西北地區農村生活污水排放標準對比及分析

李軼霄，鄭天龍，楊曉霞，李鵬宇，王紫軒，，王 娟，曹英楠，劉建國，劉俊新

（1.內蒙古工業大學土木工程學院，環境污染控制與修復內蒙古自治區高等學校重點實驗室，內蒙古呼和浩特 010051； 2.內蒙古工業大學，內蒙古自治區CO2捕集與資源化工程技術研究中心，內蒙古呼和浩特 010051； 3.中國科學院生態環境研究中心，水污染控制實驗室，北京 100085）

截止2020 年底，全國農村生活污水治理率僅為25.5%〔1〕。相較全國，西北地區受人口密度、經濟及區位特征等因素影響，農村生活污水治理率較低，其中陜西、新疆和寧夏治理率分別為43%、31% 和26%，略高于全國平均水平；而甘肅、內蒙古、青海和山西分別為21%、16.85%、12%和8.07%，相對滯后。整體而言，西北地區仍有超過70%的農村污水尚未得到有效治理。農村環境質量直接關乎我國生態安全以及人民群眾的健康〔2〕，大量未經處理的污水排放至土壤以及河流湖泊等自然水體當中，成為了農村水環境的主要污染源〔3〕，對當地生態環境造成很大影響。

西北地區氣候干旱、土壤貧瘠、水資源匱乏，治理當地的農村生活污水應聚焦于節約水資源與污水中氮磷鉀等營養元素資源化利用提高區域土壤肥力上。近年來，各省（自治區）頒布實施的農村生活污水處理標準，越來越因地制宜貼合當地實際情況推進農村生活污水治理〔4-5〕。隨著國家政策法規的不斷完善與西北地區農村生活污水處理排放的特殊性，筆者通過對山西省、陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區、新疆維吾爾自治區和內蒙古自治區西北七省（自治區）陸續頒布的農村生活污水排放標準進行綜合分析與對比，旨在協助相關研究人員更好地對當地農村生活污水處理排放需求有更清晰完整的理解認知，可引導地方農村生活污水治理從執著于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》到優先考慮適宜區域的地方標準，更貼合實際需求開展污水處理設施建設與運維，推進區域農村污水處理行業標準化發展，并為我國西北農村地區建立相適應的污水處理技術體系、模式體系及治理思路提供標準參考。

1 西北七省（自治區）農村生活污水處理標準發布背景

根據2020 年中國水資源公報，西北七省（自治區）的農業用水量為892.8 億m3，居民生活用水量為78.4 億m3，分別占全國農業和居民用水量的24.7%和9.1%，而西北七省（自治區）的水資源總量僅占全國總量的10.35%〔6〕，西北七省（自治區）的農業用水量較多但水資源偏少，因此，推動農村生活污水進行適當處理滿足資源化利用標準，將是節約當地水資源的重要路徑。農村生活污水主要包括家畜養殖污水、沖廁污水以及洗滌、洗浴及廚房排水等，基本不含重金屬和有毒有害物質〔7〕。基于西北地區干旱缺水、旱廁普遍使用與高油高鹽的飲食習慣，西北地區洗浴與洗滌用水偏少，使得污水中有機物質、氮、磷等營養物質及懸浮物等污染物濃度較高，使得污水有效處理難度大，現有技術適用性不足〔8〕。同時，現有處理方式存在高能耗、運維費用大、過度處理等問題。因此，頒布實施農村生活污水處理標準是該地區農村生活污水治理的核心，也是規范化治理農村生活污水的關鍵環節。

黨的“十八大”以來，國家高度重視農村生活污水治理工作，出臺一系列關于農村生活污水治理的重要文件。2018 年9 月26 日，中共中央、國務院印發《鄉村振興戰略規劃2018—2022 年》，明確提出要梯次推進農村生活污水治理。2018 年9 月，生態環境部與住建部聯合發布《關于加快制定地方農村生活污水處理排放標準的通知》〔9〕，提出地方農村生活污水排放標準的底線和分區分類排放標準的基本控制指標。2019 年7 月，中央農村工作領導小組辦公室、農業農村部、生態環境部等部門聯合印發《關于推進農村生活污水治理的指導意見》，要求抓緊修訂本地區農村生活污水處理排放標準〔10〕。目前，西北七省（自治區）均發布了《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》或《農村生活污水處理排放標準》，其中寧夏基于提高農村人居環境，保護當地敏感生態環境的考慮，早在2011 年，就前瞻性地發布了我國首個地方農村生活污水排放標準。

2 西北七省（自治區）農村生活污水處理標準分級

西北七省（自治區）農村生活污水處理排放標準均進行了不同層次分級，與2018 年發布的《農村人居環境整治三年行動方案》中提出的“各地區要區分排水方式、排放去向等，分類制定農村生活污水治理排放標準”目標要求相吻合〔11〕。西北七省（自治區）標準中所定義的農村生活污水皆為：“農村居民生活活動所產生的污水。主要包括洗滌、洗浴、廁所衛生間和廚房等生活排水，農村公用設施、農家樂、旅店飯館、家庭農副產品加工和畜禽散養農戶等排水”〔12〕。其中山西、陜西、寧夏、新疆、甘肅的農村生活污水處理排放標準皆適用于處理規模小于500 m3/d 的農村生活污水處理設施的水污染物排放管理，青海省標準適用于處理規模在350 m3/d 以下的農牧區水污染物排放管理，而內蒙古標準則對農牧區生活污水處理設施的最大處理規模適用范圍雖然無限定說明，但在具體實施過程中通常參考適用于處理規模小于500 m3/d 的標準，極個別規模超過500 m3/d 但不大于1 000 m3/d。

西北七省（自治區）標準的分級主要基于兩個方面，一是通過出水排入《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）〔13〕中受納水體環境功能分類進行分級；二是根據生活污水處理設施的日處理量進行分級。西北七省（自治區）農村污水排放標準均設定3 個細分級別，并按照受納水體環境功能分類要求的高低決定相關功能區域執行標準的高低。其中，各地農村生活污水排放標準規定了出水排入Ⅱ、Ⅲ類水域均需要執行一級標準，排入Ⅳ、Ⅴ類水域則執行二級標準，排入功能未明確水體執行三級標準。在此基礎上通過污水處理設施的日處理規模細化了分級模式，集中式處理即日處理量大的設施需要執行的標準相對嚴格，而分散式處理即日處理量小的設施則相對寬松，如山西、青海、新疆均規定了當設施日處理量大于100 m3/d 時即使排入Ⅳ、Ⅴ類水域也需要執行一級標準。具體標準分級結構如表1 所示〔14-21〕。

西北七省（自治區）均規定了農村生活污水處理后不排入水體，可進行回用的應執行國家或地方相應的回用水水質標準〔19〕。可用于農田灌溉的，相關控制指標應滿足《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2021）的規定；回用于水產養殖的，相關控制指標應滿足《漁業水質標準》（GB 11607—1989）的規定〔22〕；回用于景觀環境的，相關控制指標應滿足《城市污水再生利用 景觀環境用水水質》（GB/T 18921—2019）〔23〕的規定。西北七省（自治區）標準均鼓勵農村生活污水處理設施出水優先進行資源化利用，其中，內蒙古明確規定處理后的尾水用于林、草地灌溉時也可適用于當地三級標準排放限值。甘肅規定尾水用于林、草地灌溉的執行三級A 標準限值，用于旱作農田灌溉的執行三級B 標準限值。新疆提出尾水用于生態恢復治理的標準限值，規定A 級限值適用于草地、生態林、荒漠的灌溉，B 級限值適用于生態林、荒漠的灌溉，C 級限值適用于荒漠生態恢復的灌溉。

3 西北七省（自治區）農村污水處理標準控制指標解析

3.1 不同標準控制指標的選取

不同標準控制指標是不同省（自治區）之間農村生活污水污染排放的重要限定，體現了西北各省（自治區）對農村地區經濟相適應的生態環境保護需求及管理水平。在選取控制指標時西北各省（自治區）主要考慮的因素包括3 部分。首先是重點考慮因農村生活污水排放導致村落周邊水體富營養化的氮、磷等關鍵污染因子；其次須兼顧當地農村經濟水平、管理水平及檢測能力，簡化《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中過于復雜的控制因子；最后是考慮COD、氨氮等污染物總量減排區域生態環境管理需求。在此基礎上，甘肅和寧夏均考慮了《關于加快制定地方農村生活污水處理排放標準的通知》中對控制因子選取的相關要求，而陜西更是參考了典型農村生活污水處理設施排水實測分析檢出項目。同時，為了更好地梳理西北七省（自治區）農村生活污水處理標準的差異性，對比分析西北七省（自治區）農村生活污水處理標準與《城鎮污水處理廠水污染物排放標準》（GB 18918—2002）和《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2021），具體結果如表2 所示。

表2 西北各省農村生活污水水中污染物排放標準Table 2 Discharge standards of pollutants in rural sewage water in Northwest provinces

1）COD 選取依據。西北各省（自治區）農村生活污水處理標準中均未對BOD5進行限值規定，其主要基于BOD5與COD 之間具有一定相關性〔24〕，同時鑒于BOD5檢測需將水樣培養5 d，檢測時間長，而COD 屬于國家重點控制污染物且檢測方法多樣便捷〔25-26〕，因此所有農村地標中均選取COD 作為首要控制指標。

2）TN 與NH4+-N 選取依據。西北七省（自治區）中山西、寧夏、新疆農村污水處理標準對于TN 在一級和二級標準中均做了限值要求，而陜西、甘肅、青海、內蒙古則僅對一級標準做了限值要求，對于NH4+-N則西北七省（自治區）均規定了限值。農村生活污水處理設施尤其是分散式污水處理設施通常工藝簡單、規模較小、運維也較少，且存在污泥難以回流導致脫氮除磷困難的現象，而在處理過程中NH4+-N 較易被氧化去除〔27〕，同時農村生活污水中NH4+-N 在TN 中的占比也較高，因此地標通常以NH4+-N 作為限值也較為合理。

3）TP選取依據。在氮元素充足的情況下，磷元素濃度一旦達到形成富營養化條件的閾值，則一般會發生水體富營養化現象〔25〕，為保護村落周邊相關水體的生態環境安全，西北七省（自治區）標準中對TP 也進行了較為嚴格的限制。陜西、青海、新疆和內蒙古的一、二、三級標準均對TP 規定了濃度限值。而山西、甘肅和寧夏基于農村生活污水處理設施規模小，污泥回流比難以控制以及生態處理難以去除，在三級標準中則不限TP 的排放濃度。

4）糞大腸桿菌群數選取依據。西北農村地區以旱廁為主，僅需要關注農村灰水中存在的糞大腸桿菌群，而其濃度通常極低，且灰水處理后基于西北夏季高熱干旱和冬季嚴寒以及居民生活習慣等原因，其對村落周邊居民生活環境影響相對較小〔28〕。因此，僅新疆農村生活污水排放標準中根據特殊需求在其一級標準和生態恢復標準中對糞大腸菌群數做了限值規定，而山西、陜西、甘肅、青海、寧夏、內蒙古均未對糞大腸菌群數作強制要求。

5）動植物油與陰離子表面活性劑選取依據。除內蒙古外，其余西北六省（自治區）均對動植物油濃度做了要求，但由于一般農村生活污水中動植物油含量較低，此限值通常針對當處理設施進水包含農村餐飲行業排水時。一般而言，農村生活污水中陰離子表面活性劑（LAS）濃度較低且其檢測方式較復雜，由于西北地區農村土地消納容量大，因此，除青海省外，其余西北六省（自治區）均未對LAS進行要求。然而，由于LAS對農作物生長影響較大，因此《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2021）中對其進行了規定。

6）pH 選取依據。西北七省（自治區）地標pH 的限值與《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）要求一致，但與《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2021）要求不同。其主要是因為pH＞8.5時，土壤中的氮肥易被氧化，鈉離子活躍，對作物根系發育有抑制作用〔25〕，因此甘肅省的三級B 標準基于農田回用灌溉角度的需求，采用與農田灌溉水質標準一致的pH 限值。

3.2 主要控制指標限值分析

控制指標標準限值確定應從水中污染物排放量、保護生態環境、人體健康安全等方面出發，與現行國家、地方和行業相關標準結合，考慮到當地農村生活污水排放特征趨勢、水污染物處理設施建設管理狀況以及污水處理工藝技術，因地制宜貼合實際地設置污染物標準限值，使農村生活污水安全合理地排放到環境中。目前，農村生活污水處理工藝按單元組成可分為一級、二級和三級處理。一級處理包括格柵（集中處理設施）、沉淀池、化糞池等，可有效去除污水中的SS 和部分COD，處理出水通常達不到排放限值或僅能達到部分地區三級標準限值；二級處理通常采用生物接觸氧化法、A/O 工藝等，此類工藝可大幅去除污水中的COD 等有機污染物，基本適用于西北各省（自治區）二、三級標準限值；三級處理為生態處理，常用工藝為人工濕地、穩定塘等，此階段主要用于進一步保障處理出水水質，通常針對水源保護區等敏感區域，一般可到達地方一級標準限值。圖1 比對了西北七省（自治區）農村生活污水與《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）、《城鎮污水處理廠水污染物排放標準》（GB 18918—2002）及《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2021）污染物排放限值，具體分析結果如下。

圖1 西北各省農村生活污水排放標準與其他標準對比Fig.1 Comparison of rural domestic sewage discharge standards and other standards in Northwestern provinces

1）COD。除山西外，其余西北六省（自治區）的一級標準對于COD 的限值皆為60 mg/L，與《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中一級B 標準一致；二級標準各地并不一致，但其限值均小于或等于城鎮污水處理廠污染物排放標準二級標準，即小于100 mg/L；三級標準同樣均低于或等于城鎮污水處理廠標準的三級標準，即小于120 mg/L，只有陜西省的三級標準對于COD 的要求與《農田灌溉水質標準》中尾水用于水田作物灌溉的要求限值一致，均為150 mg/L。

2）TN 與NH4+-N。由圖1 可知，西北七省（自治區）農村生活污水排放標準中對于TN 的一級標準均為20 mg/L，與城鎮污水處理廠污染物排放標準中的一級B 標準值一致。通常農村生活污水處理設施規模較小，因無二級強化脫氮除磷過程或運行不佳導致TN去除效率不高，因此整體對TN 出水濃度要求并不嚴格。而污水中NH4+-N 易通過生物去除，且其指標較高時易導致水體富營養化，因此，各省（自治區）對NH4+-N 出水濃度限值要求較高。

另外，污水中NH4+-N 的去除主要通過污水處理裝置內的微生物內源呼吸和氨氧化細菌硝化反應進行〔29〕，其生長適宜水溫為20～35 ℃，在15 ℃以下反應速率將大幅降低。同時，由于西北地區冬季氣溫普遍偏低，除陜西省外，其余西北六省（自治區）地標中對NH4+-N 在不同溫度下均有不同的排放限值要求。以對NH4+-N 出水濃度要求最為嚴格的山西省農村生活污水污染物排放標準為例，當水溫達到12 ℃以上時，其NH4+-N 一級排放限值為5 mg/L，而溫度為12 ℃以下時則要求為8 mg/L，該指標甚至與《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準要求一致；同時，其二級排放標準限值與《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級B 標準要求也一致，而三級排放標準限值還要高于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）的二級標準。西北其他省（自治區）NH4+-N 排放標準較山西省較為寬松，但至少均高于（或等于）城鎮污水處理廠排放標準的二級標準。因此，NH4+-N 指標在農村污水處理中同樣扮演著重要的角色。

3）TP。TP 是指污水中有機磷和無機磷的總和，以磷計。TP 到一定值會引起水體富營養化，西北地區農村生活污水中TP 一般為1～6 mg/L〔8〕，遠低于城鎮污水的4～10 mg/L〔30〕。一般農村生活污水處理工藝通過生物法除磷，沒有有效排泥的情況下TP 去除率較低。不過，鑒于進水TP 低，西北七省（自治區）標準中TP 排放限值設計要求相比《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）要求較低，其一級標準均低于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級B 標準即1 mg/L，二級標準則均與《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）二級標準即3 mg/L 相同，而三級標準則一般與《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）三級標準（5 mg/L）相同或不設限值。

4）SS。生活污水中SS較易去除，西北七省（自治區）標準中對SS排放的限值要求基本均按照城鎮污水處理廠污染物排放限值的一級B（20 mg/L）、二級（30 mg/L）、三級（50 mg/L）標準要求設置其一、二、三級標準，其中山西、甘肅、內蒙古SS限值要求甚至完全一致，其余省（自治區）均在此基礎上有10 mg/L 左右的波動。

5）動植物油與陰離子表面活性劑濃度（AVO）。污水中動植物油類在降解過程中需消耗大量溶解氧，導致水體缺氧而發生水質惡化。除內蒙古外，其余西北六省（自治區）標準中均規定了農村生活污水處理動植物油濃度的排放限值，具體限值見表2。同時，通常農村生活污水中的油脂類含量很低，因此，山西、甘肅、青海、寧夏和新疆等五省（自治區）同時規定動植物油標準限值僅針對污水處理設施進水中含有農村餐飲服務污水時執行。

污水中陰離子型表面活性劑是一種生物難降解物質，大部分呈乳化膠狀物體，通常來源于村落相關餐飲服務排水，其主要危害在于降低水體自凈能力、對水生生物具有一定毒性且會影響其他污染物在介質中的遷移轉化〔31-32〕。西北七省（自治區）中僅有青海對其規定排放限值，且只適用于提供各類餐飲服務的農村旅游項目及經營性的農家樂、牧家樂等生活污水處理的情況。同時，其一、二、三級濃度限值與城鎮污水處理廠污染物排放限值的一級B（1 mg/L）、二級（2 mg/L）、三級（5 mg/L）質量濃度限值一致。

3.3 與農田灌溉水質標準比較

《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2021）中并未規定TN、TP 及NH4+-N 以及動植物油的濃度限值，同時，與西北七省（自治區）農村生活污水污染物排放標準對比，增加了BOD5指標，已有指標中糞大腸桿菌群落個數與陰離子表面活性劑濃度限制相比西北七省較高，共有的指標只有COD、SS 和pH。從表2 中可以看出，農田灌溉水質COD 排放限值明顯大于西北各省的一、二級限值。但其中蔬菜b 類（生食類蔬菜、瓜類和草本水果）COD 限值為60 mg/L，與西北七省農村污水標準的一級限值一致。其中水田作物COD 限值和陜西標準中二級標準（最低一級）一致為150 mg/L，旱地作物COD 限值和甘肅的三級B 標準一致，為200 mg/L。而除山西外其他省（自治區）的COD 三級限值均為120 mg/L，介于農田灌溉水質標準中的水田作物（150 mg/L）與蔬菜a類（100 mg/L）之間。

2021 年1 月，國家發改委發布的《關于推薦污水資源化利用的指導意見》中，提出要推動農村生活污水就近資源化利用。目前，資源化利用是農村生活污水最適的處理方式，西北七省（自治區）對于農村生活污水處理后資源化利用均有一定考量，期望根據農村生活污水排水去向、處理設施規模及資源化利用等不同因素，開展其地方三級標準出水用于農田灌溉等資源化利用實踐。目前，甘肅和內蒙古已明確提出將處理后的尾水用于灌溉的可執行標準中的三級限值，新疆則是在生活污水排放標準限值后還設定了尾水用于生態恢復的標準限值，將用于生態恢復灌溉的尾水執行相應的A、B、C 級污染物濃度限值。

4 結論與建議

通過對西北七省（自治區）農村生活污水污染物排放標準與《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）和《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2021）的深入剖析表明：

1）西北七省（自治區）標準的常規污染物控制指標選取基本與城鎮污水處理廠污染物排放標準一致，污染物濃度限值設定則較城鎮污水處理廠排放的污染物濃度限值寬松，一級標準污染物濃度限值大部分指標與城鎮污水處理廠污染物排放標準中一級B 標準限值一致，個別地區（如山西省）的標準限值達到城鎮污水處理廠污染物排放標準中一級A 水平，而資源化利用方面要求主要參考農田灌溉水質標準等相應回用水質標準。

2）西北七省（自治區）山西、陜西、甘肅、寧夏、新疆農村生活污水處理標準中所適用的生活污水處理設施規模均在500 m3/d 以下，青海標準為350 m3/d以下，內蒙古未對適用設施規模作限制。

3）西北七省（自治區）所頒布標準主要根據農村生活污水排水去向、處理設施規模及資源化利用因素的不同，分級制定農村生活污水排放標準。各地標基于《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中受納水體環境功能分類與生活污水處理設施日處理量兩方面進行細分級，規定受納水體環境功能越低及處理設施規模越小的標準限制設置要求越寬松，受納水體環境功能越高及處理設施規模越大的標準限制要求越嚴格。

4）西北七省（自治區）標準中規定出水資源化利用應執行相應回用標準，其中，甘肅和內蒙古明確規定其三級標準中所規定的限值可適用于西北地區農田灌溉的水質要求，新疆則明確直接提出生態恢復資源利用的灌溉標準限值。

5）西北地區干旱缺水，推進農村生活污水排放標準要以農田灌溉回用為主，開展資源化利用是整個區域生活污水治理的重要共識，可根據排放灌溉作物不同，按照蔬菜、水作和旱作順序放寬相應執行標準。建議西北農村地區應適應性研發低成本、易維護、符合當地環境特征的農村生活污水處理技術，因地制宜推進資源化利用治理模式，以可持續發展為目標，構建農村污水治理協同增效體制機制，有序提升區域污水治理水平。

6）“雙碳”背景下，開展基于節能降耗、溫室氣體減排和處理出水回用及其營養元素還田的農村生活污水治理，是當前的發展趨勢。基于西北地區傳統農業經濟結構、生態環境容量大及自然能源豐富等特征，在區域開展自然能源驅動的污水資源化、生態化、減碳化是當地農村生活污水治理最適宜的選擇。因此，新形勢下鼓勵和建議西北各省（自治區）嚴格制定并執行與當地經濟和發展水平相適應的農村污水治理標準至關重要，可有效引導區域農村生活污水治理走向資源化和低碳化的可持續發展路徑。