鄭祥，程榮，鄭江，宋文波，宋桂杰，李安

（1.中國人民大學(xué)，北京 100872；2.北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100044；3.北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100082）

1 我國城鎮(zhèn)水環(huán)境治理行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 政策規(guī)劃引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展

我國高度重視城鎮(zhèn)水環(huán)境治理行業(yè)的發(fā)展，相繼出臺了多項(xiàng)有利于水務(wù)行業(yè)的利好政策，如《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范城鎮(zhèn)（園區(qū)）污水處理環(huán)境管理的通知》等，進(jìn)一步加強(qiáng)了對水務(wù)行業(yè)的監(jiān)管，促使水治理市場化不斷提升，推動了水務(wù)環(huán)保產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模的擴(kuò)大[1]。

2018 年12 月，生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合印發(fā)《長江保護(hù)修復(fù)攻堅(jiān)戰(zhàn)行動計(jì)劃》（以下簡稱《行動計(jì)劃》）。《行動計(jì)劃》提出，到2020 年年底，長江流域水質(zhì)優(yōu)良（達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類）的國控?cái)嗝姹壤_(dá)到85%以上，喪失使用功能（劣于Ⅴ類）的國控?cái)嗝姹壤陀?%；長江經(jīng)濟(jì)帶地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體控制比例達(dá)90%以上；地級及以上城市集中式飲用水水源水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類比例高于97%。《行動計(jì)劃》明確以改善長江生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為核心，以長江干流、主要支流及重點(diǎn)湖庫為突破口，統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理，堅(jiān)持污染防治和生態(tài)保護(hù)“兩手發(fā)力”，推進(jìn)水污染治理、水生態(tài)修復(fù)、水資源保護(hù)“三水共治”，突出工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、航運(yùn)污染“四源齊控”，深化和諧長江、健康長江、清潔長江、安全長江、優(yōu)美長江“五江共建”，創(chuàng)新體制機(jī)制，強(qiáng)化監(jiān)督執(zhí)法，落實(shí)各方責(zé)任，著力解決突出的生態(tài)環(huán)境問題，確保長江生態(tài)功能逐步恢復(fù)，環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善。

2019 年2 月18 日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》（以下簡稱《規(guī)劃綱要》），《規(guī)劃綱要》針對強(qiáng)化水資源安全保障問題，提出堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先，大力推進(jìn)雨洪資源利用等節(jié)約水、涵養(yǎng)水的工程建設(shè)?！兑?guī)劃綱要》明確提出，實(shí)施最嚴(yán)格的水資源管理制度，加快制定珠江水量調(diào)度條例，嚴(yán)格珠江水資源統(tǒng)一調(diào)度管理。加快推進(jìn)珠三角水資源配置工程和對澳門特別行政區(qū)第四供水管道的建設(shè)，加強(qiáng)飲用水水源地和備用水源安全保障達(dá)標(biāo)建設(shè)，以及環(huán)境風(fēng)險防控工程建設(shè)，保障珠三角及港澳供水安全。加強(qiáng)粵港澳水科技、水資源合作交流?！毒V要規(guī)劃》針對加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和治理問題，提出開展珠江河口區(qū)域水資源、水環(huán)境及涉水項(xiàng)目管理合作，重點(diǎn)整治珠江東西兩岸污染，規(guī)范入河（海）排污口設(shè)置，強(qiáng)化陸源污染排放項(xiàng)目、涉水項(xiàng)目和岸線、灘涂管理。加強(qiáng)海洋資源環(huán)境保護(hù)，更加重視以海定陸，加快建立入海污染物總量控制制度和海洋環(huán)境實(shí)時在線監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)施東江、西江及珠三角河網(wǎng)區(qū)污染物排放總量控制，保障水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)。加強(qiáng)東江、西江、北江等重要江河水環(huán)境保護(hù)和水生生物資源養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)化深圳河等重污染河流系統(tǒng)治理，推進(jìn)城市黑臭水體環(huán)境綜合整治，貫通珠江三角洲水網(wǎng)，構(gòu)建全區(qū)域綠色生態(tài)水網(wǎng)。

2020 年以來，《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》《中華人民共和國長江保護(hù)法》等一系列政策法規(guī)發(fā)布，拓展了水務(wù)企業(yè)的業(yè)務(wù)范圍，拓寬了盈利渠道，提升了盈利能力。

《水污染防治行動計(jì)劃》明確提出到2020 年，長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河等七大重點(diǎn)流域水質(zhì)優(yōu)良（達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類）比例總體達(dá)到70%以上；到2030 年，全國七大重點(diǎn)流域水質(zhì)優(yōu)良比例總體達(dá)到75%以上。

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出“十四五”期間，新增和改造污水收集管網(wǎng)8 萬km，新增污水處理能力2000 萬t/d；推進(jìn)城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)全覆蓋，開展污水處理差別化精準(zhǔn)提標(biāo)，推廣污泥集中焚燒無害化處理，城市污泥無害化處置率達(dá)到90%，地級及以上缺水城市污水資源化利用率超過25%[2]。

2021 年6 月，國家發(fā)展和改革委員會、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》明確提出以提升城鎮(zhèn)污水收集處理效能為導(dǎo)向，以設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)為抓手，統(tǒng)籌謀劃、聚焦重點(diǎn)、問題導(dǎo)向、分類施策，加快形成布局合理、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、安全高效、節(jié)能低碳的城鎮(zhèn)污水收集處理及資源化利用新格局，實(shí)現(xiàn)污水處理高質(zhì)量發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展，以滿足人民群眾日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要。

1.2 碳達(dá)峰碳中和推動行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展

2020 年9 月，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上發(fā)表了重要講話，指出中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

2021 年2 月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》，明確指出要堅(jiān)定不移貫徹新發(fā)展理念，全方位全過程推行綠色規(guī)劃、綠色設(shè)計(jì)、綠色投資、綠色建設(shè)、綠色生產(chǎn)、綠色流通、綠色生活、綠色消費(fèi)，使發(fā)展建立在高效利用資源、嚴(yán)格保護(hù)生態(tài)環(huán)境、有效控制溫室氣體排放的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展和高水平保護(hù)，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系，確保實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。到2035 年，綠色發(fā)展內(nèi)生動力顯著增強(qiáng)，綠色產(chǎn)業(yè)規(guī)模邁上新臺階，重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)產(chǎn)品能源資源利用效率達(dá)到國際先進(jìn)水平，廣泛形成綠色生產(chǎn)生活方式，碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降，生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)，美麗中國建設(shè)目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。推進(jìn)城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)全覆蓋。推動城鎮(zhèn)生活污水收集處理設(shè)施“廠網(wǎng)一體化”，加快建設(shè)污泥無害化資源化處置設(shè)施，因地制宜布局污水資源化利用設(shè)施，基本消除城市黑臭水體。

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確指出，廣泛形成綠色生產(chǎn)生活方式，碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降。

“十四五”是實(shí)現(xiàn)我國碳排放達(dá)峰的關(guān)鍵期，也是推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善的攻堅(jiān)期，推動實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與水環(huán)境綜合治理領(lǐng)域的高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

預(yù)計(jì)到2030 年，我國整個污水處理行業(yè)的溫室氣體排放量將接近全國溫室氣體排放量的3%，水污染防治領(lǐng)域轉(zhuǎn)變方向，實(shí)現(xiàn)低碳甚至“零碳”污水處理迫在眉睫。

水污染防治領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的提出對水污染防治領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，必將促進(jìn)水污染治理領(lǐng)域、降低處理能耗、提升能量回收能力等創(chuàng)新工藝的發(fā)展；低碳產(chǎn)品等將應(yīng)運(yùn)而生并占據(jù)市場；水污染治理領(lǐng)域的自產(chǎn)清潔能源技術(shù)和產(chǎn)品將邁入快速發(fā)展之路。

碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的提出，將促進(jìn)再生水的循環(huán)利用，促進(jìn)城市污泥的資源化和綜合利用技術(shù)發(fā)展。

未來污水處理技術(shù)將以可持續(xù)發(fā)展為核心，以實(shí)現(xiàn)碳回收和磷回收為基本發(fā)展方向。反硝化除磷技術(shù)和能夠大幅降低脫氮成本的厭氧氨氧化技術(shù)將得到迅速發(fā)展。

在城鎮(zhèn)污水治理領(lǐng)域，行業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體排放比重較小，但其單位產(chǎn)值能耗高，屬于能源密集型行業(yè)，而且排放的主要為甲烷、氧化亞氮等非二氧化碳溫室氣體，深度減排難度大。傳統(tǒng)污水處理關(guān)注污水的治理效果，本質(zhì)是以能耗換水質(zhì)，要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，仍面臨很多問題和挑戰(zhàn)。

水務(wù)行業(yè)作為供排水民生保障類行業(yè)，應(yīng)當(dāng)以實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)為契機(jī)，加快綠色低碳改造，盡快轉(zhuǎn)型構(gòu)建新業(yè)態(tài)與新模式，開發(fā)綠色低碳和可持續(xù)新工藝，挖掘碳減排潛力，實(shí)現(xiàn)減污與降碳協(xié)同增效。從“十四五”時期開始，必須要以新發(fā)展理念為指導(dǎo)，推動經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大幅提高能效標(biāo)準(zhǔn)，加快能源價格稅收改革，推動我國走上一條高能效、低能耗的新型現(xiàn)代化發(fā)展道路。

從2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)看，更要把節(jié)能和提高能效放在突出位置。節(jié)能增效不是一項(xiàng)技術(shù)措施，而是涉及發(fā)展理念、發(fā)展道路、生產(chǎn)方式、生活方式的重大任務(wù)，需要從全過程、各領(lǐng)域加以強(qiáng)化。持久推進(jìn)節(jié)能增效，既是一項(xiàng)重大的社會工程，也是一項(xiàng)艱巨的系統(tǒng)工程。

1.3 總體發(fā)展?fàn)顩r

1.3.1 行業(yè)競爭格局變化

隨著央企國企的跨界進(jìn)軍，水務(wù)行業(yè)競爭加劇。傳統(tǒng)水務(wù)企業(yè)近年來總營收、凈利潤增速均呈下降趨勢，雖然流動性出現(xiàn)回暖趨勢，但全行業(yè)資產(chǎn)負(fù)債率仍在逐年上升。相比之下，近年來跨界進(jìn)軍水環(huán)境治理行業(yè)的中電建、中交建、三峽集團(tuán)等央企營收、凈利潤均穩(wěn)步增長。央企國企的跨界進(jìn)軍，推動了水務(wù)行業(yè)的投資并購熱潮，加速了行業(yè)洗牌，使國資對水務(wù)行業(yè)的引領(lǐng)作用日趨顯現(xiàn)，以國資主導(dǎo)投資、民企專注技術(shù)與運(yùn)營的產(chǎn)業(yè)格局進(jìn)一步形成。

1.3.2 工程業(yè)務(wù)收縮，注重提質(zhì)增效運(yùn)營

隨著城市水處理市場的逐漸飽和，重建設(shè)輕運(yùn)營的時代即將轉(zhuǎn)向提質(zhì)增效與可持續(xù)運(yùn)營，排污管網(wǎng)運(yùn)維、污水收集、污染物削減、再生水利用等環(huán)節(jié)越來越受到重視，在概念水廠的引領(lǐng)下，推動灰色設(shè)施向綠色設(shè)施改造，逐步降低水處理的能耗、物耗和碳排放，推動水務(wù)行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。與此同時，城市原有的新建工程市場也將切換至升級改造、運(yùn)營維護(hù)監(jiān)管等。

1.3.3 城市空間飽和，農(nóng)村市場接力

自《水污染防治行動計(jì)劃》發(fā)布以后，我國水環(huán)境監(jiān)管重心從總量控制轉(zhuǎn)向質(zhì)量改善，政策口徑也從點(diǎn)污染源治理向面污染源治理轉(zhuǎn)變，效果導(dǎo)向更加明確。2019 年，我國城市污水處理率已達(dá)到96.81%，而農(nóng)村污水處理率僅為30%左右，因此未來我國水環(huán)境治理的短板和重點(diǎn)將集中在農(nóng)村領(lǐng)域。隨著政府和社會資本合作（PPP）模式進(jìn)一步規(guī)范、環(huán)保督察和專項(xiàng)行動持續(xù)加碼，農(nóng)村污水處理的市場需求將加速釋放，單體污水處理與黑臭水體治理類項(xiàng)目主戰(zhàn)場將從城市切換至農(nóng)村，行業(yè)發(fā)展?jié)摿^大[4]。

1.3.4 智慧水務(wù)崛起，運(yùn)維轉(zhuǎn)型升級

我國管網(wǎng)漏損率高，水處理效能低下，運(yùn)營管理上存在以現(xiàn)有能量消滅潛在能量、以藥物去除污染物等不可持續(xù)問題，難以保障水處理單元高效精準(zhǔn)運(yùn)行，因此發(fā)展智慧水務(wù)勢在必行。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)不斷融入水處理各個環(huán)節(jié)，智慧水務(wù)將迎來廣闊的發(fā)展前景，尤其是華為、中國移動、中國聯(lián)通等信息技術(shù)類企業(yè)的加入，將推動智慧水務(wù)行業(yè)，乃至整個水務(wù)行業(yè)的變革和高質(zhì)量發(fā)展。

1.4 水環(huán)境和河湖流域治理

“十一五”至今，我國水環(huán)境和河湖流域治理工作經(jīng)歷了從起步到深化發(fā)展的階段。治理重點(diǎn)由最初的“三河三湖”、南水北調(diào)沿線的污染減排，邁入了以效果為導(dǎo)向的流域水環(huán)境治理階段，重點(diǎn)流域包括京津冀、長三角、珠三角等。我國水環(huán)境治理理念由單個污水處理廠、管網(wǎng)、河道治理等點(diǎn)源治理向“廠網(wǎng)河湖岸”一體化綜合治理方向發(fā)展。

截至2019 年，全國1940 個國家地表水考核斷面中，水質(zhì)優(yōu)良（I—III 類）斷面比例為74.9%，同比上升了3.9 個百分點(diǎn)；劣V 類斷面比例為3.4%，同比下降3.3 個百分點(diǎn)。地級及以上城市排查污水管網(wǎng)6.9 萬千米，消除污水管網(wǎng)空白區(qū)1000 多平方千米，完成了18.8 萬個村莊的農(nóng)村環(huán)境綜合整治。2019 年，899 個縣級水源地3626 個問題中整治完成3624 個，累計(jì)完成2804 個水源地10 363 個問題整改，7.7 億居民飲用水安全保障水平得到鞏固提升。全國295 個地級及以上城市2899 個黑臭水體中，已完成整治2513 個，消除率為86.7%，其中36個重點(diǎn)城市的消除率為96.2%，其他城市的消除率為81.2%。全面完成長江流域2.4 萬km 岸線、環(huán)渤海3600km 岸線及沿岸2km 區(qū)域的入河、入海排污口排查。

《水污染防治行動計(jì)劃》規(guī)定的第一階段到2020 年的各項(xiàng)指標(biāo)已基本完成，第二階段水環(huán)境的治理重點(diǎn)將聚焦于“廠網(wǎng)河湖岸”一體化的流域綜合治理、村鎮(zhèn)污水處理及城市黑臭水體剩余量排查消除等領(lǐng)域。

1.5 水資源可持續(xù)管理

1.5.1 污水處理廠升級改造

我國早期建設(shè)的污水處理廠受排放標(biāo)準(zhǔn)要求低、相關(guān)工藝技術(shù)不成熟等因素的影響，脫氮除磷能力有限，導(dǎo)致出水水質(zhì)中仍然有大量的氮、磷元素存在。對早期建設(shè)的污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造，提高對污水中氮、磷的去除率，對我國水生態(tài)環(huán)境改善具有重大意義。

目前，根據(jù)不同地區(qū)政府要求和受納水體環(huán)境容量要求，部分地區(qū)已完成或正在進(jìn)行污水處理廠提標(biāo)改造工作，污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的一級B 標(biāo)準(zhǔn)提升至一級A 標(biāo)準(zhǔn)。

1.5.2 污水/污泥資源化、能源化與循環(huán)利用

隨著城市化進(jìn)程加快，污水處理廠數(shù)量逐年增加，處理能力逐步提高，污水處理過程中產(chǎn)生的污泥量也急劇增加。目前多數(shù)污水處理廠處置污泥的方法是將污泥濃縮后運(yùn)輸至垃圾填埋廠堆放，少部分污水處理廠將污泥進(jìn)行焚燒處理。未來需進(jìn)一步提高技術(shù)設(shè)備與污泥性質(zhì)的適應(yīng)性和匹配性，提高脫水干化效率、降低設(shè)備投資及運(yùn)行成本，加強(qiáng)污泥處理單元技術(shù)裝備與上下游工藝技術(shù)的整合對接，拓展污泥處理產(chǎn)物的出路，探索污泥中有價資源的回收與利用。

1.5.3 污水處理廠運(yùn)營管理

隨著水、泥、氣、聲全面治理的推進(jìn)及處理標(biāo)準(zhǔn)的逐步提升，污水處理廠設(shè)備設(shè)施體現(xiàn)出工藝鏈條長、工藝環(huán)節(jié)多、上下游聯(lián)系緊密、設(shè)備設(shè)施種類復(fù)雜、數(shù)量龐大、時間跨度長等特點(diǎn)，同時新設(shè)施集中投產(chǎn)，對新技術(shù)、新設(shè)備使用經(jīng)驗(yàn)不足，系統(tǒng)不完善的問題凸顯，污水處理廠運(yùn)行不確定性增加。如何找到運(yùn)行過程中存在的問題，有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行解決，是目前污水處理廠運(yùn)行管理的重點(diǎn)。

隨著《水污染防治行動計(jì)劃》和《中華人民共和國水污染防治法》的相繼實(shí)施，污水處理廠的水、泥、氣、聲的全方位、瞬時達(dá)標(biāo)已提上日程。與此同時，外部監(jiān)管日益嚴(yán)格，社會各界對污水處理廠的運(yùn)行提出了更高的要求。

全面提升管理能力，提高管理效率。強(qiáng)化全面管理，除常規(guī)水、泥指標(biāo)外，強(qiáng)化對氣、能源、資源、碳排放、噪聲等指標(biāo)管理，確保污水處理廠水、泥、氣、聲共治，資源消耗合理。強(qiáng)化過程管理，根據(jù)不同工藝建立模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化單元運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，精準(zhǔn)控制各單元運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)水質(zhì)預(yù)控能力，確保運(yùn)行穩(wěn)定。加強(qiáng)工藝調(diào)控監(jiān)管力度，避免不及時工藝調(diào)控造成出水水質(zhì)波動，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。細(xì)化生產(chǎn)系統(tǒng)管理界面，明確管理標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化“放管服”，提高生產(chǎn)調(diào)度、信息傳達(dá)的及時性、準(zhǔn)確性，提高管理效率。加強(qiáng)交流平臺建設(shè)，強(qiáng)化技術(shù)人員的能力提升，增強(qiáng)信息共享。對照國際先進(jìn)水平，加強(qiáng)精細(xì)化管理，提高節(jié)能降耗水平。強(qiáng)化自產(chǎn)能源應(yīng)用，提高應(yīng)用效率。推行生產(chǎn)過程精細(xì)控制，深入實(shí)施推廣精確藥劑投加系統(tǒng)和精確曝氣系統(tǒng)。

利用自控技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，構(gòu)建智能再生污水處理廠。從優(yōu)化自控控制和智能化調(diào)控策略進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。仿真模擬污水處理廠工藝流程，形成基于數(shù)學(xué)模型的工藝預(yù)警和決策調(diào)控的專家分析系統(tǒng)，預(yù)測水質(zhì)變化和環(huán)境變化對運(yùn)行效果的影響，建立預(yù)警機(jī)制，通過數(shù)學(xué)模擬提供決策建議，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化、節(jié)能降耗、水質(zhì)達(dá)標(biāo)的目的。通過智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，逐步提高自控系統(tǒng)控制精度、控制可靠性、控制智能化，實(shí)現(xiàn)污水處理廠運(yùn)行成本降低、節(jié)能降耗、智能化運(yùn)行少人值守的目標(biāo)。

1.6 農(nóng)村污水和污泥治理

近十年，我國村鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展較快，年均增速12%。但村鎮(zhèn)排水設(shè)施整體與城市相比仍有較大差距。村鎮(zhèn)水環(huán)境設(shè)施建設(shè)存在明顯的不平衡。根據(jù)《全國農(nóng)村環(huán)境綜合整治“十三五”規(guī)劃》，到2020 年，新增完成環(huán)境綜合整治的建制村有13 萬個，累計(jì)達(dá)到全國建制村總數(shù)的三分之一以上[6]。

1.6.1 排放標(biāo)準(zhǔn)

目前，大部分?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）制定了地方性的農(nóng)村污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)，而且大部分以《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中一級B 的各項(xiàng)指標(biāo)限值作為標(biāo)準(zhǔn)。沒有出臺排放標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)普遍直接使用《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的相關(guān)指標(biāo)作為排放標(biāo)準(zhǔn)。

北京的農(nóng)村污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)是目前國內(nèi)最嚴(yán)格的農(nóng)村污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)，其地標(biāo)A 遠(yuǎn)高于城鎮(zhèn)標(biāo)準(zhǔn)的一級A，這樣嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)在國際上也不多見。這一嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)使工藝選擇面臨極大的困難。

2020 年，江蘇省發(fā)布的《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 32/3462—2020）中增加了出水用于資源化利用的內(nèi)容。處理后的污水可執(zhí)行相應(yīng)的資源化利用場景的標(biāo)準(zhǔn)，如用于灌溉即執(zhí)行《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084—2005）。

在國家層面上還沒有統(tǒng)一的農(nóng)村污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)，目前主要參照執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）。

1.6.2 技術(shù)發(fā)展

從2008 年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村排水工程技術(shù)規(guī)程》起，全國陸續(xù)發(fā)布了農(nóng)村污水治理相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、指南等文件，為農(nóng)村污水治理工程提供了技術(shù)支持。

部分地區(qū)也發(fā)布了農(nóng)村污水治理技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、指南，如江蘇省已發(fā)布了《農(nóng)村生活污水處理適用技術(shù)指南（試行）》《農(nóng)村環(huán)境連片整治生活污水處理適用技術(shù)指南》等。

村鎮(zhèn)污水治理初期，全國各地以鎮(zhèn)級污水治理項(xiàng)目為主，治理技術(shù)也是以城鎮(zhèn)污水處理廠常用工藝為主要方向，包括厭氧—缺氧—好氧法（A2O）、序批式反應(yīng)器（SBR）、氧化溝等。隨著深入到自然村的農(nóng)村污水治理項(xiàng)目逐漸發(fā)展起來，城鎮(zhèn)污水常用工藝已不適應(yīng)農(nóng)村小型化、波動大、變化快等特點(diǎn)，因此逐漸催生出了凈化槽、一體化污水處理裝備等新型技術(shù)產(chǎn)品。

農(nóng)村污水具有排放不規(guī)律、水量負(fù)荷瞬時沖擊大、污染負(fù)荷不穩(wěn)定等特點(diǎn)。為克服這些不利因素，國內(nèi)農(nóng)村污水治理也充分吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。例如，歐洲主流的農(nóng)村（分散式）污水治理技術(shù)包括SBR、垂直流迷宮（VFL）等工藝，充分利用全混處理、多點(diǎn)回流等方式實(shí)現(xiàn)間歇處理、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，程序控制系統(tǒng)是其技術(shù)核心。

1.6.3 運(yùn)營模式

目前農(nóng)村污水治理運(yùn)維模式主要包括政府管理、村民自主管理、委托專業(yè)公司管理等模式。

政府管理模式：由政府成立專職部門或機(jī)構(gòu)統(tǒng)一對管轄區(qū)內(nèi)污水處理設(shè)施進(jìn)行分類管理，有利于增強(qiáng)隊(duì)伍的專業(yè)化水平和實(shí)現(xiàn)隊(duì)伍自身約束，但會帶來財(cái)政壓力大、執(zhí)行效率低等問題，一定程度上會降低執(zhí)法部門對運(yùn)營管理的監(jiān)管效果。

村民自主管理模式：污水處理設(shè)施運(yùn)營管理權(quán)移交給行政村，村民擔(dān)任運(yùn)營管理員。鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府及街道辦事處負(fù)責(zé)定期巡檢、落實(shí)資金補(bǔ)助等工作。行政村直接負(fù)責(zé)設(shè)施的維護(hù)管理工作。

委托專業(yè)公司管理模式：村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施可委托給具有生活污水處理設(shè)施運(yùn)營管理資質(zhì)的專業(yè)公司來管理，可將設(shè)施按區(qū)域劃分委托給多個專業(yè)公司運(yùn)營管理，通過引入市場競爭的方式促進(jìn)收費(fèi)合理化。該模式需要較大的資金支持，比較適合經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)及重點(diǎn)水域。

1.7 水處理領(lǐng)域重大技術(shù)裝備

隨著國家水處理行業(yè)不斷發(fā)展，我國水處理領(lǐng)域的技術(shù)裝備也取得了很大的進(jìn)步，近20 年，裝備的國產(chǎn)化水平在不斷提高。根據(jù)全國部分大中城市水務(wù)企業(yè)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2000 年以前，水處理主要工藝環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備，國產(chǎn)化率不足30%，2010 年該比例提高到65%，2016 年該比例已經(jīng)達(dá)到80%以上。國產(chǎn)化設(shè)備品類豐富，設(shè)備品種與質(zhì)量差異較大，很多設(shè)備采用的標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)存在一定差距，從總體水平來看，部分設(shè)備能夠接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，個別設(shè)備可以達(dá)到國際領(lǐng)先水平，國產(chǎn)化設(shè)備自主研發(fā)能力和技術(shù)水平有待進(jìn)一步提升。

在城鎮(zhèn)污水處理廠升級改造和污水再生利用方面，針對高標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠新建及改造項(xiàng)目，重點(diǎn)發(fā)展了低成本高標(biāo)準(zhǔn)、低能耗高效率的污水處理技術(shù)及裝備；在農(nóng)村污水治理方面，與農(nóng)村改廁、改廚及垃圾治理相配套的綜合治理技術(shù)裝備得到研發(fā)和應(yīng)用，重點(diǎn)發(fā)展了抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、易維護(hù)、低成本、見效快的技術(shù)裝備和一體化技術(shù)裝備；在水環(huán)境治理方面，研發(fā)與應(yīng)用了各類控源截污、內(nèi)源污染防治及資源化利用方面的技術(shù)裝備。

2 我國城鎮(zhèn)水環(huán)境治理行業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)

2.1 提高城鎮(zhèn)污水處理能力，對現(xiàn)有污水處理設(shè)施進(jìn)行升級改造

2020 年7 月，國家發(fā)展和改革委員會、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》，明確我國縣級及以上城市污水處理能力仍存在缺口，尤其是隨著城市對污水處理能力的要求越來越高，我國污水處理廠的污水處理規(guī)模將進(jìn)一步提高，城鎮(zhèn)污水處理市場將進(jìn)一步擴(kuò)大。現(xiàn)有的污水收集管網(wǎng)和污水處理廠面臨進(jìn)一步升級改造，應(yīng)提高污水收集能力，推動污水處理系統(tǒng)信息化建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)污水無害化、資源化利用。

2.2 農(nóng)村污水處理給水處理行業(yè)帶來新機(jī)遇

城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡是我國發(fā)展的突出問題，也是“十四五”期間要重點(diǎn)解決的問題。城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)、教育、醫(yī)療、社會保障和公共服務(wù)等方面，農(nóng)村污水處理就是重要方面之一。近年來農(nóng)村污水處理問題也日益受到關(guān)注。與城鎮(zhèn)污水處理不同，農(nóng)村污水治理缺少國際經(jīng)驗(yàn)，很多難題尚未解決，未來幾年國家城鄉(xiāng)一體化和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略將為環(huán)保水處理行業(yè)開拓新的市場，帶來新的發(fā)展機(jī)遇[7]。

2.3 注重生態(tài)修復(fù)，做到“人水和諧”

“十四五”期間的水生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，要在水環(huán)境改善的基礎(chǔ)上，更加注重水生態(tài)保護(hù)修復(fù)，注重“人水和諧”，讓群眾擁有更多生態(tài)環(huán)境獲得感和幸福感，這為水處理行業(yè)發(fā)展提出了新的發(fā)展方向。修復(fù)和保護(hù)水生態(tài)是生態(tài)文明建設(shè)的更高要求，也是人民追求美好生活的必要條件，在提升水環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)上修復(fù)水生態(tài)環(huán)境成為環(huán)保水處理領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

2.4 未來水環(huán)境污染治理主要在流域治理

流域治理具有系統(tǒng)性強(qiáng)、單體項(xiàng)目投資金額大等特點(diǎn)。隨著生活污水處理率、垃圾處理率的快速提升，以及其他各類點(diǎn)源污染得到一定程度控制，流域治理已被明確提上日程。目前流域治理已經(jīng)達(dá)到萬億級市場并將繼續(xù)增長。未來三年將是流域治理空間最大、釋放最為迅速的時期[8]。

2.5 形成以綠色高效水處理技術(shù)為核心的行業(yè)競爭力

隨著國家“十四五”規(guī)劃的展開，綠色發(fā)展成為今后發(fā)展的主題。環(huán)保行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，水處理技術(shù)已經(jīng)趨向成熟，國內(nèi)很多企業(yè)的治理效果早已達(dá)到甚至超過國家標(biāo)準(zhǔn)，對于水處理企業(yè)而言，技術(shù)和管理是關(guān)鍵要素，高性價比的技術(shù)解決方案和高水平管理服務(wù)成為環(huán)保企業(yè)的核心競爭力。目前行業(yè)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)大規(guī)模并購，特別是技術(shù)型公司越來越多，隨著國家清潔生產(chǎn)、綠色發(fā)展理念提出的新的工業(yè)布局正在形成[9]。

2.6 碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)背景下，水環(huán)境綜合治理領(lǐng)域的發(fā)展路線

長期來看，碳排放量將是衡量一個產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展水平的重要評價標(biāo)尺，企業(yè)的技術(shù)路線選擇、管理水平等方面必須遵循正確的價值方向，才能在市場競爭中獲得持續(xù)優(yōu)勢。

如何解決污染物去除、污水處理出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)與碳中和之間的矛盾，研究降耗低碳的污水治理相關(guān)技術(shù)和措施，形成優(yōu)化技術(shù)路線，將成為行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和碳達(dá)峰的重點(diǎn)工作，企業(yè)需要將污染物減排與降碳并重，并將降碳作為中長期的發(fā)展方向。

碳減排納入環(huán)境監(jiān)管后，會對相關(guān)企業(yè)提出更高要求。未來，碳排放量將成為評價一個企業(yè)管理能力或者技術(shù)路線可持續(xù)水平的重要指標(biāo)。

如何能夠?qū)崿F(xiàn)污水處理廠的能量平衡或能量自給，以及統(tǒng)籌考慮材料設(shè)備加工、污水處理能耗與物耗、污泥處理的運(yùn)輸與利用等全生命周期的碳排放是需要解決的問題。目前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的相關(guān)技術(shù)儲備不足，現(xiàn)有技術(shù)不能很好地實(shí)現(xiàn)碳中和，尤其是農(nóng)村污水處理的技術(shù)及運(yùn)營問題更為凸顯。此外，很多技術(shù)設(shè)施屬于處理效果好但能耗高的工藝處理方法，需要進(jìn)一步改良與優(yōu)化，以便實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳。

現(xiàn)有大部分污水處理廠達(dá)標(biāo)嚴(yán)重依賴耗材或者藥劑，未來可能會被更高效更具性價比的工藝路線替代。因此，未來當(dāng)本領(lǐng)域企業(yè)判斷技術(shù)路線和企業(yè)內(nèi)部管理方式是否是可持續(xù)的最優(yōu)解時，不應(yīng)單純地以消除污染物的效果或是否節(jié)約成本來衡量，而是必須要考慮低碳因素。長期來看，碳排放量將是衡量一個產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展水平的重要評價標(biāo)尺，企業(yè)的技術(shù)路線選擇、管理水平等方面必須遵循正確的價值方向，才能在市場競爭中獲得持續(xù)優(yōu)勢。

水環(huán)境治理碳中和的狹義目標(biāo)就是能源使用要實(shí)現(xiàn)自給自足，廣義目標(biāo)還包括因資源回收、利用所引發(fā)的廠外其他耗能下降導(dǎo)致的二氧化碳減少。水環(huán)境治理要實(shí)現(xiàn)碳中和主要來自兩種途徑：（1）剩余污泥厭氧消化產(chǎn)能；（2）污水余熱資源的回收。隨著我國城鎮(zhèn)化的推進(jìn)和污水處理設(shè)施的完善，我國城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模超過2 億t/d，由此產(chǎn)生的污泥量突破6000 萬t/d（以含水率80%計(jì)）。污泥具有污染和資源的雙重屬性，污泥處理過程消耗大量的藥劑和能源，同時以填埋為主的處置方式還會造成大量溫室氣體排放。在碳中和目標(biāo)背景下，未來污泥處理處置應(yīng)以節(jié)能降耗及資源能源回收為目標(biāo)，通過現(xiàn)有技術(shù)提升與綠色低碳技術(shù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)過程能耗降低、化學(xué)藥劑替代、逸散性溫室氣體控制，以及生物質(zhì)清潔能源回收等，以提升我國污泥處理處置的碳減排水平。

沼氣發(fā)電行業(yè)將成為減碳方面關(guān)聯(lián)收益較大的領(lǐng)域，污泥厭氧消化和沼氣發(fā)電不僅可減少溫室氣體排放，還可節(jié)約能源，在碳中和目標(biāo)背景下將有較大的發(fā)展前景。

污水熱能充分開發(fā)利用既能幫助污水處理廠間接（通過能量輸出與能量交換）實(shí)現(xiàn)碳中和運(yùn)行目標(biāo)，還能幫助污水處理廠扭虧為盈，使環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會三者效益有效統(tǒng)一。

碳達(dá)峰碳中和是國之大計(jì)，需要國家有關(guān)部門聯(lián)合起來，支持行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的相關(guān)舉措，對行業(yè)制定統(tǒng)一的減排要求，提出能源損耗和資源循環(huán)等方面的約束性要求，推動單個企業(yè)落實(shí)碳減排，最終實(shí)現(xiàn)市政環(huán)保設(shè)施減排的整體最優(yōu)解決方案。

3 我國城鎮(zhèn)水環(huán)境治理行業(yè)發(fā)展展望

3.1 我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段

（1）政策驅(qū)動效應(yīng)轉(zhuǎn)化為政策與市場雙驅(qū)動機(jī)制[10]

美國等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)表明，為環(huán)保產(chǎn)業(yè)提供穩(wěn)定、細(xì)致、可操作性強(qiáng)的環(huán)保政策非常重要。我國目前的環(huán)保政策日趨完善，將在建立完善的環(huán)保稅收政策、提供配套財(cái)政支持、激勵環(huán)保產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)發(fā)展方面取得更大進(jìn)展。隨著政策的逐步完善，市場競爭機(jī)制將逐步建立。

（2）核心技術(shù)將不斷突破，驅(qū)動環(huán)保產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[11]

預(yù)計(jì)未來15—20 年，在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，我國將研制一系列基于光譜質(zhì)譜技術(shù)的高端環(huán)境監(jiān)測儀器，實(shí)現(xiàn)痕量環(huán)境污染物的高靈敏探測，形成較大規(guī)模的高端環(huán)境監(jiān)測儀器產(chǎn)業(yè)。在水處理領(lǐng)域，新型綠色混凝藥劑、無磷阻垢藥劑、高級氧化催化劑、離子選擇性分離膜、電驅(qū)膜脫鹽設(shè)備、混鹽安全固化設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備與藥劑產(chǎn)品將在冶金、化工、石化、制藥等工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。我國自主研發(fā)的膜材料和裝備將在海水淡化、污水再生利用等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，為解決我國水危機(jī)做出重要貢獻(xiàn)。

（3）環(huán)保服務(wù)業(yè)將迅猛發(fā)展，環(huán)保產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將更加合理

我國環(huán)保服務(wù)業(yè)收入由2011 年的1700 億元增長到2019 年的約11 200 億元，在全行業(yè)所占比重由2011 年的45%提升到2019 年的63%，已經(jīng)成為帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)力量。未來10 年內(nèi)，綜合環(huán)境服務(wù)、環(huán)境咨詢服務(wù)、污染治理設(shè)施第三方運(yùn)營、社會化環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境管家等行業(yè)將快速發(fā)展，環(huán)保產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將更加合理。

（4）新技術(shù)新裝備創(chuàng)新能力加強(qiáng)，國際競爭力大幅度提升[11]

“十二五”時期以來，我國環(huán)保市場的國際化步伐開始加快，環(huán)保裝備制造業(yè)2015 年出口交貨值為162.6 億元，“十二五”期間增幅達(dá)到39.7%，出口國家集中在印度、越南、巴西、智利等新興工業(yè)國家。近年來逐漸向美國、德國、新加坡等發(fā)達(dá)國家擴(kuò)展，未來將在水處理、垃圾焚燒、危險廢物處置、土壤修復(fù)等領(lǐng)域形成競爭優(yōu)勢。此外，我國作為溫室氣體排放大國，同時作為未來環(huán)保技術(shù)的主要應(yīng)用市場，相應(yīng)的新技術(shù)新裝備將被不斷開發(fā)應(yīng)用，競爭優(yōu)勢更加明顯。

3.2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善攻堅(jiān)期促進(jìn)行業(yè)全面發(fā)展

3.2.1 流域水生態(tài)重建與功能恢復(fù)

（1）2022—2025 年

在流域水生態(tài)系統(tǒng)重建方面：摸清京津冀、長江經(jīng)濟(jì)帶、黃河流域等重點(diǎn)流域的生態(tài)完整性本底，構(gòu)建流域生態(tài)完整性評價的指標(biāo)體系，提出流域水生態(tài)完整性理論的初步框架。

在流域水生態(tài)功能恢復(fù)技術(shù)方面：集成創(chuàng)新構(gòu)建出農(nóng)業(yè)面源污染技術(shù)體系；解決京津冀和長江經(jīng)濟(jì)帶重點(diǎn)地區(qū)地下水污染診斷與預(yù)防的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸；構(gòu)建大尺度區(qū)域地下水污染防控技術(shù)體系框架，提出京津冀和長江經(jīng)濟(jì)帶重點(diǎn)區(qū)域地表水及地下水污染聯(lián)合防控與水生態(tài)協(xié)同修復(fù)的重大技術(shù)解決方案，并在其他國家重點(diǎn)戰(zhàn)略區(qū)域開展推廣應(yīng)用。

在河網(wǎng)水系生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)方面：在河流微生境塑造、水文過程調(diào)控、生源要素調(diào)節(jié)、河流生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)健康維持、關(guān)鍵生物連通等技術(shù)方面取得重要進(jìn)步。在濱海濕地水文連通和生物連通修復(fù)、生態(tài)重建、生物多樣性保育、生態(tài)補(bǔ)償?shù)确矫嫒〉弥匾M(jìn)展，并在黃河、長江、珠江三角洲等河口濱海濕地實(shí)施。

在湖沼濕地生態(tài)修復(fù)的系統(tǒng)解決方案方面：在湖沼濕地水暈水質(zhì)預(yù)警預(yù)報、水生植被修復(fù)、水生食物網(wǎng)修復(fù)、湖泊富營養(yǎng)化控制、水華藍(lán)藻資源化、湖泊生態(tài)健康長效保障技術(shù)等方面取得重要進(jìn)步，并在典型湖沼濕地實(shí)施，為我國未來開展湖沼濕地系統(tǒng)修復(fù)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

（2）2025—2030 年

在流域水生態(tài)系統(tǒng)重建方面：完善流域水生態(tài)完整性理論；構(gòu)建完備的流域水生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系，提出國家重點(diǎn)戰(zhàn)略區(qū)域的水生態(tài)修復(fù)目標(biāo)與技術(shù)路線圖。

在流域水生態(tài)功能恢復(fù)技術(shù)方面：構(gòu)建健全的流域水陸一體的水污染控制和河湖一體的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系，并納入國家戰(zhàn)略予以實(shí)施。

在河網(wǎng)水系生境修復(fù)技術(shù)方面：實(shí)現(xiàn)基于生源物質(zhì)—初級生產(chǎn)力—次級生產(chǎn)力全過程的生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、生態(tài)廊道結(jié)構(gòu)優(yōu)化等成套技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

在湖沼濕地生態(tài)修復(fù)的系統(tǒng)解決方案方面：形成綜合提升生態(tài)服務(wù)、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的湖沼濕地生態(tài)修復(fù)成套技術(shù)，以及富營養(yǎng)化湖泊生態(tài)修復(fù)的系統(tǒng)解決方案，并廣泛應(yīng)用。

3.2.2 智慧水系統(tǒng)構(gòu)建

（1）2022—2025 年

在水信息智能感知技術(shù)方面：開發(fā)出特征污染物與水質(zhì)綜合毒性現(xiàn)場檢測的高密度感知技術(shù)，排放限值滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，形成成套星空地一體化感知技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。

在水信息綜合模擬與智能響應(yīng)方面：建成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多尺度水系統(tǒng)全過程動態(tài)模擬器，達(dá)到國際先進(jìn)水平，并針對京津冀、長江經(jīng)濟(jì)帶等國家重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，構(gòu)建以流域?yàn)閱卧木?xì)化、多尺度水系統(tǒng)全過程動態(tài)模擬分布參數(shù)集。

（2）2025—2030 年

在水信息智能感知技術(shù)方面：開發(fā)出新興微量污染物現(xiàn)場快速高靈敏檢測的生物傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)重金屬類特征污染物指標(biāo)的高精度遙感觀測。

在水信息綜合模擬與智能響應(yīng)方面：形成智慧水系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)體系與標(biāo)準(zhǔn)體系，全面開展綜合性應(yīng)用示范，針對不同類型區(qū)域，提出水系統(tǒng)綜合調(diào)控策略集和智慧水系統(tǒng)建設(shè)途徑。

在智慧水系統(tǒng)的流域和區(qū)域應(yīng)用示范方面：建立以水生態(tài)健康安全為導(dǎo)向的第二代智慧水系統(tǒng)，覆蓋全國五大流域河流的100%國控?cái)嗝婧?0%省控?cái)嗝?。?035 年，形成我國流域智慧管理平臺建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，并在全國五大流域所有水系控制斷面進(jìn)行推廣應(yīng)用。

3.2.3 全過程綠色減排與水污染控制技術(shù)

（1）2022—2025 年

在城市污水再生與資源循環(huán)方面：突破能源自給與高值化資源回收協(xié)同的污水處理關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)建新一代污水處理廠的建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)與能源供給模式，形成與水生態(tài)相適應(yīng)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，打造廠—網(wǎng)—河一體化、安全可靠的城市水環(huán)境智慧化建管平臺，在不同區(qū)域開展技術(shù)示范應(yīng)用。

在村鎮(zhèn)水環(huán)境治理方面：形成針對不同類型農(nóng)村的污染治理綜合目標(biāo)、技術(shù)方案和智慧化管理系統(tǒng)，全面開展綜合性技術(shù)應(yīng)用示范。

（2）2025—2030 年

在城市污水再生與資源循環(huán)方面：形成針對不同類型城市的水環(huán)境治理綜合目標(biāo)、技術(shù)方案、智慧化管理系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)體系，全面開展綜合性技術(shù)應(yīng)用示范，使技術(shù)整體上達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

在村鎮(zhèn)水環(huán)境治理方面：集成村鎮(zhèn)污水與廢棄物協(xié)同處理的水環(huán)境治理關(guān)鍵技術(shù)，形成適合我國美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的水環(huán)境治理技術(shù)體系與標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.2.4 核心關(guān)鍵材料與重大裝備

自主研發(fā)適于我國國情的水處理工業(yè)支撐裝備系統(tǒng)及城市水系統(tǒng)韌性管網(wǎng)支撐裝備系統(tǒng)，研發(fā)空地一體化智慧流域水環(huán)境監(jiān)控預(yù)警和智慧城市水務(wù)管理支撐裝備系統(tǒng)，逐步構(gòu)建我國水污染治理核心關(guān)鍵材料與重大裝備的科技支撐體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。

（1）2022—2025 年

突破智能膜材料、靶向吸附材料、仿生水處理藥劑產(chǎn)品化關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的高速分離、高速厭氧等支撐性水處理裝備，并在典型工業(yè)行業(yè)完成技術(shù)示范；突破高精高穩(wěn)水質(zhì)在線傳感關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)廣譜高端的水質(zhì)分析裝備系統(tǒng)；研發(fā)管網(wǎng)智能檢測裝備和新型修復(fù)機(jī)器人，并在典型流域進(jìn)行示范應(yīng)用。

（2）2025—2030 年

突破厭氧過程主導(dǎo)的生物處理裝備化和仿生處理裝備化關(guān)鍵技術(shù)，通過若干工業(yè)行業(yè)水處理技術(shù)示范，為支撐工業(yè)全過程綠色化提供核心技術(shù)系統(tǒng)；研發(fā)高動態(tài)適應(yīng)性的流域水環(huán)境智能化監(jiān)控預(yù)警裝備系統(tǒng)和城市供排水管網(wǎng)監(jiān)控預(yù)警運(yùn)維修復(fù)裝備系統(tǒng)，在我國主要城市及重點(diǎn)流域進(jìn)行示范應(yīng)用，大幅度提高城市水系統(tǒng)管網(wǎng)安全運(yùn)行保障率。

形成水處理工業(yè)3.0 支撐裝備體系，從智能材料到多元仿生水處理工業(yè)化支撐裝備系統(tǒng)；形成較完備的空地一體化智慧流域水環(huán)境監(jiān)控預(yù)警和智慧城市水務(wù)管理支撐裝備系統(tǒng)，形成城市水系統(tǒng)韌性管網(wǎng)支撐裝備系統(tǒng)，服務(wù)于我國90%以上的重點(diǎn)流域及城市，實(shí)現(xiàn)城市水系統(tǒng)管網(wǎng)安全運(yùn)行保障率達(dá)到95%，全面支撐我國城市水系統(tǒng)和流域水環(huán)境智慧管理服務(wù)能力的提升。

3.3 新一輪科技革命帶動下的行業(yè)技術(shù)進(jìn)步

3.3.1 人工智能（AI）技術(shù)

AI 是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支，是研究和開發(fā)用于模擬、延伸和拓展人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)科學(xué)。近年來，隨著計(jì)算機(jī)算力的大規(guī)模發(fā)展及算法的不斷突破，為水環(huán)境污染防控、水質(zhì)安全保障、涉水設(shè)施優(yōu)化重構(gòu)及流域生態(tài)系統(tǒng)管理等技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新提供了強(qiáng)大的工具。

3.3.2 前瞻性和顛覆性技術(shù)

以環(huán)境科技與新興技術(shù)交叉融合為驅(qū)動，突破以合成生物技術(shù)、納米技術(shù)和信息技術(shù)為核心特征的前瞻性、顛覆性水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)，將支撐水污染控制與治理科技的進(jìn)步與跨越式發(fā)展。

3.4 市場空間預(yù)測

3.4.1 排污管網(wǎng)提質(zhì)增效

“十四五”期間，我國將重點(diǎn)推進(jìn)排污管網(wǎng)提質(zhì)增效，新增和改造污水收集管網(wǎng)8 萬km?！丁笆奈濉背擎?zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《“十四五”規(guī)劃》）明確提出，到2025 年基本消除城市建成區(qū)生活污水直排口和收集處理設(shè)施空白區(qū)，原則上全國城市生活污水集中收集率應(yīng)達(dá)到70%以上或比2020 年提高5 個百分點(diǎn)以上。預(yù)計(jì)新建排污管網(wǎng)投資在4500 億元以上，老舊管網(wǎng)改造需投資在3000 億元以上，雨污合流改造投資在1500 億元以上，若考慮建成后的管網(wǎng)運(yùn)維費(fèi)用，則“十四五”期間排污管網(wǎng)領(lǐng)域?qū)⑨尫? 萬億元的市場規(guī)模。

3.4.2 污水處理與資源化

“十四五”期間我國將進(jìn)一步推進(jìn)污水處理與資源化利用，到2025 年，城市和縣城的污水處理能力基本滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，縣城污水處理率達(dá)到95%以上；水環(huán)境敏感地區(qū)污水處理基本達(dá)到一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)。《“十四五”規(guī)劃》明確提出，“十四五”期間新增污水處理能力2000 萬m3/d；新建、改建和擴(kuò)建再生水生產(chǎn)能力不少于1500 萬m3/d。因此預(yù)計(jì)“十四五”期間全國污水處理與資源化的投資在2000億元左右。

3.4.3 污泥處理處置及資源化利用

“十四五”期間我國將更加重視污泥的處理處置及資源化利用?！丁笆奈濉币?guī)劃》明確提出，城市和縣城污泥無害化、資源化利用水平進(jìn)一步提升，城市污泥無害化處置率達(dá)到90%以上；長江經(jīng)濟(jì)帶、黃河流域、京津冀地區(qū)建制鎮(zhèn)污水收集處理能力、污泥無害化處置水平明顯提升。“十四五”期間，新增污泥（含水率80%的濕污泥）無害化處置設(shè)施規(guī)模不少于2 萬t/d，這部分投資預(yù)計(jì)約為100 億元，而且每年的處理處置費(fèi)用在60 億元左右，因此“十四五”期間污泥處理處置投資與運(yùn)營費(fèi)用將超過500 億元。

3.4.4 農(nóng)村污水治理

《全國農(nóng)村環(huán)境綜合整治“十三五”規(guī)劃》提出到2020 年，我國農(nóng)村污水處理率要達(dá)到30%以上。但目前大部分農(nóng)村缺乏污水收集管網(wǎng)與處理設(shè)施，農(nóng)村污水處理能力年復(fù)合增速在8%左右，推進(jìn)速度較慢。農(nóng)村污水治理2020 年產(chǎn)值約為844 億元，到2035 年將形成2000 億元的市場空間。

3.4.5 流域綜合治理

“十四五”期間全國重點(diǎn)流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將有所提升，而且將把城鎮(zhèn)污水處理和水環(huán)境綜合治理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?yīng)和協(xié)同效應(yīng)。按照每千米流域治理投資在8000 萬元測算，黑臭水體治理投資將達(dá)到500 億元左右，流域治理投資將在2000 億元左右。生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院根據(jù)《水污染防治行動計(jì)劃》的工程項(xiàng)目，采用基于重點(diǎn)領(lǐng)域工程任務(wù)量的測算方法，依據(jù)投資單價和工程任務(wù)量兩個參數(shù)進(jìn)行了初步估算，完成《水污染防治行動計(jì)劃》約需投資4.6 萬億元。其中城市黑臭水體治理、地表水飲用水水源環(huán)境保護(hù)、地下水污染防治、地表水水質(zhì)保持、水質(zhì)良好水體及入海河流劣Ⅴ類消除等工程措施投資需求達(dá)1.8 萬億元[12]。