背 景
有色金属工业是重金属污染排放重点行业之一。在原国家环境保护部公布的《重金属污染综合防治“十二五”规划》中，重有色金属矿和重有色金属冶炼业位居第一和第二，是重金属污染治理的重中之重。而且，有色金属矿山开采产生的废水、选矿废水以及尾矿坝渗漏水大多呈酸性，以含有大量可溶性离子、重金属及有毒有害元素为特征，不仅直接影响地表水体的水质安全，而且重金属废水污染累积会侵入周边区域，以持续性、无序性、发散性等面源污染模式侵蚀、渗入周边土壤及地下水体，对生态环境产生极大的威胁。此外，重金属冶炼工业不仅是典型的高耗水大户、水资源利用率低，也是环境重金属污染的主要来源。重金属废水在造成严重环境污染的同时，也导致了重金属资源本身的极大浪费。因此，加强对重金属废水处理技术和资源化利用的研究，已成为当前环境治理工作开展过程中的首要任务。
由于现有重金属废水处理技术种类繁多，技术工艺实施过程多环节、多目标，关键评价因素难以判别及验证。在实际的推广应用重金属废水污染治理过程中，由于其技术种类多、水平参差不齐等原因，造成了选择和应用上的偏差和盲从性，缺乏有效的、系统的评价指标体系和方法，阻碍了高水平重金属废水的深度净化与安全利用集成技术的研发和推广应用，成为制约我国水安全利用的重大难题。GB/T38224.1-2019《重金属废水处理与回用技术评价第1部分：程序和方法》和GB/T38224.2-2019《重金属废水处理与回用技术评价第2部分：指标体系》两项国家标准的发布, 解决了我国重金属废水处理及回用技术方面缺乏有效的技术评价标准与方法的问题，填补了我国标准领域的空白，为我国重金属废水处理与回用技术的选择、识别和评价提供了科学依据，能够有效促进我国重金属废水处理与回用技术的开发和应用。
这两项国家标准，依据多技术评价原理，综合运用并优化专家评估法、层次分析法、模糊综合评判法和灰色综合评价法，从技术、经济、环境以及安全等多维度创新性地提炼出了兼具行业特点、适用性和可操作性的共性方法和指标体系。适用于以重金属为特征污染物的废水处理与回用技术的筛选评价和运行效果评价，包括矿山酸性废水、铅锌冶炼废水、电镀废水等。为使相关人员更好地理解、掌握和运用标准，本文对标准的核心内容“重金属废水处理与回用技术评价指标体系和方法”进行解析。
重金属废水评价指标体系
重金属废水安全利用是重金属废水处理与回用技术评价的总目标，其中的分级子目标是相互独立、相互补充、隶属于总目标层的一级指标，它们将从不同的角度、工艺的不同阶段对重金属废水处理与回用技术的各要素水平进行概况式描述，其中包括技术指标、经济指标、环境指标以及资源指标四大类一级指标。各一级指标下面又设置了若干二级指标，这些二级指标可以根据评价需求和实际情况作适当的增减。
01、技术指标
技术指标反映拟评价技术在技术性能、高效稳定、运行管理等技术方面的特征，设置技术先进性、工艺成熟程度、重金属去除率、抗冲击负荷能力、操作复杂程度、运行安全性等二级指标。其中，重金属去除率、其他特征污染物去除率、抗冲击负荷能力和运行安全性这4个二级指标的设置考虑了水质安全、操作工艺安全、环境和人类健康安全这三方面的安全风险问题。
(1)技术先进性
技术先进性泛指与国内外同类技术相比，被评价废水处理和回用技术水平所处的地位。可根据国家先进污染防治示范技术和国家鼓励发展的环境保护技术目录中列举技术、核心技术获奖数量、国家发明专利授权数量等联合评定。按照被评价技术的实际情况，分为优(0.80～1.00)、良(0.70～0.80)、中(0.60～0.70)、差(0～0.60)四级。
(2)工艺成熟程度
技术在研发过程所达到的一般性可用程度。可根据技术开发的年代，参考工业化程度和市场普及率情况等评定。按照被评价技术的实际情况，分为产业化阶段(0.80～1.00)、工程化阶段(0.60～0.80)、实验室阶段(0～0.60)三级。
(3)重金属去除率
废水处理和回用技术对重金属污染物指标的去除效率。计算公式如下：
(4)其他特征污染物指标
废水处理和回用技术对特征污染物(如氟、氯、钙、铁等)指标的去除效率。计算公式如下：
(5)抗冲击负荷能力
当进水水质、水量发生变化时对处理性能的影响以及出水水质达标程度的变化情况。按照被评价技术的实际情况，分为优(0.80～1.00)、良(0.70～0.80)、中(0.60～0.70)、差(0～0.60)四级。
(6)操作复杂程度
废水处理技术涉及的自控水平及人工管理的复杂程度。按照被评价技术的实际情况，分为优(0.80～1.00)、良(0.70～0.80)、中(0.60～0.70)、差(0～0.60)四级。
(7)运行安全性
包括使用的原材料安全、设备及设施运行的安全性、运行管理过程中的物料使用安全性、产物的毒性及有害性、潜在危险性。按照被评价技术的实际情况，分为优(0.80～1.00)、良(0.70～0.80)、中(0.60～0.70)、差(0～0.60)四级。
02、经济指标
经济指标反映拟评价技术在投资成本、运行费用、节水收益等经济方面的特征，设置单位建设投资、单位运行费用、单位占地面积等二级指标。
(1)单位建设投资
处理1m³废水建厂平均一次性投资费用，包括土地费用、土建直接建设和安装工程费用、设备工器具购置费用、管理费用等。计算公式如下：
(2)单位运行费用
处理1m³废水产生的运行费用，包括人员费、动力费、维修费、药剂费和其他费用。计算公式如下：
(3)单位占地面积
平均处理1m³废水所占用的土地面积，不包括远期预留用地。计算公式如下：
03、环境指标
环境指标反映拟评价技术对环境的正面和负面的影响等环境方面的特征，设置重金属削减率、单位危险废物产生量等二级指标。这两个二级指标的设置考虑了水质安全、环境及人类健康安全这两方面的安全风险。
(1)重金属削减率
废水中重金属污染物经过处理后被降低的比率。计算公式如下：
(2)单位危险废物产生量
处理1m³废水产生的危险废物的数量。计算公式如下：
04、资源指标
资源指标反映拟评价技术在回收利用有用和稀缺资源等方面的特征，设置废水回用率、资源回收率等二级指标。
(1)废水回用率
处理后回用废水量占被处理废水总量的比例。计算公式如下：
(2)重金属资源回收率
回收的重金属质量占废水中重金属总量的比例。计算公式如下：
评价程序与方法
标准规定了筛选评价和运行评价这两类技术评价程序与方法。筛选评价程序与方法是指经过技术筛选与评价后，确定最佳适用技术，适用于例如新改扩建企业的建设施工及技术改造等用途。运行评价程序和方法是指经过与基准值进行评价对比后，考量被评价技术的实施效果及效益的，适用于例如企业实施某项重金属废水处理与回用技术一段时间后的运行效果综合评价。
01、筛选评价程序与方法
重金属废水处理与回用技术筛选评价是通过对不同类别的技术以及不同所属的同类技术按照标准确定的程序和方法进行分析比较，从而确定最佳适用技术。主要分为以下几个步骤：
(1)筛选技术清单
首先，根据重金属废水的来源和特点，对国内外现有处理和回用技术进行分析总结，初步确定拟评价的若干技术。
其次，对确定的拟评价技术进行初步筛选。考虑的因素包括但不限于：a) 依据GB 8978-1996《污水综合排放标准》、GB 20426-2006《煤炭工业污染物排放标准》、GB 25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》、GB25467-2010《铜、镍、钴工业污染物排放标准》、GB31574-2015《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》、GB/T 27678-2011《湿法炼锌企业废水循环利用技术规范》、GB/T 29773-2013《铜选矿厂废水回收利用规范》、GB/T 29999-2013《铜矿山酸性废水综合处理规范》、SL368-2006《再生水水质标准》以及HG-T3923-2007《循环冷却水用再生水标准》，判断技术能否满足其相应的达标排放或回用要求;b) 是否在现有的场地、公用设施等条件或稍作改进即可实施;c) 其他必要条件。
最后，讨论确定拟评价技术清单。
(2)收集信息和数据
针对拟评价技术清单中的每项技术收集信息和数据，包括但不限于以下：a)技术案例所处地理位置;b) 实际接收废水的水质、水量长周期统计情况;c) 处理与回用技术中各工段的实际工况及设备;d) 废水排放量;e) 主要污染物排放测试、统计数据及其记录文件;f) 资源、能源消耗计量统计数据及其记录文件;g) 环境影响评价报告;h) 投资运行成本分析数据;i) 其他必要文件资料。
对于无法收集到的必要的评价信息和数据，可以采取必要的测试、计算和估算等手段获取。
(3)确定评价指标体系
根据评价需求以及相关信息和数据收集情况，提炼技术清单中各项拟评价技术的共性和特性，选择并确定重金属废水处理与回用的评价指标体系。
(4)计算各级指标的单项指标值
结合收集的信息和数据，对每个单项评价指标依据标准中给出的方法进行赋值，得出单项指标值。其中，各级指标的权重值可采用平均权重法、专家咨询法以及相关系数矩阵法确定。
(5)计算各级指标的评价指数
从最低一级指标开始逐级计算，计算每一个上级指标所包含的全部下级指标。最后得到拟评价技术清单中某一项拟评价技术的综合评价指数。
正向指标按公式(1)计算其评价指数：
负向指标按公式(2)计算其评价指数：
式中：
Itij—第t项拟评价技术的第i项一级指标中的第j项二级指标的评价指数;
Stij—第t项拟评价技术的第i项一级指标中的第j项二级指标的指标值;
Sijmax—拟评价技术中第i项一级指标中的第j项二级指标的最大值;
Sijmin—拟评价技术中第i项一级指标中的第j项二级指标的最小值。
一级指标的评价指数按公式(3)计算：
式中：
Iti—第t项拟评价技术的第i项一级指标的评价指数;
Wtij—第t项拟评价技术的第i项一级指标中的第j项二级指标权重;
m—第i项一级指标中的二级指标个数。
综合评价指数按公式(4)计算：
式中：
It—第t项拟评价技术的综合评价指数;
Wti—第t项拟评价技术的第i项一级指标的权重;
n 一第t项拟评价技术的一级指标个数。
(6)分析判定
根据各项拟评价技术的综合评价指数，按从大到小的顺序排列，综合评价指数最高的技术为最佳适用技术。
02、运行评价程序和方法
重金属废水处理与回用技术的运行效果评价是对已经投入运行的技术按照标准确定的程序和方法进行分析比较，从而确定其达到设计指标的程度或在同类技术中的水平。在进行重金属废水处理与回用技术运行综合评价时，首先应选择比较的基准技术。具体步骤如下：
(1)选择基准技术
首先，根据组织自身对其产生的重金属废水的实际处理和回用需求，围绕废水处理后的收纳水体、回用环节或工艺的水质要求等，对国内外现有的可以达到目前所使用技术处理要求的、成熟的重金属废水处理与回用技术进行筛选，确定比较的基准技术。基准技术是分析比较技术运行效果的基础，可以采用如下方法进行确定：a) 同类技术的最佳案例;b) 同类技术的平均水平;c) 设计指标;d) 其他。
(2)收集信息和数据
根据评价需求，针对拟评价技术和基准技术，对照标准给出的相应指标体系中各二级指标收集相关的信息和数据，包括但不限于以下：a) 技术案例所处地理位置;b) 实际接收废水的水质、水量长周期统计情况;c) 处理与回用技术中各工段的实际工况及设备;d) 废水排放量;e) 主要污染物排放测试、统计数据及其记录文件;f) 资源、能源消耗计量统计数据及其记录文件;g) 环境影响评价报告;h) 投资运行成本分析数据;i) 其他必要文件资料。
对于无法收集到的必要的评价信息和数据，可以采取必要的测试、计算和估算等手段获取。
(3)确定评价指标体系
根据各二级指标的信息和数据收集情况，结合实际评价需要，完善各指标的信息和数据，最终选择并确定重金属废水处理与回用的评价指标体系。
(4)计算各级指标的单项指标值
结合收集的信息和数据，对每个单项评价指标依据标准中给出的计算方法进行赋值，得出单项指标值。
(5)计算各级指标的评价指数
从最低一级指标开始逐级计算，计算每一个上级指标所包含的全部下级指标。最后得到拟评价技术清单中某一项拟评价技术的综合评价指数。
正向指标按公式(5)计算其评价指数：
负向指标按公式(6)计算其评价指数：
式中：
Iij—拟评价技术的第i项一级指标中的第j项二级指标的评价指数;
Sij—拟评价技术的第i项一级指标中的第j项二级指标的指标值;
Sbij—基准技术的第i项一级指标中的第j项二级指标的基准值。
一级指标的评价指数按公式(7)计算：
式中：
Ii—拟评价技术的第i项一级指标的评价指数;
Wij—拟评价技术的第i项一级指标中的第j项二级指标的权重;
m—拟评价技术的第i项一级指标中的二级指标个数。
综合评价指数按公式(8)计算：
式中：
I—拟评价技术的综合评价指数;
W i—拟评价技术的第i项一级指标的权重;
n —拟评价技术的一级指标个数。
(6)分析判定
拟评价技术的综合评价指数大于1.可判定运行效果好于比较基准;拟评价技术的综合评价指数等于1.可判定运行效果与比较基准水平相同;拟评价技术的综合评价指数小于1.可判定运行效果与比较基准有差距。
