踐。2019年，我國城鎮(zhèn)地區(qū)再生水利用量已達到116億m3/年，再生水利用率約為20%。從全球范圍來看，預(yù)計到2022年，再生水利用量將超過500億m3/年。

國家發(fā)展改革委等十部委聯(lián)合出臺的《關(guān)于推進污水資源化利用的指導(dǎo)意見》（2021年1月）中指出，到2025年，我國缺水城市污水再生利用率將達到25%以上，京津冀地區(qū)將達到35%以上；到2035年，形成系統(tǒng)、安全、環(huán)保、經(jīng)濟的污水資源化利用格局。根據(jù)國家《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》（2021年6月），“十四五”期間，新建、改建和擴建再生水生產(chǎn)能力不少于1500萬m3/d。因此，“十四五”期間和未來15年，我國再生水利用將會得到更快發(fā)展。再生水廠的規(guī)劃、建設(shè)、運營維護和管理具有巨大發(fā)展?jié)摿褪袌隹臻g。

標準規(guī)范是再生水行業(yè)健康發(fā)展的重要保障。再生水廠以污水或達標排放的污水處理廠二級出水為水源，生產(chǎn)和供給再生水，是城鎮(zhèn)再生水系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是，不同再生水廠的水源和處理工藝差異較大，不同水質(zhì)再生水適用范圍及用戶使用需求亦各不相同。目前再生水廠的水質(zhì)管理以末端出水口典型水質(zhì)指標的濃度控制為主，缺乏全流程水質(zhì)風險識別與過程管控，存在水質(zhì)管理方法不統(tǒng)一、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不足等問題。我國現(xiàn)有標準規(guī)范中尚無再生水廠水質(zhì)管理方面的標準。為促進再生水廠安全高效生產(chǎn)，需要制定突出再生水特點、系統(tǒng)性和針對性強的再生水廠水質(zhì)管理標準，以指導(dǎo)再生水廠水質(zhì)管理，推動我國再生水行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。

《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》于2018年申請立項，由全國節(jié)水標準化技術(shù)委員會（SAC/TC442）和全國環(huán)保產(chǎn)業(yè)標準化技術(shù)委員會（SAC/TC275）共同提出并歸口，由清華大學等單位起草。該標準規(guī)定了再生水廠水質(zhì)管理的相關(guān)術(shù)語和定義、目標、措施、檢測監(jiān)控與報告及制度，適用于再生水廠的水質(zhì)管理。在以下幾個方面具有創(chuàng)新性：

• 從水質(zhì)管理目標、水質(zhì)管理措施、水質(zhì)監(jiān)控與報告和水質(zhì)管理制度等方面規(guī)范了再生水廠水質(zhì)管理內(nèi)容和要求。

• 明確了再生水水質(zhì)管理的范疇，首次將風險分析與關(guān)鍵控制點（HACCP）體系引入我國再生水廠水質(zhì)管理。提出了基于HACCP體系的再生水廠水質(zhì)管理措施，包括風險識別方法、關(guān)鍵控制點設(shè)置和管控要求、水質(zhì)異常應(yīng)對措施、應(yīng)急管理措施等內(nèi)容。

• 提出了再生水廠水質(zhì)監(jiān)控與報告要求，明確了水質(zhì)監(jiān)控內(nèi)容與要求、數(shù)據(jù)質(zhì)量保障方法和水質(zhì)報告制度。

再生水系統(tǒng)是一個復(fù)雜的非傳統(tǒng)供水工程，既具有污水處理系統(tǒng)的特征，又具有供水系統(tǒng)的特征。再生水系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，包括水源、處理、儲存輸配、用戶端利用等環(huán)節(jié)（圖1）。再生水廠在再生水系統(tǒng)中起著重要作用，其以污水或達標排放的污水處理廠二級出水為水源，生產(chǎn)和供給再生水。再生水廠通常包括進水口、處理、儲存、出水口等單元，再生水廠水質(zhì)管理目標應(yīng)包括處理單元出水水質(zhì)、廠內(nèi)儲存單元水質(zhì)、再生水廠出水水質(zhì)和用戶端水質(zhì)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。再生水廠水質(zhì)管理是以水質(zhì)保障、控制和改進為目的，對再生水廠處理工藝各關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)水質(zhì)要求實施管理的過程。

圖1 再生水系統(tǒng)基本構(gòu)成和流程

具體而言，針對某一處理單元，再生水廠應(yīng)根據(jù)其后續(xù)處理單元的進水水質(zhì)要求，確定其管理目標，以保證后續(xù)處理單元的穩(wěn)定高效運行。例如，若采用反滲透處理單元生產(chǎn)A級再生水，由于反滲透膜孔徑小，極易堵塞且難以清洗，需要高水平的預(yù)處理。預(yù)處理單元一般包括：混凝沉淀、介質(zhì)過濾、超（微）濾等，預(yù)處理單元的水質(zhì)管理目標應(yīng)符合其后續(xù)反滲透單元的進水水質(zhì)要求。

針對廠內(nèi)儲存單元，應(yīng)根據(jù)再生水廠出水水質(zhì)要求，確定其管理目標。針對再生水廠出水水質(zhì)，應(yīng)根據(jù)用戶端水質(zhì)要求，并考慮管網(wǎng)輸配過程中的水質(zhì)變化（例如余氯的衰減和微生物的生長等），確定其管理目標。再生水廠出水和用戶端水質(zhì)管控目標包括水質(zhì)指標以及各指標的達標率、波動率等。水質(zhì)標準中規(guī)定的常規(guī)指標主要包括pH、生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、總懸浮固體、濁度、余氯、營養(yǎng)物質(zhì)濃度、電導(dǎo)率、病原指示微生物濃度等。

但經(jīng)過深度處理后的再生水中仍含有一定量的有機物和微生物（包括病原微生物），在儲存和管網(wǎng)輸配過程中可能發(fā)生水質(zhì)劣化，威脅再生水的水質(zhì)安全性。因此，在滿足其相關(guān)水質(zhì)標準要求的基礎(chǔ)上，還需根據(jù)再生水用途和用戶要求，關(guān)注化學穩(wěn)定性、生物穩(wěn)定性、微量有毒有害污染物等水質(zhì)安全指標。例如，再生水用于工業(yè)利用冷卻水和洗滌用水時，考慮結(jié)垢、腐蝕、生物滋生等潛在風險，應(yīng)重點關(guān)注NH3-N、氯離子、TDS、總硬度、SS、色度、化學穩(wěn)定性等指標，循環(huán)冷卻水應(yīng)考慮鹽度和硬度的控制。

當再生水同時用于多種用途時，水質(zhì)可按最高水質(zhì)標準要求確定或分質(zhì)供水；也可按用水量最大用戶的水質(zhì)標準要求確定。個別水質(zhì)要求更高的用戶，可自行補充處理達到其水質(zhì)要求。再生水廠水質(zhì)管理目標需根據(jù)技術(shù)發(fā)展、最新研究成果、用戶變化情況和用戶反饋情況，及時調(diào)整和完善，包括水質(zhì)指標的增減及達標率、波動率的調(diào)整等。

風險分析與關(guān)鍵控制點（HACCP）是一套預(yù)防性的安全管理體系，其主要內(nèi)容包括識別危害可能產(chǎn)生的關(guān)鍵控制點、建立相關(guān)指標的關(guān)鍵限值、建立預(yù)防或減少相應(yīng)危害的控制措施和驗證控制措施可以正常運行并進行記錄等環(huán)節(jié)。HACCP原理基于預(yù)防性過程管理和質(zhì)量保證，其強調(diào)對潛在風險及其產(chǎn)生的關(guān)鍵控制點（CCP）的識別、分析、評估和控制，從而消除或?qū)撛陲L險降低到可接受水平。

HACCP體系最早用于食品行業(yè)的安全管理，現(xiàn)已在美國、加拿大、瑞士、法國、德國、澳大利亞等國家的城市飲用水系統(tǒng)安全保障體系中得到廣泛應(yīng)用。國際標準化組織（ISO）頒布的《城鎮(zhèn)集中式再生水系統(tǒng)管理導(dǎo)則》（ISO 20760-2: 2017）國際標準中，也提出了基于HACCP原理的再生水系統(tǒng)風險識別與水質(zhì)管理體系。

《水回用導(dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》首次將HACCP體系引入再生水廠水質(zhì)管理。針對再生水廠水源水質(zhì)復(fù)雜多變、處理環(huán)節(jié)長等特點，為滿足再生水水質(zhì)安全保障需求，再生水廠應(yīng)根據(jù)水源特點、處理工藝和水質(zhì)管理目標，基于風險分析與關(guān)鍵控制點（HACCP）體系，制定再生水廠水質(zhì)管理措施。水質(zhì)管理措施包括風險識別、CCP設(shè)置和管理、水質(zhì)異常應(yīng)對措施、可持續(xù)改進、應(yīng)急管理等方面，其制定流程如圖2所示。再生水廠的潛在風險、CCP監(jiān)控指標及水質(zhì)異常應(yīng)對措施示例如表1所示。當CCP的水質(zhì)指標和控制參數(shù)超出目標范圍時，應(yīng)及時采取應(yīng)對措施，使其盡快恢復(fù)正常運行狀態(tài)。

圖2 再生水廠HACCP水質(zhì)管理措施制定流程

表1 再生水廠水質(zhì)管理措施示例

注：BOD=五日生化需氧量；CODCr=化學需氧量；DO=溶解氧；FC=糞大腸菌群數(shù)；MLSS=混合液懸浮固體濃度；MLVSS=混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度；NH3-N=氨氮；NO3-N=硝酸鹽氮；ORP=氧化還原電位；SS=懸浮物；SDI=淤泥密度指數(shù)；TC=總大腸菌群數(shù)；TN=總氮；TOC=總有機碳；TP=總磷。

此外，再生水廠可能受到緊急情況、突發(fā)事件、水源干擾或中斷等影響，為有效地應(yīng)對突發(fā)事件或狀況可能對再生水水量和水質(zhì)造成的影響（例如極端氣候條件、自然災(zāi)害、處理單元失效、管道錯接、疾病爆發(fā)等），應(yīng)建立和完善水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，制定水量和水質(zhì)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案并定期進行應(yīng)急演練。建立應(yīng)急聯(lián)絡(luò)機制，提高事故響應(yīng)速度和響應(yīng)能力。當出現(xiàn)突發(fā)事件時，應(yīng)根據(jù)應(yīng)急預(yù)案迅速采取有效的處理措施并及時上報。

在事故處置過程中，需兼顧水質(zhì)保障與水量穩(wěn)定供應(yīng)要求。再生水廠宜配備備用水源以應(yīng)對緊急情況，保障再生水基本供水需求。例如，針對再生水工業(yè)利用，特定用戶（如工業(yè)冷卻用戶等）應(yīng)設(shè)有備用水源或應(yīng)急供水方案。當再生水水源可靠性不能保證時，工業(yè)用戶可設(shè)置備用水源或應(yīng)急供水方案。再生水水源水質(zhì)水量不穩(wěn)定時，工業(yè)用戶可設(shè)置再生水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)再生水水質(zhì)水量。在事故發(fā)生后，需進行事故處理總結(jié)和資料積累，不斷完善應(yīng)急預(yù)案。

再生水水源水質(zhì)或水量的大幅波動、病原微生物、化學污染物等有毒有害物質(zhì)濃度高等因素可能對再生水廠處理工藝的高效穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。水質(zhì)監(jiān)控是再生水水質(zhì)安全的重要保障手段，旨在按照計劃開展監(jiān)視和測定，以評價再生水廠運行和水質(zhì)管理措施是否適當。再生水廠應(yīng)根據(jù)水質(zhì)管理目標及工藝運行控制要求，制定和規(guī)范水質(zhì)監(jiān)控內(nèi)容，明確檢測指標和頻率、監(jiān)控方法等。

再生水廠出水水質(zhì)檢測項目和頻率除參照再生水利用水質(zhì)標準外，還應(yīng)參考相應(yīng)的用水水質(zhì)標準。例如，再生水用作農(nóng)田灌溉用水時，可參考《城市污水再生利用 農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)》（GB 20922）和《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》（GB 5084）的要求。再生水用作工業(yè)用水時，可參考《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923）的要求。在此基礎(chǔ)上，當再生水作為鍋爐補給水時，還應(yīng)滿足《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》（GB/T 1576）的要求并宜關(guān)注再生水的化學穩(wěn)定性等指標。

再生水廠應(yīng)根據(jù)水質(zhì)監(jiān)控要求，明確水質(zhì)監(jiān)控能力，配備相應(yīng)的人員、儀器設(shè)備、設(shè)施和環(huán)境。再生水廠可與具備檢測資質(zhì)的機構(gòu)共同承擔水質(zhì)檢驗工作。對于部分檢測頻率較低、所需儀器昂貴、檢測成本較高的水質(zhì)指標，可委托具有相關(guān)資質(zhì)的單位進行檢測。再生水廠需根據(jù)國家、行業(yè)等相關(guān)規(guī)定，對水質(zhì)檢測結(jié)果進行校準，并實施內(nèi)部和外部質(zhì)量檢驗與控制，以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。

再生水廠應(yīng)建立水質(zhì)結(jié)果分析、報送與發(fā)布制度，定期出具水質(zhì)檢測報告，向上級主管部門報送，并向社會公告；對破損的資料及時修補、復(fù)制或做其他技術(shù)處理。

再生水廠應(yīng)根據(jù)水質(zhì)管理目標、相關(guān)行政主管監(jiān)管部門和國家相關(guān)標準要求，制定系統(tǒng)、完善和規(guī)范的水質(zhì)管理制度。水質(zhì)管理制度包括水質(zhì)管理崗位責任、檔案資料管理辦法等。水質(zhì)管理制度需向上級主管部門備案，并向再生水用戶和公眾公告。

再生水廠應(yīng)設(shè)置水質(zhì)管理人員（機構(gòu)）和水質(zhì)檢測人員（機構(gòu)），建立完善的水質(zhì)管理責任體系，明確崗位職責。水質(zhì)管理人員（機構(gòu)）負責制定水質(zhì)管理工作計劃、落實工作安排、水質(zhì)結(jié)果分析、報送與發(fā)布等任務(wù)。水質(zhì)管理人員在上崗前，需接受專業(yè)職業(yè)技能培訓，掌握處理工藝和設(shè)施、設(shè)備的運行和維護基本要求，嚴格按照安全操作規(guī)程進行操作，熟悉水質(zhì)指標及技術(shù)指標檢測監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。水質(zhì)檢測人員（機構(gòu)）負責水質(zhì)的檢測和數(shù)據(jù)質(zhì)量保障。水質(zhì)檢測人員需經(jīng)過水質(zhì)檢驗、測試專業(yè)技術(shù)培訓合格后上崗，獲得相應(yīng)的操作技能等級資格證書。

再生水廠應(yīng)建立健全水質(zhì)檔案管理制度，完善水質(zhì)檢測和監(jiān)控原始記錄、匯總表、檢測報告、統(tǒng)計表等各類檔案資料的管理。水質(zhì)管理中的所有程序和過程需進行全面準確的記錄、備份和歸檔。保證取樣記錄、化驗記錄、數(shù)據(jù)分析報告及相關(guān)的水質(zhì)管理資料的準確完整、字跡清晰、真實有效。記錄、備份和歸檔材料需做到妥善保管、存放有序、查找方便；裝訂材料需符合存放要求，達到“實用、整潔、美觀”。

再生水利用既可提高城市水資源供給能力、緩解供需矛盾，又可減少水污染，保障水生態(tài)安全，是推進我國水資源循環(huán)利用和生態(tài)文明建設(shè)的重要措施。我國再生水利用起步較晚，目前城鎮(zhèn)再生水利用率仍然較低，進一步規(guī)范再生水廠水質(zhì)管理、拓展再生水利用空間和途徑將為我國城鎮(zhèn)污水資源化利用發(fā)展提供有力支撐。

《水回用導(dǎo)則》系列國家標準旨在從再生水分級、評價和管理等角度為再生水行業(yè)開展項目規(guī)劃、設(shè)計、運營、評價和管理等工作提供專業(yè)指導(dǎo)意見和規(guī)范?！端赜脤?dǎo)則 再生水廠水質(zhì)管理》國家標準是其中之一，為首次發(fā)布，其規(guī)定了再生水廠水質(zhì)管理的相關(guān)術(shù)語和定義、目標、措施、檢測監(jiān)控與報告及制度，對于保障再生水的安全高效利用具有重要意義。今后需進一步做好該標準的宣貫工作，加強實施和監(jiān)督管理，充分發(fā)揮國家標準的規(guī)范和引領(lǐng)作用。

轉(zhuǎn)自《給水排水》