“十二五”为什么要控制氨氮

吴舜泽 于雷     2010-03-15

　　编者按
　　今年是谋划“十二五”环保规划的关键一年。环境保护部副部长张力军在3月10日举行的第十一届全国人大三次会议专题记者会上表示，对于“十二五”污染减排，我们要在污染减排指标领域上，进一步延伸和扩展。主要是根据{dy}次污染源普查的成果，适当地增加主要污染物总量控制的指标种类。同时，要把农业污染包含在内。而根据分析，氨氮将继COD，有望在“十二五”纳入全国主要水污染物排放约束性控制指标。那么，为什么要控制氨氮？怎样控制氨氮？我们特别约请了专家进行解读。

　　“十一五”期间环境保护工作取得积极进展。在国民经济快速发展的同时，化学需氧量排放(C　O　D　)得到有效控制，地表水环境质量总体有所改善。“十五”后期，氨氮对水质的影响与高锰酸盐指数基本持平，“十一五”前两年氨氮已成为影响地表水质的首要指标，也是各类型氮中危害影响{zd0}的一种形态。“十二五”期间，在继续推进COD污染减排工作的同时，考虑到环境质量特征、阶段重点、现有基础和技术经济等因素，有必要将氨氮纳入全国主要水污染物排放约束性控制指标，通过污水处理厂协同效应并升级改造，提高生活源氨氮去除效率，同时抓住化工、造纸、食品加工、纺织、黑色冶金、石化等重点行业，辅以农业源污染防治，可以有效控制氨氮排放总量，较大程度地改善目前水质氨氮超标现象，并减轻湖库氨氮和总氮的负荷。　　

　　为什么要开展氨氮污染防治?
　　■阅读提示
　　我国氨氮排放量远远超出受纳水体的环境容量、污染负荷压力大是造成目前地表水体氨氮超标的最主要原因。氨氮已超过COD成为影响地表水水环境质量的首要指标，氨氮是否纳入污染减排约束性指标，直接影响COD污染减排工作的环境质量绩效。

　　氨氮污染物对水环境的综合影响较大

　　水体中的氨氮是指以氨(NH3)或铵(NH4＋)离子形式存在的化合氨。氨氮是各类型氮中危害影响{zd0}的一种形态，是水体受到污染的标志，其对水生态环境的危害表现在多个方面。与COD一样，氨氮也是水体中的主要耗氧污染物，氨氮氧化分解消耗水中的溶解氧，使水体发黑发臭。氨氮中的非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，对水生生物有较大的毒害，其毒性比铵盐大几十倍。在氧气充足的情况下，氨氮可被微生物氧化为亚硝酸盐氮，进而分解为硝酸盐氮，亚硝酸盐氮与蛋白质结合生成亚硝胺，具有致癌和致畸作用。同时氨氮是水体中的营养素，可为藻类生长提供营养源，增加水体富营养化发生的几率。

　　氨氮是总氮在自然水体中的存在形式之一，控制氨氮有利于减轻湖库氨氮和总氮的负荷。虽然污水处理氨氮降解只是将氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮，不能实现总氮的去除。但是可以通过实施氨氮总量控制减少源头氨氮产生量，降低进入水体的氨氮污染负荷，也就直接减少了水体总氮含量，有利于缓解湖库富营养化。

　　氨氮污染物排放量大，污染负荷远超出水体环境容量

　　“十五”期间，氨氮排放总量呈现逐年上升的趋势。“十一五”时期，排放总量开始有所下降，但仍未达到“十五”初期的水平。我国氨氮排放量远远超出受纳水体的环境容量、污染负荷压力大是造成目前地表水体氨氮超标的最主要原因。初步测算，2007年氨氮排放总量约相当于环境容量的4倍左右。未来一段时间，我国经济仍将处于工业化和城市化“双快速”发展阶段，污染物排放增量压力巨大，氨氮排放量大与环境容量相对不足的矛盾仍然难以得到根本缓解。

　　氨氮已成为现阶段影响我国水质的主要污染因子

　　氨氮作为主要超标污染物在七大水系中出现频率非常高，氨氮污染是全国性的污染问题。2007年，氨氮是长江、黄河、海河和辽河的首要污染物，同时也是珠江和淮河的主要污染物。2008年重点流域水污染防治专项规划考核结果表明，重点流域氨氮污染严重，海河、辽河、三峡库区及其上游、黄河中上游等流域大部分断面氨氮超标，太湖、巢湖、滇池等流域氨氮达标率也偏低。2008年全国地表水河流国控断面中氨氮劣Ⅴ类断面占19.2％，全部断面氨氮平均浓度为1.9mg/l，仅达Ⅴ类标准水平。

　　根据《中国环境状况公报》，2003～2005年，全国七大流域高锰酸盐指数超标断面比例分别为30.0％、25.2％、38.7％，氨氮超标断面比例分别为37.8％、31.8％、33.3％，氨氮对水质的影响与高锰酸盐指数基本持平。而2008年重点流域高锰酸盐指数超过Ⅴ类标准值的断面比例为10.5％和7.3％，氨氮超过Ⅴ类标准值的断面比例为18.9％和22.1％，氨氮已超过COD成为影响地表水水环境质量的首要指标。氨氮是否纳入污染减排约束性指标，直接影响COD污染减排工作的环境质量绩效。　　

　　实施氨氮减排条件是否具备?
　　■阅读提示
　　我国氨氮去除效率提升空间较大，且技术经济基本可控合理。氨氮作为全国约束性指标的基础储备基本成熟。“十一五”期间，污染减排“三大体系”建设得到一定程度的提升，COD污染减排工作全面开展为氨氮污染减排创造了基础，也有利于将氨氮减排工作落到实处。

　　我国氨氮去除效率提升空间较大，且技术经济基本可控合理

　　受行业发展水平限制，我国目前部分行业标准的氨氮排放限值相比国外同类标准还有相当的收严空间。一些行业缺乏行业排放标准，以通用排放标准代替。一些企业治理设施简陋，缺乏深度治理设施，运行管理不到位，无法稳定达标排放，偷排漏排现象在一定范围内依然存在。早期建设的城市生活污水处理厂不具备脱氮除磷的功能，需要进行提标改造；不少污水处理厂污水管网不配套，污水负荷率低；此外，污水处理厂运行水平低下、污水处理费征收不足、监管不力等因素也影响实际处理效果，这些都使我国目前氨氮去除效率总体较低。

　　氨氮削减工艺主要分物化和生化两类方法。物化法处理投资成本高，运行费用高，易造成二次污染。生化法具有条件温和，处理成本低、二次污染少等多种优势，国内外针对氨氮废水处理的新技术研发主要集中在生物处理领域。传统的生物脱氮工艺具有有机物和氮去除效果良好等特点，经改进和优化后在目前脱氮工艺中占有较大比重，包括A/O工艺(厌氧—好氧法)、多级A/O脱氮工艺(多次交替使用硝化和反硝化池)、A/A/O工艺(厌氧－缺氧－好氧法)、SBR工艺(序批式反应器)、曝气生物滤池(淹没式曝气生物滤池)等工艺，其氨氮去除效率可达70％～80％，其中部分工艺在90％以上。氨氮控制不存在技术上的制约因素。选择合适的生化工艺，只要运行调试得当，氨氮去除效率有较大的提升空间，技术经济合理性也是有保障的。

　　氨氮作为全国约束性指标的基础储备基本成熟

　　适合于全国进行总量控制的水污染物必须满足如下条件:区域性而非局地性的污染物；可监测、可统计、可考核，有基础；控制对象是一次污染物，{zh0}也不是混合型污染物；有治理减排途径，减排技术经济合理，经济负担可以承受。根据氨氮污染物自身特性，氨氮属于一次污染物，而根据我国氨氮污染的现状，氨氮属于区域性而非局地性的污染物。“十一五”以来，我国在污染物监测能力建设、排放统计数据完整性、减排目标制定及实施考核等方面取得了一定的积累，氨氮纳入“十二五”约束性指标成为可能。

　　自2001年起，我国环境统计中增加了城镇生活氨氮排放量指标，从而使点源氨氮统计数据得以完善。全国污染源普查查实了全国主要污染物排放总量，摸清了污染源的流域、区域和行业特征以及治理情况，掌握了农业源污染物排放状况，氨氮排放量数据的准确性得到进一步提高。随着污染源普查数据动态更新和未来环境统计调查体系的继续完善，普查结果与环境统计数据的对接将进一步夯实氨氮总量控制的数据基础。

　　2007年，环境统计全国废水中氨氮排放量132.4万吨(不含农业源)。其中，工业氨氮排放量34.1万吨，约占氨氮排放总量的26％。城镇生活氨氮排放量98.3万吨，占氨氮排放总量的74％以上。生活污染物在其中所占比例逐年上升，由2005年的64.95％上升到2007年的74.30％。根据2007年全国污染源普查，农业源氨氮排放量约31.4万吨(其中种植业和规模化畜禽养殖业占93％)。与总氮较多地来源于面源有所不同，农业源、面源对氨氮贡献比总氮相对偏小，也使氨氮总量控制可以比总氮总量控制先行一步。以工业加生活源为基础，辅以规模化畜禽养殖等重点农业源，基本可以覆盖氨氮排放总量的重点。实际上我国淮河流域“十一五”规划等已将氨氮指标明确列入规划目标指标。

　　COD和氨氮污染排放具有高度的同源性，氨氮总量控制与COD控制模式也基本类似。目前各项COD污染减排制度、技术措施都对氨氮污染防治工作起到重要的基础性作用。“十一五”期间，污染减排“三大体系”建设得到一定程度的提升，COD污染减排工作全面开展为氨氮污染减排创造了基础，也有利于将氨氮减排工作落到实处。　　

　　如何有效减少氨氮排放?
　　■阅读提示
　　完善氨氮的排放标准，促进氨氮污染防治水平提升；推进城镇污水处理设施建设和升级改造，大幅度强化氨氮削减作用；以重点行业为抓手，加大工业结构调整力度，加强工业污染治理；多管齐下，综合试点，大力防治农业源污染。

　　完善氨氮的排放标准，促进氨氮污染防治水平提升

　　我国目前有26个现行水污染物排放标准对氨氮的排放规定了控制标准值。总体来说，我国目前现行国家和地方有关氨氮的排放标准中，发布年代较早的标准，其氨氮控制要求已不能满足当地目前的环境管理工作要求；而最近几年发布的地方标准基本可以满足当地的环境管理工作要求。应根据现有工业企业氨氮达标排放标准低的状况，完善国家环境质量标准体系，加大行业型污染物排放标准工作制(修)订力度，缩小通用型、综合型污染物排放标准适用范围，对实施时间较长的排放标准进行全面复审和修订，提高氨氮排放控制要求，督促企业进行深度治理，提高工业氨氮治理水平。

　　考虑到工业企业废水处理设施实际进水氨氮浓度很高，很多企业面临氨氮达标出水困难，且各行业污水特点不尽相同，应避免一刀切，基于技术经济可行性提出“提标升级”要求，既要体现对水体水质的要求，又要考虑各行业实际的经济承受能力和处理水平。通过“提标升级”，促进企业升级改造，工业氨氮排放水平有望进一步降低。

　　推进城镇污水处理设施建设和升级改造，大幅度强化氨氮削减作用

　　由于进水水量变化大、工业废水影响、进水SS(固体悬浮物)浓度高等因素，我国污水处理工艺氨氮去除效果不理想。我国绝大部分污水处理厂缺乏控制氨氮的有效手段，硝化效果的有无很大程度上是依赖于自然界春夏秋冬的自然更替，部分污水处理厂提高硝化的效果仅仅是简单地减少排泥或者增加曝气量，远远没有达到优化运行的效果。一些老的污水处理厂在建设之初没有考虑硝化的功能，只有简单的COD去除功能，污水处理厂的出水氨氮较高。这些污水处理厂的曝气池容积较小，达不到硝化所需要的泥龄要求；沉淀池容积偏小，无法适应硝化所需要的高污泥浓度；曝气设备的能力较低，达不到硝化所需的供氧量。

　　通过污水处理厂COD减排协同效应并升级改造强化生活源氨氮去除效率，可以有效地减少氨氮排放。一方面深挖潜力，注重提升现有设施负荷率和运营水平。根据流域水质的情况，有条件改造的，继续分期分批在城市污水处理厂中增加脱氮除磷的功能；排入封闭式水域及对近岸海域水质有直接影响的地区污水处理厂应选用具有强化除磷脱氮功能的处理工艺，鼓励新建污水处理厂将去除水中总氮作为控制污染指标之一；负荷率低的，完善污水收集管网，通过管网改造提升等措施提升负荷率。另一方面全面启动县县污水处理厂建设工作，推进农村分散式污水处理设施建设，鼓励有条件的地区因地制宜建设农村分散式污水处理设施。同时以缺水地区为重点大力推行污水再生利用工作，鼓励其他地区开展污水再生利用，重点提高污水再生利用率。

　　需要注意的是，硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度，必须同时进行污泥回流和硝化液回流，反硝化时往往要另外加入碳源(如甲醇)和碱，这些需要统筹考虑加以解决，应以老污水处理厂提标改造为主，鼓励企业采取技术措施，降低污水处理过程中的能耗，淘汰落后的技术，优化运行，使氨氮减排{zy}化。

　　以重点行业为抓手，加大工业结构调整力度，加强工业污染治理

　　不少工业废水进水COD偏高，难降解COD比例过高，易降解有机碳源占COD中的10％左右，可利用的碳源不能满足生物脱氮反硝化需求，这些造成工业废水处理厂出水氨氮和总氮达标比较困难。根据2007年《中国环境统计年报》，2007年，工业氨氮去除率为60.3％，比工业COD去除率低10个百分点；生活氨氮排放量为98.3万吨，去除率仅为26.1％，比城镇生活COD去除率低13个百分点；根据主要氨氮产生排放行业氨氮去除率的分析，除石化行业去除率超过90％，其他行业均有提升潜力。

　　氨氮污染排放的污染结构性问题突出，化工、有色、石化、农副食品、纺织等8个行业氨氮排放量占工业排放总量的85.9％。化工行业是氨氮的主要排放行业，占工业企业氨氮总排放量的40％以上，其次为造纸、食品加工、纺织、黑色冶金、石化和食品制造等行业，具有高氨氮废水排放问题的工业部门主要有炼油、化肥、无机化工、农药、铁合金、玻璃制造、食品和饲料生产等。此外，养殖场排出的废水和垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液等废水中氨氮的含量也很高。重点抓住化工、有色、石化、农副食品、纺织等重点行业，可以有效控制工业氨氮排放总量。

　　按照先控制新增量后削减存量的顺序，首先，在项目审批阶段严格环境准入标准，合理控制行业发展速度和经济规模，在源头污染物增量环节多做“减法”，控制氨氮污染物新增量；其次，严格执行国家产业政策，加大工业结构调整力度，对重点行业、重点流域依法实行强制清洁生产审核，对达不到清洁生产水平的应予以关闭和淘汰；第三，抓好企业末端治理，加强污染治理设施的运行监管，确保工业企业实现全面稳定达标排放。

　　多管齐下，综合试点，大力防治农业源污染

　　一些地区仅考虑对工业点源及城市生活污染源的氨氮削减尚无法保证环境功能区的全面达标，要从根本上缓解氨氮污染问题，必须把主要农业源氨氮污染物逐步纳入控制。由于基础工作不到位、工程监管缺位、管理对象难以落实、缺乏治理手段等，农业源将是“十二五”水污染防治需要攻坚克难的重点领域。对于COD如此，对于氨氮污染防治也是如此。

　　现阶段农业源治理应以规模化畜禽养殖等为重点，落实各项管理制度和政策措施，开展规模化畜禽养殖场(小区)、畜禽散养密集区污染防治。规模化畜禽养殖企业参照点源进行管理，严格要求，以氨氮稳定达标排放为目标。对散养式畜禽养殖场，以综合利用为主要措施，推广畜禽粪便生物处理技术，发展生态农业。对于农业面源防治，主要采用管理措施从源头防治，条件允许的情况下辅以工程措施，积极开展试点。通过推广测土施肥的方法，扩大有机农产品种植面积，减少农业生产化肥施用量。促进缓释∕控释肥料研发、生产、运输和销售，改善化肥产品结构，提高氮素利用率。研究建立完善的规模化畜禽养殖场—有机肥—农户—农田运营模式和渠道，实现面源点源协同削减的同时，促进农业可持续发展。

　　作者单位:环境保护部环境规划院