农村生活污水一体化处理设备标准制定现状及建议

随着我国对农村人居环境整治提升的要求越来越高,生活污水一体化处理设备得到了普遍应用?基于此,从与农村生活污水一体化处理设备相关的国家标准?行业标准?地方标准?团体 标准?企业标准等方面进行汇总分析,厘清当前农村生活污水一体化处理设备标准制定现状及存在的问题,并提出合理化的改善建议,以期为生活污水一体化处理设备更好地服务于农村人居环境治 理提供帮助?

0 引言

“十三五”时期,我国共计完成15 万个建制村环境 整治项目,地表水优良水质断面比例提高至83.4%(目 标为70%),劣V 类水质断面比例下降至0.6%(目标为 5%),地级及以上城市建成区黑臭水体消除比例达98.2%,生态环境质量总体得到改善[1]?与此同时,我国共计新建污水收集处理设施3.9 万个[2]?根据工程 实践,污水处理模式主要分为两种:集中处理和分散处理?其中,分散式污水处理一般适用于不能纳入城市污水收集系统排放的污水处理?因此,分散式污水处 理是生态环境治理体系中不可或缺的组成部分?通常,住宅小区?办公楼?宾馆饭店和旅游景区等生活污水的分散式处理和回用适宜采用生活污水一体化处理设备(以下简称一体化设备)?一体化设备指的是集消减或去除生化需氧量(BOD_{5}?化学需氧量 (COD)?悬浮物(SS)?氨氮(NH_{3}-N)多功能于一体的小型生活污水处理设备?此类设备具有装置结构紧凑?占地面积小?操作简单等特点,适用于处理中小水量的生活污水及分散式的农村生活污水?为加强农村生活污水处理,部分省(自治区?直辖 市)制定了相关技术指南,对推动一体化设备的标准 化制造和规范化使用发挥了明显作用?笔者从一体化设备现行的相关国家标准?行业标准?地方标准?团体标准和企业标准等方面进行调查,分析当前一体化设备标准制定现状及存在的问题,并提出改善建议, 以期为一体化设备在分散式污水处理乃至农村人居 环境治理中发挥更大的作用提供助益?

一、相关政策背景

2021年10月,我国发布的《国家标准化发展纲要》 指出,完善乡村建设及评价标准,以农村环境监测与评价?村容村貌提升?农房建设?农村生活垃圾与污水治理?农村卫生厕所建设改造?公共基础设施建设等为重点,加快推进农村人居环境改善标准化工作?2022年1月,工业和信息化部?科学技术部?生态环境部等 三部门联合印发的《环保装备制造业高质量发展行动 计划(2022—2025年)》提出,在污水治理领域,重点推广黑臭水体治理?湖泊海洋治理?工业废水处理?农村小型分散式污水治理等先进技术装备,为水环境整 体改善提升提供保障;发挥标准对质量提升的支撑与 引领作用,加快建立完善的产品质量标准体系,推动环保装备标准化?系列化?成套化?2020年12月,工业和信息化部?科学技术部?生态环境部联合制定的《国家鼓励发展的重大环保技术装 备目录(2020年版)》指出,开发类中包括一体式流化床 生物膜生活污水处理装备,适用于农村分散式生活污水处理,出水水质达到各省(自治区?直辖市)《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》要求;应用类中包括纳米陶瓷膜污水一体化处理装备,推广类中包括膜生物法小型污水处理设备?活性污泥法小型污水处理装备,均适用于农村生活污水处理,出水水质达到一级A标准?

二、农村生活污水一体化处理设备相关标准制定 现状

1. 国家标准

2008 年,国务院召开了第一次全国农村环境保护工作电视电话会议,对农村环境保护工作作出重要部署,提出实施“以奖促治”政策,推进农村环境综合整治?此后,各部委开始陆续研究制定村镇污水?垃圾处理及设施建设的政策?标准和规范(见表1)?

表1 相关国家技术标准

标准名称	实施时间	替代情况	相关规定
《农村生活污水处理导则》(GB/T 37071—2018)	2018 年 12 月	首次发布	进水设计水质、水量可参考
《村庄整治技术标准》(GB/T 50445—2019)	2020 年 1 月	GB 50445—2008	建议规模较小的可选用一体化处理设备
《农村生活污水处理工程技术标准》(GB/T 51347—2019)	2019 年 12 月	CJJ/T 163—2011	进水设计水质、水量可参考，建议可采用预制化装置
《农村生活污水处理设施运行效果评价技术要求》(GB/T 40201—2021)	2021 年 1 月	首次发布	运行效果评价可参考
《污水处理设备安全技术规范》(GB/T 28742—2012)	2013 年 6 月	首次发布	安全技术要求可参考
《污水处理容器设备 通用技术条件》(GB/T 28743—2012)	2013 年 6 月	首次发布	通用技术条件可参考

由表1 可知,国家对农村生活污水的处理越来越 重视,其中《农村生活污水处理工程技术标准》(GB/T 51347—2019)从行业标准升级为国家标准?但各标准主要从宏观层面规定了农村生活污水处理设备的技 术要求,涉及一体化处理设备的针对性规定较少,仅有 《村庄整治技术标准》(GB/T 50445—2019)建议处理 水量规模较小的可选用一体化处理设备,其余可作为 一体化处理设备通用技术要求或导则?

2.行业标准

2010年10月,为推进农村生活污水治理工作,加强 农村生活污水处理技术指导,住房和城乡建设部组织编制了东北?华北?东南?中南?西南和西北等地区农村生活污水处理技术指南(试行)?与此同时,一体化处理设备的行业标准开始逐渐建立,原环境保护总局?住房和 城乡建设部陆续制定实施了生活污水处理成套设备或装置的相关标准?这些标准规定,当原水水质满足标准中提出的进水水质要求时,其处理设备可以参照执行标准?随着国家加大对农村黑臭水体治理力度,2021年工业和信息化部专门制定相关标准,以规范农村污水处理一体化设备(包括净化器?净化装置)的技术要求?试验方法?检验规则?标志?包装?运输和贮存等?农村生活 污水一体化处理设备的相关行业标准具体如表2所示?

表2 相关行业标准

标准名称	实施时间	发布部门	相关规定
《环境保护产品技术要求 生物接触氧化成套装置》(HJ/T 337—2006)	2007 年 4 月	原环境保护总局	采用生物接触氧化工艺为主，农村生活污水水质满足要求时可采用，适用规模为 0.5~60.0 m?/h
《小型生活污水处理成套设备》(CJ/T 355—2010)	2011 年 5 月	住房和城乡建设部	采用生物化学反应进行污水处理，原水水质与生活污水类似的可参照执行，单套处理能力不超过 50.0 m?/h
《户用生活污水处理装置》(CJ/T 441—2013)	2014 年 3 月	住房和城乡建设部	户用生活污水处理装置，单套处理量不超过 2.0 m?/d
《生物接触氧化法 生活污水净化器》(JB/T 6932—2020)	2021 年 7 月	工业和信息化部	主要采用生物接触氧化工艺，农村生活污水水质满足要求时可采用，适用规模为 0.5~50.0 m?/h
《农村生活污水净化装置》(JB/T 14095—2020)	2021 年 7 月	工业和信息化部	适用于以农村生活污水为进水、采用生物处理工艺、处理量不大于 500 m?/d 的污水净化装置
《一体化生活污水处理设备》(JB/T 14103—2020)	2021 年 7 月	工业和信息化部	适用于采用厌氧 / 缺氧 / 好氧工艺、村镇小型一体化处理设备，处理量小于或等于 1000 m?/d
《一体化污水处理设备选用与安装 (一)》(21CS04—1)	2021 年 3 月	中国建筑标准设计研究院	适用于新建、改建和扩建的农村生活污水处理工程，主体工艺包括 A?/O、A?/O+MBR、A?/O+MBBR，处理量为 15~250 m?/d

《环境保护产品技术要求 生物接触氧化成套装 置》(HJ/T 337—2006) [10]规定,当其他污水水质(包括 农村生活污水)接近规定的进水水质条件时,适宜采用该成套装置?该标准较为详细地规定了技术要求及试验方法?其中,在设计参数方面,对停留时间?容积负荷?表面负荷?消毒时间及供气量等做出了取值规定; 在装置配置方面,对配套设备?结构尺寸?材料类型及 厚度?使用寿命做出了明确要求?该标准是早期针对农村污水一体化设备制定的相对完善的行业标准?但 囿于当时一体化设备使用的监管要求及市场规模,该标准对出水水质及设备运维管理未做明确要求? 《生物接触氧化法 生活污水净化器》(JB/T 6932—2020) [11] 在该标准的基础上完善了出水水质要求,但对运维管理仍然未做出要求?《小型生活污水处理成套设备》(CJ/T 355—2010) [12]规定,原水水质与生活污水相类似的污水处理成套设备可参照执行,其中包括农村生活污水?该标准补充了一体化设备性能指标:出水可用于城市杂用水?景观环境用水回用或排放至一般受纳水体?但 仅靠一体化设备处理得到回用水,会存在设备投资和 运营维护成本过高的问题;由于单套最大处理量可达到 50.0 m³/ h) ,如果直接排入一般受纳水体,又会存在各地农村水体环境承载力差异较大的问题?《户用生活污水处理装置》(CJ/T 441—2013) [13]规定的单套一体化处理设备适用对象为家庭户,处理规模不超过 2.0 m³/ d) ,比较适合单户或多户农户联合处理?该标准虽然规定了设备选用的生物处理工艺及组合,但未对工艺设计参数及内部分区取值做详细规定, 存在标准无法细化执行的问题,进而造成出水水质可能无法达标的问题?针对家庭户用设备,还需要明确 设备应采用220 V 电压,以减少变压而产生的设备费用?《农村生活污水净化装置》(JB/T 14095—2020) [14] 提出了抗进水变化冲击?出水水质指标分级?远程管理 平台及网关等针对性要求,部分满足了农村污水一体化处理使用场景的需求,但对一体化装置的工艺选用? 设计参数?运维管理及评价未做规定及要求?《一体化生活污水处理设备》(JB/T 14103—2020) [15]提出在设备进?出水处应设置水质监测采样设施,并定期进行取样监测?此措施为人工采样及分析,农村污水处理实际运营单位一般存在人员少?专业 水平不高?经费支持不足等情况,难以支撑连片?联村 等分散式一体化处理设备进出水样的检测要求?该标 准还提出控制设备应留有与远程的通信接口,但未明 确规定通信需要传输的数据类型及信号要求,容易产 生可用数据较少?软硬件不兼容等现实问题,无法发挥 远程监控及预警的作用?《一体化污水处理设备选用与安装(一)》 (21CS04—1)适用于新建?改建和扩建的农村生活 污水处理工程,较为详细地规定了工艺及设计选用?设 备设计?安装及验收?运行维护及控制系统等建设要 求,但是对出水的取样和监测?实际运营的后期监督管 理及评价未有提及?从已发布的行业标准来看,各部门标准的共同点 是从制造的角度出发,在一体化设备的本体设计?加 工?配置等方面做了比较详细的规定?但从工艺详细 设计及后期运营维护方面考虑,各部门标准存在一定 差异,无法全面满足当前生态环境监督管理需求及农 村地区实际应用需求?

3. 团体标准

《国家标准化发展纲要》指出,大力发展团体标准, 实施团体标准培优计划,推进团体标准应用示范,充分 发挥技术优势企业作用,引导社会团体制定原创性?高质量的标准[6]?在一体化设备团体标准的实际制定过程中,部分科研院所?行业协会?企事业单位发挥了比 较重要和显著的引领作用(见表3)?

表3 相关团体标准

标准名称	发布团体	主编单位	相关规定
《小型生活污水处理设备标准》(T/CCPITCUDC—001—2021)	中国国际贸易促进委员会建设行业分会	村镇环境科技产业联盟等	适用于户、村或其他类似水质的分散水源，规模为 500m?/d 以下的预制化、一体化小型生活污水处理设备
《小型生活污水处理设备评估认证规则》(T/CCPITCUDC—002—2021)	中国国际贸易促进委员会建设行业分会	村镇环境科技产业联盟等	适用处理规模为 500m?/d 以下的预制化、一体化设备的性能认证评估
《绿色设计产品评价技术规范 农村生活污水处理一体化装备》(T/HATSI 0008—2021)	湖南省技术标准创新促进会	湖南航天凯天水务有限公司等	适用于处理规模小于 500m?/d（不含）的农村生活污水处理一体化装备的绿色设计产品评价

为保护农村水环境,规范设备的设计和制造,中国国际贸易促进会建设行业分会编制了团体标准《小型 生活污水处理设备标准》(T/CCPITCUDC—001—2021) [21]?该标准规定了设备的信息登记?设计?制造?运输和安装及检验的标准化要求,但其内容基本为 原则性规定,无详细设计参数的约束和要求? 《小型生 活污水处理设备评估认证规则》(T/CCPITCUDC— 002—2021) [17]规定了一体化设备的评估认证流程及 指标测试方法,主要认证指标包括制造质量性能?能 耗?噪声?污染物去除效率等方面?该标准在一体化设 备综合性能评价方面具有创新性,但是没有就各认证 指标的限值进行进一步的规定和评级,存在一定的 缺陷?《绿色设计产品评价技术规范 农村生活污水处 理一体化装备》(T/HATSI 0008—2021) [17]由湖南省技 术标准创新促进会编制制定?该团体标准规定了农村 生活污水处理一体化装备绿色设计产品的评价要求? 生命周期评价报告编制方法和评价方法等,选取了气 候变化与富营养化2 个指标的生命周期影响类型,气 候变化包括 CO2与 CH4清单因子,富营养化包括氨氮 NH3-N?氮氧化物NO?总氮(TN)?总磷(TP)?磷酸根 PO_₄^3-等清单因子,提出农村生活污水处理一体化 装备绿色设计改进方案,以促进提升农村生活污水处 理一体化装备的环境友好程度?

2.4 地方标准

我国地域辽阔,各地存在气候条件差异较大?自然 环境禀赋不一?不同地区居民生活习性不同等情况,难 以采用简单统一的一体化处理设备?因此,部分省(自 治区?直辖市)结合各自实际,因地制宜地制定了一体 化设备的地方标准(见表4)?表4 相关地方标准

标准名称	发布省（直辖市）	主编单位	相关规定
《农村生活污水处理设施和管网运维技术规范》(DB 32/T 4024—2021)	江苏省	南京大学等	适用于基于物联网技术对农村生活污水处理设施的远程监控管理
《农村生活污水处理设施运行维护评价标准》(DB 33/T 1212—2020)	浙江省	杭州市水处理设施建设发展中心等	适用于浙江省农村生活污水处理设施的标准化管理评估
《严寒地区一体化生活污水处理设备》(DB 22/T 1933—2014)	吉林省	吉林克强环保设备制造股份有限公司	适用于严寒地区一体化生活污水处理的设备
《模块化生活污水处理成套装备技术规范》(DB 50/T 1070—2020)	重庆市	重庆大学等	适用于以生活污水为原水的模块化生活污水处理成套装备的设计、制造、用户单位选用

江苏省?浙江省等经济发达地区村庄建设污水处理设施的投资额居全国前列,乡村生活污水处理率均 在85% 以上?大规模的已建存量市场必然对处理设 施后期运营管理具有较大需求,因此,两省关于农村生 活污水处理设施运维管理的标准制定也位于全国前列?一体化设备属于农村生活污水处理设施范畴,可 以参照执行已有地方标准?《农村生活污水处理设施物联网管理技术规范》 (DB 32/T 4024—2021) [18]考虑农村污水处理规模(设 计水量)及受纳水体水环境容量,对处理设施进行了分 类(包含Ⅰ?Ⅱ?Ⅲ3 类),依据前述的分类级别又对各监 测指标及设备配置明确了不同的要求,提出了不同规 模设施情况下的可行性污水处理措施,具有较强的实 践指导意义?另外,该标准对物联网平台建设?数据要 求?平台管理等也提出了较为详细的功能要求,较为充 分地考虑了农村地区用户的实际使用需求? 《农村生活 污水处理设施标准化运维评价标准》(DB 33/T 1212—2020) [19]对农村污水处理设施终端从控制项?评分项两个方面进行了规定,制定了评分表及打分细则,一体 化设备的运维管理可以结合实际情况借鉴使用?吉林省根据当地严寒气候特点,制定了《严寒地区 一体化生活污水处理设备》(DB 22/T 2193—2014) [20], 考虑了冬季进水温度及安装地所处冻土层厚度情况, 具有一定的地区特色,但是未提出在严寒环境条件下 保证一体化设备正常稳定运行的加强措施,如提高本 体材料厚度?加装外部保温材料?设置应急加热(电导 热)措施等?重庆市整体山区地形特征明显,农村地区道路复 杂多样,当单套一体化设备处理规模较大时,设备本体 尺寸可能存在超高?超宽的情况,从而影响设备的运输 及安装?因此,重庆市制定了《模块化生活污水处理成 套装备技术规范》(DB 50/T 1070—2020) [21]?该标准 提出在成套化?模块化设计的基础上,对所需的功能模 块进一步优化组合?整体封装,形成高度集成的一体化 成套设备,各模块按工艺可以分成一级处理?二级处 理?三级处理?污泥处理?消毒等,从而实现工厂化生 产?成品化吊运?装配化安装?一体化运行?从制造角 度来说, 《模块化生活污水处理成套装备技术规范》具 有较强的新颖性和实践性,符合装配式标准化的发展趋势?

2.5 企业标准

截至2021 年12 月31 日,我国已有超过35 万家企 业公开了215 万多项企业标准[22]?为了保证产品质量,部分一体化设备制造企业制定出相应企业标准作 为组织生产和检验产品的依据,见表5?表5 相关企业标准

标准名称	发布企业	实施日期	相关规定
《A?O?MBR 一体化污水处理装置》(Q/HZXH 001—2019)	云南合环环保科技有限公司（简称云南合环）	2019 年 8 月	适用于以城镇生活污水为原水，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002) 一级 A 标准的一体化污水处理装置
《FBR 一体化污水处理设备》(Q/ZSD 001—2019)	浙江良泉环保有限公司（简称浙江良达）	2019 年 1 月	适用于 FBR 一体化污水处理设备
《新型生活污水处理成套设备》(Q320500JIQ 001—2021)	苏州首创环境环保科技股份有限公司（简称首创智净）	2020 年 3 月	适用于以玻璃纤维和不饱和聚酯树脂为主要原材料制作、额定处理量为 1-25 m?/d 的新型生活污水处理成套设备
《村镇一体化微动力生活污水处理设备》(Q320500LHB04—2022)	江苏力黑环保设备有限公司（简称江苏力黑）	2022 年 6 月	适用于村镇一体化微动力生活污水处理成套设备
《智能模块化污水处理系统》(Q/SY 11—2018)	安徽琦禹水务股份有限公司（简称安徽琦禹）	2018 年 9 月	适用于可进行模块化接入、功能性扩充，实现不同工艺组合的小型污水处理一体化装置

表5 所列的一体化设备制造厂家为行业内的代表 性企业,已在一体化设备的设计及制造领域深耕多年, 其研发的相关设备在农村污水处理中已得到大规模应 用?云南合续将活性污泥法和生物接触氧化法的优势 相结合,自主研发提出A3/O-MBBR专利技术?浙江商 达在出水要求为《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918—2002)的一级B 标准及以上时,增设曲立 方投加系统,投入FB 功能菌和营养剂,通过功能菌的 独特作用进一步提高出水水质及其稳定性,但此部分 功能菌的投加会造成运营成本增加?首创嘉净用玻璃 纤维和不饱和聚酯树脂为主要原材料制作一体化设备 的本体,相比碳钢材质具有防腐蚀及绝热保温方面的 优势,适合北方地区进行埋地式设置?江苏力鼎根据 进水处理的难易程度及出水水质达标的高低要求,将 其一体化设备匹配为不同的工艺及设备配置,分别对应为AO?A2O?AO+MBR?A2O+MBR 等4种工艺,同时 其配置的风机?泵等设备只需要220 V 电压,比较符合 农村偏远地区实际?安徽舜禹根据出水标准不同进行 模块化嵌入?功能性填充,制造实现不同工艺流程组合 的小型一体化装置,具有较强的适应性及灵活性?上述企业标准所规定的内容与行业标准《一体化 生活污水处理设备》(JB/T 14103—2020)基本相同,主 要包括主体要求?试验方法?检验规则?标志和包装?运输和储存等,其区别在于企业标准完善了进水条件?出 水水质要求,以及各企业自身标准化产品规格型号,但 在以下3 个方面未有较充分的规定?一是工艺设计参 数?工艺设计参数影响设备的尺寸及用料,进而影响 单套一体化设备的制造成本?二是出水监测?随着国 家防治污染攻坚战的持续推进,对各污染物处理设施 排放物的稳定达标要求越来越高,因此必须在一体化 设备的出水监管上提高要求?三是智慧管理?农村地 区一体化设备的应用存在点散面广问题,所配置的运 营人员素质参差不齐,所投入的可持续经费存在不足, 因此需要通过智慧管理平台,以减少人员配置,降低检 维修难度,提高远程管理效率,降低运营成本?

3 农村生活污水一体化处理设备标准改善建议

一是各省(自治区?直辖市)农村生活污水一体化 处理设备相关的地方标准已陆续修订?发布,但地方标 准中关于出水水质达标的要求应结合地方排放要求进 行及时复核修订,不应低于地方排放要求,也不必盲目 提高?二是针对农村生活污水处理规模小于 500 m3/ d 的,相关部门应结合处理难易程度和处理规模进行一 体化设备分级管理,对抗冲击负荷?监控指标?装配式 组装做出差异性要求?其中,根据《排污单位自行监 测技术指南》(HJ 819—2017)监测设施要求,废水排放 量大于100 t/d 的排污单位应安装自动测流设施并开 展流量自动监测?目前,各标准中均未提及自动监测 设施要求,同时对于一体化设备内的取样监测点位及 具体配置也未做出明确要求,因此有必要进行论证并 完善?三是市场上一体化设备处理工艺种类繁多,主要 包括AO?A2O?生物接触氧化?MBBR?MBR?FBR 等, 相关部门应借鉴污水处理工程技术规范及室外排水设 计标准,对一体化设备具体工艺设计参数进行规范要 求,避免部分制造厂家以次充好,扰乱正常市场竞争秩 序,误导建设单位的选择?