GB/T 41017-2021 水回用导则 污水再生处理技术与工艺评价方法

　　ICS 13 . 030 . 20 CCS Z 05

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 41017—2021

　　水回用导则 污水再生处理技术与工艺

　　评价方法

　　waterreuseguidelines—wastewaterreclamationtechnologiesand

　　processesevaluationmethod

　　2021-12-31 发布 2022-07-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 41017—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国节水标准化技术委员会(SAC/TC 442)和全国环保产业标准化技术委员会(SAC/ TC 275)共同提出并归口 。

　　本文件起草单位：清华大学、清华大学深圳国际研究生院、中冶京诚工程技术有限公司、北控水务(中国)投资有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、中信环境技术(广州)有限公司、中国标准化研究院、中建环能科技股份有限公司、清华苏州环境创新研究院、中建水务环保有限公司、中国葛洲坝集团水务运营有限公司、北京市水影响评价中心、广东自远环保股份有限公司、浙江正康实业股份有限公司、烟台金正环保科技有限公司、岜山集团有限公司、蓝星工程有限公司、山东润康水务有限公司、北京碧水源科技股份有限公司、江苏京源环保股份有限公司、上海泓济环保科技股份有限公司、中建三局绿色产业投资有限公司、安徽舜禹水务股份有限公司、金科环境股份有限公司、华电水务科技股份有限公司、安徽美自然环境科技有限公司、上海城建职业学院、佛山沃浦机械有限公司、广东新泰隆环保集团有限公司、佛山市绿之源环保技术有限公司、中瑞工程设计院有限公司、深水海纳水务集团股份有限公司、江西省水务集团有限公司、广东宏绿实业环保有限公司、河北诚润环保工程有限公司、海南和风佳会电化学工程技术股份有限公司、福州城建设计研究院有限公司、合众高科(北京)环保技术股份有限公司、江苏沛尔膜业股份有限公司。

　　本文件主要起草人：胡洪营、吴光学、陈卓、巫寅虎、吴乾元、白雪、梁思懿、杭世珺、张鹤清、司小超、关春雨、白岩、来海亮、吴云生、范伟、王哲晓、孙磊、潘民峰、韩万玉、余浩、张劲松、钟雄、刘人源、林伟、李越彪、黄文博、常勇、吕迎智、吉春红、高丙锋、文剑平、戴 日成、季献华、贾伯林、何蓉、罗金学、李广宏、黎泽华、刘牡、沈明忠、郑一江、周其胤、王羽、吴炫瑜、辛永光、欧宏森、张晓爽、董海威、李海波、李都望、曹礼标、周静海、薛军龙、卓雄、程顺健、田旭峰、张松建、周强。

　　GB/T 41017—202 1

　　水回用导则 污水再生处理技术与工艺

　　评价方法

　　1 范围

　　本文件规定了污水再生处理技术与工艺评价的指标体系、程序与要求。

　　本文件适用于污水再生处理技术与工艺的评价。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 18919 城市污水再生利用 分类

　　GB/T 18920 城市污水再生利用 城市杂用水水质

　　GB/T 18921 城市污水再生利用 景观环境用水水质

　　GB/T 19772 城市污水再生利用 地下水回灌水质

　　GB/T 19923 城市污水再生利用 工业用水水质

　　GB 20922 城市污水再生利用 农田灌溉用水水质

　　GB/T 21534 节约用水 术语

　　GB/T 25499 城市污水再生利用 绿地灌溉水质

　　HJ 493 水质 样品的保存和管理技术规定

　　采样技术指导

　　采样方案设计技术规定

　　3 术语和定义

　　GB/T 21534 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　污水 wastewater

　　在生产与生活活动中排放的水的总称。

　　3.2

　　再生水 reclaimedwater;recycledwater;reusedwater

　　污水经处理后，达到一定水质要求，满足某种使用功能，可以安全、有益使用的水。

　　3.3

　　污水再生处理 wastewaterreclamation

　　以生产再生水为目的，对污水或达到排放标准 GB 8978 或 GB 18918 的污水处理厂出水，进行净化处理的过程。

　　GB/T 41017—202 1

　　3.4

　　可靠性 reliability

　　污水再生处理系统在一定条件下，可以稳定达到或超出其预定功能的能力。

　　3.5

　　冗余度 redundancy

　　污水再生处理系统超出最低水质安全保障要求的处理能力。

　　3.6

　　鲁棒性 robustness

　　污水再生处理系统在水质、水量等冲击作用下，保持功能稳定的能力。

　　注 ：即抗冲击能力。

　　3.7

　　弹韧性 resilience

　　污水再生处理系统对突发事故的应对和功能恢复的能力。

　　4 评价指标体系

　　4 . 1 一般规定

　　4 . 1 . 1 评价指标分定量评价和定性评价两类指标。

　　4 . 1 . 2 评价指标由一级指标和二级指标组成。 一级指标用于对具体指标进行分类，包括技术指标、经济指标、环境指标和可靠性指标;二级指标用于定量或定性评价，见表 1 。根据评价需要，也可设立其他二级、三级或更多级指标;设立的指标应定义明确、内涵清晰。

　　表 1 评价指标体系

　　4 . 1 . 3 定量评价需充分考虑数据的可获取性和可靠性。

　　4 . 1 . 4 定性评价主要采用描述性或相对比较的方式进行评价;评价需符合客观事实、用词准确、具有可考核性和可比较性。

　　4 . 2 技术指标

　　4 . 2 . 1 出水水质

　　在一定条件下，经处理后达到的水质水平。 应根据再生水的用途和用户要求，选择相应的水质指标，包括相关水质标准中规定的指标和其他需要关注的特定指标。

　　注：特定指标根据用户要求或水质安全性保障需求进行选择，如特征化学污染物、特定病原微生物、化学稳定性、生物稳定性、生物毒性、有毒有害副产物等。

　　4 . 2 . 2 污染物去除率

　　去除污染物的百分率，计算公式见式(1) :

　　GB/T 41017—202 1

　　…………………………( 1 )

　　式中：

　　REj — 污染物 j的去除率，% ;

　　Ci,j — 污染物 j的进水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　Ce,j — 污染物 j的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　4 . 2 . 3 单位容积去除负荷

　　单位容积单位时间内去除污染物的量，计算公式见式(2) :

　　RLVj = …………………………( 2 )

　　式中：

　　RLVj — 污染物 j的单位容积去除负荷，单位为千克每立方米天[kg/(m3 · d)] ;

　　Q — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　V — 处理单元的有效容积，单位为立方米(m3 ) ;

　　Ci,j — 污染物 j的进水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　Ce,j — 污染物 j的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　4 . 2 . 4 单位占地面积去除负荷

　　单位占地面积单位时间去除污染物的量，计算公式见式(3) :

　　RLAj = …………………………( 3 )

　　式中：

　　RLAj — 污染物 j的单位面积去除负荷，单位为千克每平方米每天[kg/(m2 · d)] ;

　　Q — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　S — 处理单元的占地面积，单位为平方米(m2 ) ;

　　Ci,j — 污染物 j的进水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　Ce,j — 污染物 j的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　4 . 2 . 5 污泥产生量

　　处理单位水量或去除单位质量污染物所产生的污泥量，计算公式见式(4)和式(5) :

　　…………………………( 4 )

　　SWj = …………………………( 5 )

　　式中：

　　SW — 评价周期内处理单位水量所产生的干污泥量，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　TSW — 评价周期内所产生的干污泥总量，单位为千克(kg) ;

　　Q — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　tp — 评价周期，单位为天(d) ;

　　SWj — 去除单位质量污染物 j所产生的污泥量，单位为千克每千克(kg/kg) ;

　　Ci,j — 污染物 j的进水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　Ce,j — 污染物 j的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

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　　4 . 3 经济指标

　　4 . 3 . 1 单位水量建设费用

　　为完成污水再生处理工程的建设，折合成单位处理水量的建设费用，计算公式见式(6) :

　　…………………………( 6 )

　　式中：

　　CC — 处理每立方米水所需建设费用，单位为元每立方米天[元/(m3 · d)] ;

　　TC — 总建设费用，单位为元;

　　Qs — 设计规模确定的处理水量，单位为立方米每天(m3 /d)。

　　4 . 3 . 2 电耗和电耗费用

　　处理单位水量或去除单位质量污染物所需电耗和电耗费用，计算公式见式(7) ~式(10) :

　　EQ = …………………………( 7 )

　　EC = …………………………( 8 )

　　EQj = …………………………( 9 )

　　ECj = …………………………( 10 )

　　式中：

　　EQ — 处理每立方米水所需电耗，单位为千瓦时每立方米(kW ·h/m3 ) ;

　　TEQ— 评价周期内的总电耗，单位为千瓦时(kW ·h ) ;

　　Q — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　tp — 评价周期，单位为天(d) ;

　　α — 电价，单位为元每千瓦时[元/(kW · h)] ;

　　EC — 处理每立方米水所需电耗费用，单位为元每立方米(元/m3 ) ;

　　EQj — 去除单位质量污染物 j所需电耗，单位为千瓦时每千克(kW · h/kg) ;

　　ECj — 去除单位质量污染物 j所需电耗费用，单位为元每千克(元/kg)。

　　Ci,j — 污染物 j的进水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　Ce,j — 污染物 j的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　4 . 3 . 3 药耗和药耗费用

　　处理单位水量或去除单位质量污染物所需的药剂消耗及费用，药剂包括混凝剂、反硝化外加碳源、

　　污泥处理处置药剂等，计算公式见式(11) ~式(14) :

　　RQ = …………………………( 11 )

　　RC = …………………………( 12 )

　　RQj = …………………………( 13 )

　　RCj = …………………………( 14 )

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　　式中：

　　RQ — 处理每立方米水所需药耗，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　TRQ— 评价周期内的总药耗，单位为千克(kg) ;

　　犙 — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　狋p — 评价周期，单位为天(d) ;

　　RC — 处理每立方米水所需药剂投加费用，单位为元每立方米(元/m3 ) ;

　　TRC — 评价周期内的药耗总费用，单位为元;

　　RQ犼 — 去除单位质量污染物 犼所需药耗，单位为千克每千克(kg /kg) ;

　　RC犼 — 去除单位质量污染物 犼所需药耗费用，单位为元每千克(元/kg) ;

　　犆i,犼 — 污染物 犼的进水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　犆e,犼 — 污染物 犼的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　4 . 3 . 4 水耗和水耗费用

　　处理单位水量所需水耗(包括 自来水消耗量和再生水消耗量)和水耗费用，计算公式见式(15)或式(16) :

　　…………………………( 15 )

　　…………………………( 16 )

　　式中：

　　WQ — 处理每立方米水所消耗的水量，单位为立方米每立方米(m3 /m3 ) ;

　　犙d — 自来水消耗量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　犙r — 再生水消耗量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　WC — 处理每立方米水所需水耗费用，单位为元每立方米(元/m3 ) ;

　　TWC — 评价周期内的水耗总费用，单位为元;

　　犙 — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　狋p — 评价周期，单位为天(d)。

　　4 . 3 . 5 人工和人工费用

　　处理单位水量所需人工和人工费用，计算公式见式(17)和式(18) :

　　LC = p …………………………( 18 )

　　式中：

　　LQ — 处理每立方水所需人工，单位为人天每立方米(人 · d/m3 ) ;

　　TLQ— 评价周期内的总人工，单位为人天(人 · d) ;

　　犙 — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　狋p — 评价周期，单位为天(d) ;

　　LC — 处理每立方水所需人工费用，单位为元每立方米(元/m3 ) ;

　　TLC — 评价周期内支付运行维护人员的工资总额，单位为元。

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　　4 . 4 环境指标

　　4 . 4 . 1 臭气产生量

　　处理单位水量或去除单位质量污染物所产生的臭气物质的量，计算公式见式(19)和式(20) :

　　…………………………( 19 )

　　OWj=Q ×(Ci,Tje,j)× tp …………………………( 20 )

　　式中：

　　OW — 评价周期内处理单位水量所产生的臭气物质的量，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　TOW — 评价周期内所产生的臭气物质的量，单位为千克(kg) ;

　　Q — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　tp — 评价周期，单位为天(d) ;

　　OWj — 去除单位质量污染物 j所产生的臭气物质的量，单位为千克每千克(kg/kg) ;

　　Ci,j — 污染物 j的进水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　Ce,j — 污染物 j的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　4 . 4 . 2 温室气体释放量

　　处理单位水量或去除单位质量污染物所释放的温室气体量，计算公式见式(21)和式(22) :

　　n

　　…………………………( 21 )

　　n

　　式中：

　　GW — 处理单位水量所释放的温室气体当量，单位为千克二氧化碳当量每立方米(kg-CO2e/m3 ) ; Ki —i种温室气体与 CO2转化的当量系数，可参考《IPCC 2006 年国家温室气体清单指南》; TGWi— 第 i种温室气体的总量，单位为千克(kg) ;

　　Q — 评价周期内平均 日处理水量，单位为立方米每天(m3 /d) ;

　　tp — 评价周期，单位为天(d) ;

　　GWj — 去除单位质量 污染 物 j 所 释放 的 温 室气体 当量，单位 为 千 克二 氧化碳 当量 每 千克(kg-CO2e/kg) ;

　　Ci,j — 污染物 j的进水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　Ce,j — 污染物 j的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　4 . 5 可靠性指标

　　4 . 5 . 1 水质波动率

　　评价周期内，出水水质偏离平均值的波动幅度，计算公式见式(23)和式(24) :

　　…………………………( 23 )

　　CSTD,j=槡

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　　式中：

　　VD犼 — 出水中污染物 犼的水质波动幅度，% ;

　　犆STD,犼 — 评价周期内出水污染物指标 犼的标准偏差，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　犆AVE,犼 — 评价周期内出水污染物指标 犼的算数平均值，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　犆e,犼 — 污染物 犼的出水浓度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　狀 — 样本数。

　　4 . 5 . 2 水质达标率

　　在评价周期内，出水水质达到处理目标天数所占的比例，计算公式见式(25) :

　　…………………………( 25 )

　　式中：

　　DS犼 — 出水中污染物 犼的水质达标率，% ;

　　TD犼 — 评价周期内污染物 犼达到处理目标的天数，单位为天(d) ;

　　TDO — 评价周期内技术或工艺有效运行天数，单位为天(d)。

　　4 . 5 . 3 冗余度

　　评价污水再生处理系统的最大处理能力及安全系数、单元和设备备份度等，可进行定性或定量分析。

　　4 . 5 . 4 鲁棒性

　　测定负荷增加或减少情况下，污水再生处理系统达到稳定状态所需的时间。 负荷增加或减少幅度可根据评价目标进行设定。 负荷增减情景包括流量增减和浓度增减两种类型。

　　4 . 5 . 5 弹韧性

　　评价停电或高毒性、高抑制性、难处理废水冲击等突发事件情况下，污水再生处理系统的运行状况和恢复能力，可进行定性或定量分析。

　　5 评价程序与要求

　　5 . 1 一般要求

　　5 . 1 . 1 评价程序包括确定评价对象、边界条件和评价 目 的、选取评价指标、收集评价资料、开展评价实验、开展综合评价、撰写评价报告、开展专家咨询、完善评价报告和形成评价报告等步骤，具体过程见图 1 。

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　　图 1 评价程序

　　5 . 1 . 2 评价对象包括新开发的、实际应用的和利旧改造的处理技术、单元技术和组合工艺。

　　5 . 1 . 3 确定所评价处理技术或工艺的功能及其可能的适用范围。

　　5 . 1 . 4 评价目的包括处理技术评价、技术比选、运行诊断等。 针对不同评价 目 的，选择合适的评价程序。

　　5 . 2 评价指标

　　5 . 2 . 1 根据评价对象和 目 的，合理选择评价指标，以定量指标为主，定性指标为辅。

　　5 . 2 . 2 除技术、经济、环境和可靠性指标外，对于新开发的处理技术、单元工艺和组合工艺的评价，还需重点关注处理技术应用的边界条件等指标;对于实际应用的处理技术、单元工艺和组合工艺评价，还需关注运行绩效提升潜力等指标。

　　5 . 2 . 3 保证数据收集的合理性、客观性和全面性。

　　5 . 3 评价实验

　　5 . 3 . 1 对于新开发处理技术或工艺，应通过中试规模试验开展技术验证，获得关键评价指标数据。 对于运行中的处理技术或工艺，宜针对实际工程开展研究考察，以获得评价指标数据。

　　5 . 3 . 2 根据评价对象特点，确定科学合理的评价周期和取样时间与频次等。

　　5 .3 .3 对于评价周期的选择，物理化学处理技术或工艺不小于 30 d,生物处理技术或工艺不小于 6 个月(包含冬季)，湿地等生态处理技术或工艺不小于 1 年 。

　　5 . 3 . 4 评价负荷增减或负荷冲击条件下的运行性能时，负荷变化后的运行时间和评价周期，根据处理技术或工艺水力停留时间确定。 负荷变化后的运行时间和评价周期，物理、化学处理工艺不小于水力停留时间的 20 倍，生物、生态处理技术不小于水力停留时间的 60 倍 。

　　5 .3 .5 取样评价有效数据应大于 100 组。水质采样的设计、组织和方案确定符合 HJ 494 和 HJ 495 的规定。水样的保存和管理符合 HJ 493 的规定。

　　GB/T 41017—202 1

　　5 . 3 . 6 根 据 GB/T 18919 、GB/T 18920 、GB/T 18921 、GB/T 19772 、GB/T 19923 、GB 20922 或GB/T 25499的规定，确定进水出水水质检测项目和频率，并满足处理技术或工艺运行评价和管理需要。应根据条件和需要，酌情增加对关键水质指标和控制参数的检测频率。

　　5 . 3 . 7 对于有相关标准检测方法的，应参考该方法进行水质等指标测定;对于没有相关标准检测方法的，可参考相关研究文献进行测定;对于特殊指标，可以采用新开发的方法进行测定，但需要详细描述方法并提供方法可靠性评价资料等。

　　5 . 3 . 8 应详细记录检测结果，包括取样人/时间/地点、水质检测方法和注意事项、水量水质监测数据报表、环境条件等。

　　5 . 3 . 9 对于原始取样与分析等过程，应保存好原始数据和信息。

　　5 . 4 综合评价

　　5 . 4 . 1 根据第 4 章中评价指标体系相关内容，对所选指标进行定量计算或定性描述。

　　5 . 4 . 2 可采用专家评议、打分等方法，对定量定性评价结果进行综合分析，并与其他同类型技术或工艺进行系统比较，明确评价对象的特点、优势和不足，提出改进措施。

　　5 . 5 评价报告

　　5 . 5 . 1 报告撰写表达规范，报告内容包括污水再生处理技术或工艺、评价周期、技术或工艺运行条件、水质测定方法、水质监测结果(附原始数据)、评价结果、评价结论等内容。 报告格式可参考附录 A 评价报告示例。

　　5 . 5 . 2 通过咨询 5 名及以上本领域资深专家，对评价报告进行专家评议，保证评价报告的科学性与完整性等。 专家咨询过程中获得的评审意见等资料，宜进行归档保存，以备后续核查。

　　5 . 5 . 3 根据专家咨询意见，对评价报告进行完善;必要时，需重复前述数据获取、综合评价等程序。

　　5 . 5 . 4 经过以上各程序，形成完整的技术或工艺评价报告，并及时归档和妥善保存。

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　　附 录 A (资料性)

　　评价报告示例

　　A.1 评价报告封面示例

　　污水再生处理技术与工艺评价报告封面示例见图 A. 1 。

　　图 A.1 评价报告封面

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　　A.2 评价报告目录示例

　　污水再生处理技术与工艺评价报告目录示例见图 A. 2 。

　　图 A.2 评价报告目录

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　　A.3 评价报告正文示例

　　污水再生处理技术与工艺评价报告正文示例见图 A. 3 。

　　图 A.3 评价报告正文(第 1 页/共 3 页)

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　　图 A.3 评价报告正文(第 2 页/共 3 页)

　　GB/T 41017—202 1

　　图 A.3 评价报告正文(第 3 页/共 3 页)

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　　参 考 文 献

　　[1] GB 8978 污水综合排放标准

　　[2] GB 18918 城镇污水处理厂污染物排放标准