(四川大學建筑與環(huán)境學院，四川成都，610065)

近年來，環(huán)保成為國內(nèi)各領域發(fā)展逃不開的話題。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化所帶來的水污染問題日趨嚴重，人們對污水處理的關注程度日益提高，對我國的污水處理設施提出了更高的要求。另一方面，我國長期面臨的水資源短缺問題也讓污水處理顯得格外重要。截至2017年12月，我國設計并建成城鎮(zhèn)污水處理廠4119座，污水日處理能力已達1.82億t[1]。部分城市還在村鎮(zhèn)地區(qū)建立了污水處理設施來應對污水處理需要。與此同時我國污水處理設施所面臨的問題不斷凸顯。

1 我國污水處理設施的分布特點及規(guī)模

我國污水處理設施的分布總體上呈現(xiàn)出與當?shù)亟?jīng)濟、社會發(fā)展水平正相關的分布規(guī)律。目前我國污水處理設施數(shù)量最多的五個省分別為江蘇、山東、四川、浙江和廣東，這五個省的污水處理設施占據(jù)了全國的50%[2]，而這五個省的經(jīng)濟發(fā)展水平在全國也名列前茅。此外，上述五省的人口眾多，在一定程度上也反映出居民生活對污水處理能力的需求。在污水處理設施數(shù)量較少的省市中，絕大部分經(jīng)濟不發(fā)達，或人口密度較小。

此外，污水處理設施的規(guī)模也呈現(xiàn)出相同的規(guī)律，經(jīng)濟發(fā)展水平較高的地區(qū)污水處理設施的處理能力更高，同一地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理設施處理能力比鄉(xiāng)鎮(zhèn)高。

2 我國污水處理所面臨的問題

2.1 經(jīng)濟發(fā)展與污水處理設施分布、規(guī)模之間的矛盾

目前國內(nèi)污水處理設施數(shù)量較多的地區(qū)大多經(jīng)濟發(fā)展水平較高，居民生產(chǎn)、生活要求高，而經(jīng)濟急需發(fā)展的地區(qū)在污水處理能力上有所欠缺。近幾年人們的環(huán)保意識不斷提高，經(jīng)濟發(fā)展不能以破壞環(huán)境為代價的觀念深入人心。部分能夠帶動經(jīng)濟發(fā)展的企業(yè)必然對污水處理有極高的要求，經(jīng)濟發(fā)展水平較低的地區(qū)難以承受這些企業(yè)對污水處理的需要，導致當?shù)啬軌虻靡粤⒆愕漠a(chǎn)業(yè)進一步限縮。此外污水處理設施設計、建造需要一定的資金投入，地方政府在規(guī)劃上面臨的問題短時間內(nèi)難以得到解決。

2.2 污水處理設施平均負荷率較低

平均負荷率能夠反映污水處理設施的處理能力。以美國為首的發(fā)達國家污水處理設施平均負荷率達到了90%以上，而我國截至2013年污水處理設施平均負荷率僅74.4%，全國范圍內(nèi)有大約1/3的地區(qū)污水處理設施平均負荷率低于50%[3]。污水處理能力效率低下在一定程度上反映出我國部分污水處理設施設計水平和運行優(yōu)化能力的不足。從整體情況來看，仍然是經(jīng)濟水平高的地區(qū)污水處理設施負荷率較高，對當?shù)匚鬯皆u估不足也是造成該問題的原因之一。

2.3 污水收集能力不足

污水收集管網(wǎng)配套不足是我國污水處理設施設計和建設中最突出的問題之一，造成了污水收集能力普遍較低。污水收集管網(wǎng)關系到進水濃度，這也就導致了污水處理負荷率。雖然近幾年我國加快了污水處理設施的建設速度，但污水收集管網(wǎng)卻始終難以得到與之匹配的增長速度。城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程進一步暴露出我國污水處理設施在污水收集能力上的欠缺。

2.4 污水排放標準的欠缺

我國的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中，對出水的水質(zhì)采用了“一刀切”的處理方法，沒有將經(jīng)濟發(fā)展水平和地域差距納入考慮范圍，導致現(xiàn)行的污水排放標準與我國的實際情況有較大的出入。此外，農(nóng)村污水排放尚無明確、系統(tǒng)的標準，進一步拉開了農(nóng)村與城鎮(zhèn)污水處理能力的差異。

2.5 其他問題

目前我國污水處理設施的運行、維護、優(yōu)化水平與經(jīng)濟發(fā)展速度不相匹配的問題也十分突出。

3 以美國為例，發(fā)達國家的污水處理經(jīng)驗

3.1 系統(tǒng)的污水排放標準

美國的污水排放標準建立在法律依據(jù)和制度基礎之上[4]，緊扣當前技術和經(jīng)濟條件，并通過地方性質(zhì)的標準加以補充。美國各個州考慮到了接收排放水的收納水體水質(zhì)，因此在制定相應標準時都具有針對性。此外，美國通過法律嚴格要求污水處理標準，為標準的執(zhí)行提供了堅實的基礎。由此可見美國的污水排放標準十分靈活，考慮到了諸多可能造成污水處理能力差異的因素，也為標準的執(zhí)行提供了保障。

3.2 穩(wěn)定的污水處理設施運營水平

美國等發(fā)達國家開始污水處理的研究時間較早，擁有豐富的研究成果。在污水處理設施的設計、建造中，美國積累了大量的經(jīng)驗，因此美國的污水處理設施運營水平相當高，這體現(xiàn)在其較高的運行效率和相關配套設施的完善上。

3.3 科學的污水處理成本

得益于較高的運行效率，美國污水處理成本得到了科學的控制。相關的研究成果也讓美國在設計、建造相關設施中對成本控制擁有極大的彈性空間。另外美國在設施的布置上也充分考慮到了成本因素，使得相關設施既能滿足居民生活、生產(chǎn)需要，又能減少因占地帶來的巨大成本。美國也十分重視污水處理設施的優(yōu)化，這又減少了因重建帶來的資金投入，使得相應設施始終與實際需求相匹配。

3.4 分散型生活污水處理作為補充

美國較早前就使用分散型污水處理設施來處理農(nóng)村污水[5]，這一舉措作為城鎮(zhèn)污水處理設施的補充，在處理好農(nóng)村污水的同時，針對農(nóng)村污水量小、污染物濃度低等特征，有效減少了設計、修建大規(guī)模污水處理設施造成的浪費。分散型污水處理系統(tǒng)除了農(nóng)村中常見的土地處理系統(tǒng)之外，輔以化糞池-土壤吸收系統(tǒng)、土墩系統(tǒng)、砂濾系統(tǒng)等[5]，規(guī)避了地下水污染。分散型生活污水處理最大的特點之一就是因地制宜，配合美國完善的管理制度，使得美國的污水處理水平更加系統(tǒng)、更加全面。

3.5 其他

美國在污水處理技術方面的研究啟動時間較早，積累了大量的經(jīng)驗，另外美國長期以來在相關技術的研究、優(yōu)化上投入了較大的成本，保證了其污水處理技術始終處于領先位置，既能滿足本國污水處理需求，又減少了污水處理的能耗。

4 未來我國污水處理技術的發(fā)展方向

4.1 實現(xiàn)可持續(xù)循環(huán)利用

“可持續(xù)發(fā)展”是近年來人們熱議的話題，如何實現(xiàn)循環(huán)利用成為了我國污水處理技術發(fā)展的方向。若能將污水處理后利用起來，就能夠節(jié)省大量的水資源。想要實現(xiàn)這一目標，除了進一步提高我國污水處理設施的標準和能力之外，還需要更密切的社會聯(lián)系：污水處理設施將污水進行處理后，處理后的水輸送到哪里、怎樣輸送、如何實現(xiàn)合理的利用需要相關領域的配合。實現(xiàn)處理后污水利用要避免“為了循環(huán)而循環(huán)”，切忌造成不良的社會影響和資源浪費，需要系統(tǒng)深入地研究、科學合理地規(guī)劃，更要講究因地制宜。與此同時還需要建立相應的監(jiān)測機制，為處理后的循環(huán)水提供相關衡量標準，并為規(guī)劃提供依據(jù)。

4.2 污水低碳處理

極端氣候的出現(xiàn)愈發(fā)頻繁，引起人們對低碳生活的空前關注，低碳處理將是污水處理技術長期的發(fā)展目標[6]。在過去很長一段時間，污水處理時有機物厭氧分解會產(chǎn)生大量的一氧化二氮，此外相關設施在運行中也會產(chǎn)生碳排放，部分用于污水處理的化學物品在相關反應中也會產(chǎn)生上述氣體。盡管污水處理的碳排放并不是社會排放量的主要因素，但始終是不容忽視的組成部分，想必未來如何實現(xiàn)污水低碳處理會成為國內(nèi)學者關注和研究的方向。

4.3 污水能源利用

理論上，污水能為生物電化學技術提供能源，若能充分利用，污水回收率還將大大提升。然而生物電化學技術目前還不成熟，距離大規(guī)模投入使用還需要經(jīng)過長時間的研究。

4.4 小結(jié)

可見，未來我國的污水處理除了將關注點放在“處理”以外，如何“利用”也有望取得突破。污水若能得到合理回收利用，則將有效緩解我國水資源緊缺的壓力，并提高我國水資源保護的整體水平。

5 對我國污水處理的建議

5.1 提升現(xiàn)有污水處理設施的優(yōu)化、運營能力

在過去一段時間，我國部分污水處理設施符合率低、污水處理能耗高等問題提升了污水處理成本，使得與之相關的整個污水處理工作進入了惡性循環(huán)：污水處理設施處理能力低，成本高，地方政府、企業(yè)不愿加大對污水處理的關注和支持，相關污水處理設施無法得到優(yōu)化。

要解決這一問題，需要提升我國對已投入使用的污水處理設施的優(yōu)化能力和運行能力，針對負荷率低、能耗高等問題進行研究，根據(jù)設施所在地的實際需求進行調(diào)整，在保證污水處理達標的基礎上適當降低成本。此外，還需保證相關領域人才的需求，采取激勵和保障措施，加快人才的涌入，提升污水處理設施運營人員的整體素質(zhì)。

另一方面，可將一些在優(yōu)化、運營方面表現(xiàn)突出的污水處理設施樹立成典型，提供人才培養(yǎng)服務，條件允許時還可將最能表現(xiàn)污水處理能力的部分向公眾開放，起到大眾教育的作用。若能經(jīng)過合理的規(guī)劃，此舉能適當增加污水處理設施的額外收入，減少運營成本。

5.2 提高污水收集能力

針對現(xiàn)階段污水收集管網(wǎng)不足的問題，需對污水處理配套設施予以關注，提高污水收集能力。增加污水收集管網(wǎng)首先需要對當?shù)匚鬯幚硇枨罅窟M行評估，充分考慮到當?shù)厝罕娚a(chǎn)、生活水平，確保管網(wǎng)布置合理，避免布置過多而造成的資源浪費。

考慮到我國未來經(jīng)濟的快速發(fā)展，在規(guī)劃污水收集管網(wǎng)時還應與當?shù)亟?jīng)濟、社會發(fā)展水平聯(lián)系起來，實現(xiàn)污水收集能力始終與發(fā)展相匹配的目標。比如，污水收集管網(wǎng)在布置時要考慮到當?shù)匚磥硎欠駮?guī)劃居民集中生活區(qū)、工業(yè)區(qū)等，若有相關計劃可提前對污水排放量進行預估。一旦大規(guī)模的生產(chǎn)、生活設施修建完畢，再進行污水收集管網(wǎng)布置就需要更大的成本，極有可能造成污水收集、處理能力在一段時間以后無法滿足當?shù)貙嶋H需求的情況。若當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展依賴于極易產(chǎn)生大量生產(chǎn)污水的產(chǎn)業(yè)，則應與相關企業(yè)溝通，采用政府相關部門與企業(yè)互相合作的形式，做好生產(chǎn)污水的收集。

5.3 著眼未來，加大研究力度

未來，污水處理技術將無可避免地朝著低碳、節(jié)能和高效的方向發(fā)展，我國應從現(xiàn)在起投入相關領域的研究。過去很長一段時間我國在污水處理領域的研究遠遠落后于美國等發(fā)達國家。而隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，從政府到人民都開始關注環(huán)保問題，這為污水處理技術的研究提供了契機，黨的十八大以來各項與環(huán)保相關的重要論斷、舉措也為我國在該領域后發(fā)先至創(chuàng)造了條件。

想要實現(xiàn)未來低碳、節(jié)能、高效的污水處理，需要在工藝、工具上進行研究，我國應加大對相關研究的扶持，對污水處理在內(nèi)的環(huán)保領域研究成果予以保護和獎勵；另一方面還要重視人才的培養(yǎng)，讓更多的專業(yè)人士愿意投身污水處理技術的研究。在研究中還應考慮到我國幅員遼闊、發(fā)展不均衡等因素，形成一批有效的、符合我國實際需要的研究成果。

5.4 采取更合理的農(nóng)村污水處理措施

農(nóng)村人口少、經(jīng)濟發(fā)展水平較低等客觀因素使得我國現(xiàn)階段農(nóng)村污水處理能力遠低于城鎮(zhèn)的現(xiàn)象。農(nóng)村污水全部通過管網(wǎng)輸送到城鎮(zhèn)污水處理設施不僅會增加管網(wǎng)負擔，還無法保證收集效率。過去很長一段時間農(nóng)村污水處理“土方法”隨處可見，造成了極大的環(huán)境污染，但是“土方法”里可以悟出“新思路”，結(jié)合美國分散型農(nóng)村污水處理等經(jīng)驗，我國也可在農(nóng)村推行化糞池-土壤吸收系統(tǒng)、土墩系統(tǒng)、砂濾系統(tǒng)等污水處理措施，減少農(nóng)村地下水污染，減輕城鎮(zhèn)污水處理設施的負擔。

農(nóng)村污水處理還面臨群眾意識不足的社會問題。當下留守農(nóng)村的大多是教育水平較低的中老年人，缺乏污水合理處理的意識，配合程度較低；而受過良好教育的年輕人大多不愿回到農(nóng)村生活，潛移默化影響農(nóng)村留守人員的可能性較小，因此農(nóng)村污水處理需要培養(yǎng)基層宣講人員。解決這一問題可發(fā)揮我國獨有優(yōu)勢，比如在村委會中安排負責宣講污水處理的基層工作者，鼓勵、教導農(nóng)村人口關注污水處理，支持、配合相關舉措。

5.5 因地制宜，制定相應污水處理排放標準

現(xiàn)階段我國采取的污水處理排放標準并沒有考慮到我國各地發(fā)展不平衡的實際情況，“一刀切”的標準進一步拉開各地污水處理能力和效果的差距。因此，我國需要在現(xiàn)行的污水排放標準基礎上進行優(yōu)化，將當?shù)氐陌l(fā)展水平、人口需求考慮在內(nèi)，最終形成更加科學的排放標準。處理后的污水還需要配套的科學監(jiān)測機制，而機制的建立需要相關的標準為依據(jù)，進一步凸顯出污水處理排放標準的重要性。

5.6 建立健全法律法規(guī)，加大監(jiān)管力度

我國還需要建立法律法規(guī)，對污水處理及排放進行強制管理。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，國民素質(zhì)得到了提高，但污水處理和排放背后涉及到經(jīng)濟利益，導致部分居民、企業(yè)對污水處理的忽視，特別是工業(yè)污水不達標排放的新聞屢見報道。因此我國需要建立健全相關法律法規(guī)，加大執(zhí)法力度，對不達標排放的行為進行嚴懲，在社會中發(fā)揮震懾作用。

此外，還應關注執(zhí)法隊伍的建設，刺激專業(yè)的復合型人才加入，為相關法律法規(guī)的執(zhí)行提供進一步保障。

6 總結(jié)

盡管我國在污水處理技術方面存在不足，但隨著國民環(huán)保意識的日益增加和國家經(jīng)濟、社會的發(fā)展，越來越多的人開始關注這方面的問題，并且有大量的專家學者投入到相關技術的研究當中，可以預見我國在污水處理方向上會逐步形成科學、系統(tǒng)的研究成果。

污水處理不僅僅是技術問題，更是社會問題，涉及到各方利益，現(xiàn)階段各地污水處理能力的差距也與我國不平衡、不充分的發(fā)展有直接關系。因此徹底解決污水處理方面的問題，還依賴國家的發(fā)展。