专家观点 | 王洪臣：城镇排水与污水处理行业新形势下的高质量发展方向与任务

“新质生产力赋能浙江城乡水务高质量发展”研讨会暨浙江省城市水业协会2024年年会于2024年9月4-6日在浙江宁波举办。会议精心邀请60余位行业专家与会交流，来自浙江省水务企业、高等院校、设计院、研究院、政府部门及国内友好交流单位等近千位水务同仁、专家、学者参加了此次会议。上海《净水技术》杂志社作为此次年会的媒体支持单位，整理了大会部分报告内容，欢迎各位水业同仁赏阅。

城镇排水与污水处理行业新形势下

的高质量发展方向与任务

王洪臣

中国人民大学低碳水环境技术研究中心

教授

众所周知，过去的三个五年计划，中国的排水和污水处理发展非常快，我们国家投资了至少6万亿，建成了接近100万公里长的排水管道，超过两亿吨的处理能力，快速形成了全球最大的排水污水处理基础设施。接下来，我们这个行业未来的方向还有什么？

一、排水和污水行业的未来方向？

我国十年前发布了水污染治理第一个行动计划：《水污染防治行动计划》，我们把这个计划进行了凝练，总体是收集污水、处理污水、处理污泥。后来又发布了《关于打好污染防治攻坚战的意见》，凝炼成治理城市黑臭水体，不能只建管网和污水处理设施，更要把城市的黑臭水体治理好。在该文件下形成了《城镇污水处理提质增效三年行动方案》，这个方案可以切断外水，提高浓度，提高处理水的效率。之后发布《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》，可以凝练为补齐收集和处理短板，建设的标准需要适度。按照《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》，可以凝练为补短板、提效率、治溢流，提出溢流污染要有治理。后来提出《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》，凝练为把已经治理好的城市黑臭水体，防止其反黑反臭，要开始着手治理现成的黑臭水体，在这个意见下，形成了《深入打好城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》，提高集中收集率，提高污水进口的浓度，治理黑臭水体。

关注新污染物的问题

由于新污染的问题越来越严重，我国出台了《新污染物治理行动方案》，其中关于污水处理提到的较多的要求。比如抗生素、内分泌干扰物在生活污水中比较多，列入到新污染物的治理清单，形成污水污泥的处理处置、新污染物治理的示范。

制定减污降碳协同的国家标准

我们国家《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，要建设绿色低碳的发展，让全社会提供能源利用效率。在此意见下，形成《减污降碳协同增效实施方案》，关于排水和污水处理，提出要减污，也要协同减污和“双碳”，实现绿色低碳。在此发展下，形成《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》，其中的关键点是要在2025年以前建成100座绿色低碳的标杆的污水处理厂，整个文件可以凝练成：回答污水处理如何进行减污降碳、树标杆，要制定减污降碳协同的国家标准。

高效的污水处理

2023年年底向全社会、以中央国务院形式发布的《关于全面推进美丽中国建设的意见》，意见关于排水和污水处理方面较多，提出要建立管网全覆盖的国家的样板区，要建设污水处理绿色低碳的标杆厂。因此，美丽中国的建设，对高效的污水处理，看的比较重。

梳理了以上关于减污治理的八个国家文件，加上碳达峰、碳中和的意见，这两部分就耦合出“减污降碳协同”。在这个大的方向下，有关部门就形成了关于与污水处理减污有关系的三个文件，总的目标是绿色低碳。从中可以得出：污水处理行业未来的发展方向是绿色低碳。绿色低碳是方向性的，“减污降碳”（减少污染物的排放、降低碳的排放）是我们未来的重要任务。减污降碳协同中的协同是1+1=2，减污降碳协同组合是1+1=3，因此在很多城市和地区，做到减污降碳协同比较难。

二、新形势下的高质量发展任务

后期绿色低碳中的绿色任务还很重

在梳理了以上一系列文件之后，按照减污降碳和绿色低碳基本的要求看，减污任务比较重，我们需要减少污染物的排放，既要减少传统污染物的排放，还要减少新污染物的排放。新污染物中，既要减少有机污染物的排放，因为有机污染物都是黑臭，也要减少无机污染物的排放。总而言之，减少污染物的排放，后期绿色低碳中的绿色任务还很重。

减污降碳协同，需要因地制宜

关于降低碳的排放，对排放量、幅度，尤其技术路径讨论的比较多。如何实现减污降碳协同1+1>2？现在行业基本的看法是：只有能量回收和资源循环，才能够做到既减污又降碳，起到了1+1=2协同的作用。为什么减污降碳协同是追求？很多地区难以实现能量回收和资源循环。譬如，污水的水源热泵，在北方是游泳池利用率比较大，由于在南方没有地暖，对水源热泵的利用效率比较低。

在资源循环方面，一是再生水的循环利用占的分量比较大，南方很多地区水资源丰富，南方城市污水的再生利用可能比较难；二是污泥，大家公认的在污染物去除之后，污泥用作土地肥料的资源循环效率会比较高。南方很多地区的土地资源对肥料的需求不是那么大，在土壤很贫瘠的地区需求比较大。所以减污降碳协同，以能量回收和资源循环为路径组合起来，需要因地制宜，各个城市和各个地区差别比较大。

减污，减哪些污？怎么减？

2.1 传统污染物

2.1.1有机污染物

以有机污染物为主的传统污染物，有25%~35%的污染物进入水体是水体黑臭的根源。那么，污染物在哪里排？

一是污水的直接整排，一方面由于一些地区管网没有建好或者超负荷污水直接往水体里排；另一方面是由于我国是以分流制为主的排水体制，错接、混接、漏接比较多，污水直接沿着雨水管道往水体排放量比较大。

二是溢流排放，第一类是客水溢流，由于河水、湖水、山川水进入到排水管网，在雨季时，让污染物在同一地方往水体中溢流，在非雨季时，污水排放量比较大。第二类是雨水溢流，有合流制的溢流和分流制的溢流。总体来看，污水直排和客水溢流治理的难度小，溢流污染治理是长期的，任务重、投入大，俗称“久久为功”。

排放情况的素材比较多。例如中央环保督察把长江流域几个省份关于溢流污染问题的通报，可以看到一些地市环境基础设施短板比较突出，各个城市差别也比较大。总体来说，社会污染物直接往水体排放的量还是比较大，导致黑臭问题还比较重。以“雷厉风行”消除污水直排的工作可以进行，防止河水倒灌也可以去做。具体举措如下：

（1）正确预测溢流量，合理建设溢流控制设施。关于溢流，在总水量一定的情况下，末端处理设施建的比较大，溢流量就会比较少；反过来看，如果设施建的比较小，溢流量就会变大。如何确定现在所建设施是大还是小？一、二、三线城市的污水处理厂的负荷率都非常高，全行业平均负荷率超过90%，一线二线城市已超出了负荷，所以现在看来，污水处理设施较少。美国和欧洲的负荷率是75%，这是他们在规划建设之初，照着一定不要满负荷、留有余量去建设的。我们的设施建设比较小，所以也导致溢流量比较大。算清楚总水量也比较重要，污水处理工程设计以旱季的污水量为主，但进入的客水量没有算，所以这也导致溢流量比较大。

（2）正确确定截流倍数，合理建设合流制溢流控制设施。关于合流制，三分之一体量的污水以合流形式运行。合流制截流倍数为多少是关键。西方国家以“3W”运行，日本、美国、欧洲是两倍的截流量。以纽约市来说，合流制是以两倍的截流，雨量特别大时还会溢流。我们国家新的规范提出截流倍数是2~5倍，比西方的还要高，但现实情况，城市合流制截流的非常少，有的甚至没有开始截流。此外，西方两倍的截流之后，承诺污水处理厂运行标准可以降标运行，此时截流量比较大，但我国环保部门要求在截流的情况下仍然要求初始截流达标，实际上截流量增加后有时不能达标，所以这些管理规定是不太明确的。

（3）正确确定入流入渗量，合理建设分流制溢流控制设施。关于分流制，我国三分之二采用分流制的排水体制，对于分流制的入流入渗认知比较少。我国30米一个的污水检查井，下雨时路面的积水跟着雨水进入到排水系统，使进水量增加。防汛时，现场的防汛人员迅速的把井盖给掀起来，让水排走。以分流制形式建设，防汛的时候以合流制的形式运行，合流制在后边是否有截流。对于这些情况，溢流很严重，分流制的入渗也很严重。

国际上，关于入流入渗、RDH预测、计算方法都比较多。美国明确排水体制入流入渗的量，如果超过了入流入渗的量，说明排水管网的建设标准比较低。总体来看，入流入渗率50%~100%。北欧以分流制为主，排水设施的建设标准和管理水平比较高，但是北欧的官方统计入流入渗率50%~100%。美国提出，溢流污染治理一定要给予费用效益，美国持续长期地进行溢流污染的治理，定期的向国会报告，例如2019年~2020年几百亿美元的计划，美国重点城市都进行着溢流污染的治理。

（4）西方国家控制溢流污染的技术路线。西方采取“绿色基础设施+传统的合流制或分流制排水系统+灰色基础设施”（LTCPs）的技术路线。源头要搞绿色，就是中国的海绵城市。末端还要建大量的灰色设施。绿色基础设施的建设采用“灰绿交融”。由于我国建设密度很大，要建设西方灰绿交融的城市很难。屋顶绿化在降低雨水的径流流量方面做的工作比较多，绿色道路建设没有考虑径流迅速的消除。普通的城市建设密度、绿色基础设施和灰色基础设施所占比例差距较大。芝加哥为了应对大规模的溢流污染，建成了全球最大的污水处理设施，自然负荷率比较低，污水量并不多。

我国城市溢流污染治理比西方城市更困难。中国的城市建设密度非常高，源头靠海绵城市，而海绵城市理念和示范都比较好。绝大部分是城市，钢筋混凝土里建设海绵城市比较难，所以指望绿色基础设施在溢流污染治理发挥很大的作用比较难，以末端治理为主可大大的降低处理设施的负荷率。

末端治理能不能原位扩容现有的10万吨～20万吨？污水处理厂能不能建个新的或换个地方？我国大多原位建设的用地非常小，快速的污水处理设施需求可能比较大。溢流污染原位控制的技术可以快速把砂子和毛发全部分开，如果水质比较差，是否可以快速的过滤？加氯后水还比较差，是否可以加点药？包括气浮等。如果对氨氮有要求，是否可以更换生物滤池？总而言之，中国的情况是溢流污染的原位控制，因为占地小，城市建完后没有空地，能否找一个地方建设溢流设施、把污染物削减，这可能在未来比较大的需求。

2.1.2 无机污染物

我国总体上是一个富氨富磷的水环境体，绝大部分地区亟需进一步脱氮除磷。对于减少传统污染物的无机营养物，我们国家的污水排放标准是比较严的（GB 18918），对有机污染物的浓度要求比较高，所以对氮磷的要求总体上都非常高。

全球富营养化的水环境较多，全球三大缺氧区，包括中国东部和南部的近海、欧洲的近海、美国临海，由于氮和磷排放的负荷比较高，全球的三大富营养化地区，中国是越来越严重的。西方国家对水环境缺氧区的检测比较多，经济社会发达、人口密度比较高，缺氧区比较大，针对这些水环境需要，美国在除磷方面下的功夫比较大。美国东部以160万吨污水处理厂为目标，经过五次的提标改造、投入和技术研发，要求总氮低于3mg/L，要求总磷低于0.1mg/L。可以预测，我们国家的污水处理厂以氮、磷满足水环境需要的提标改造，需求还是比较大的。

2.2 新污染物

对于新污染物，我国新污染物的行动方案提出污水处理也要做相关规定。今年欧洲新修正的污水处理指令（也称欧洲的污水处理法），要求各成员国优先确保投资，建设污水的四级处理，即臭氧氧化+活性炭吸附，去除新污染物。我们国家的污水有预处理、一级处理、二级处理、三级处理，欧洲要求增加四级，去除新污染物。值得一提的是，四级处理是以臭氧和活性炭吸附为主，四级处理涉及到的占地比较大，这可能也不适合我们中国的具体情况。中国的污水处理厂周围都是其他的设施和居民区，四级处理设施没有地方建设，因此中国在现有的工艺流程上不可镶嵌高级氧化技术，从而无法使新污染物在现有的工艺流程中完全去除。

降碳