羅坤 孫凌凱 周小國(guó)

收稿日期：

2023-07-31

基金項(xiàng)目：

長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)聯(lián)合研究資助項(xiàng)目（2022-LHYJ-02-0302）

作者簡(jiǎn)介：

羅? 坤，男，高級(jí)工程師，博士，主要從事城市河湖水環(huán)境治理與保護(hù)工作。E-mail：1034035043@qq.com

引用格式：

羅坤，孫凌凱，周小國(guó).長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀調(diào)查與分析

［J］.水利水電快報(bào)，2024，45（1）：84-88.

摘要：

為摸清長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶污水處理現(xiàn)狀，助力長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市水環(huán)境保護(hù)，采用座談、資料收集和現(xiàn)場(chǎng)走訪的方式，調(diào)查了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶7個(gè)重點(diǎn)省區(qū)城鎮(zhèn)600座污水處理水廠的運(yùn)行規(guī)模、處理工藝、運(yùn)營(yíng)模式，分析了污水處理領(lǐng)域主要競(jìng)爭(zhēng)主體和市場(chǎng)空間。結(jié)果表明：長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶7個(gè)重點(diǎn)省區(qū)污水處理率達(dá)到97.69%，與全國(guó)平均水平基本持平，但污水處理廠進(jìn)水污染物濃度普遍低于全國(guó)平均值；污水處理工藝以A2/O和氧化溝工藝為主，運(yùn)營(yíng)模式主要為BOT和托管運(yùn)營(yíng)，占比約50%；污水處理市場(chǎng)空間仍較大，污水管網(wǎng)的建設(shè)和修復(fù)將引領(lǐng)新的投資熱點(diǎn)。研究成果可為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)污水處理投資和決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：

污水處理； 工藝技術(shù)； 運(yùn)營(yíng)模式； 市場(chǎng)空間； 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶

中圖法分類(lèi)號(hào)：TU992

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.01.015

文章編號(hào)：1006-0081（2024）01-0084-05

0? 引? 言

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)城市化進(jìn)程加快，城市人口比例從1978年不足20%增長(zhǎng)到2022年的65％以上，城市人口達(dá)到9.2億人。城市化的推進(jìn)在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也造成污染物的大量排放，目前，中國(guó)城市水系單位面積的污水排放量已達(dá)到歐美城市的3～4倍［1］。自20世紀(jì)90年代開(kāi)始，中國(guó)政府大力推動(dòng)城市污水治理基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，污染治理投資也逐年增加。截至2021年，全國(guó)城市已建成污水處理廠2 827座，城市平均污水處理率已達(dá)到95%以上［2］。

經(jīng)過(guò)近20 a的快速建設(shè)，中國(guó)已建成了總規(guī)模龐大的城市污水處理設(shè)施，但受處理設(shè)施建設(shè)質(zhì)量不高、運(yùn)行管理水平較低，尤其是污水收集管網(wǎng)老化破損嚴(yán)重等因素的影響，城市污水處理設(shè)施的運(yùn)行效能偏低［3］。隨著污水處理工藝紛紛提標(biāo)改造，污染物去除率不斷提高，同步出現(xiàn)的卻是污水處理廠進(jìn)水污染物濃度持續(xù)下降，導(dǎo)致污水處理設(shè)施所削減的污染物總量并未得到提升［4］。

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶橫跨中國(guó)東、中、西三大區(qū)域，覆蓋上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、四川、云南、貴州等11個(gè)省市，承擔(dān)著帶動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的歷史重任［5］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的人口和生產(chǎn)總值均超過(guò)全國(guó)的40％［6］。2018年11月，中共中央、國(guó)務(wù)院明確要求充分發(fā)揮長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，以共抓大保護(hù)、不搞大開(kāi)發(fā)為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展［7］。為了助力長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)，本文通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶沿線江蘇、安徽、江西、湖北、湖南、重慶和四川等7個(gè)省份600座城鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析，詳細(xì)闡述了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施分布、處理工藝和應(yīng)用效果，并指出了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和運(yùn)行模式發(fā)展方向，以期為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)污水處理和環(huán)境治理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1? 研究方法

調(diào)查時(shí)間跨度為2019年1月至2021年12月，調(diào)查范圍覆蓋長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶東、中、西部三大區(qū)域7個(gè)省市600座城鎮(zhèn)污水處理廠。其中，東部區(qū)域主要調(diào)查江蘇省和安徽省，中部區(qū)域選擇江西省、湖北省、湖南省為主要調(diào)查對(duì)象，西部區(qū)域以重慶市和四川省為主。調(diào)查方式包括與各省住建廳座談、資料收集和現(xiàn)場(chǎng)走訪，重點(diǎn)走訪城市包括無(wú)錫、常州、蕪湖、銅陵、六安、武漢、荊州、宜昌、南昌、九江、岳陽(yáng)、重慶主城區(qū)、石柱、江津、成都、宜賓等16座城市污水處理廠，調(diào)查內(nèi)容包括污水處理廠運(yùn)行規(guī)模、進(jìn)出水濃度數(shù)據(jù)、處理工藝、污水處理廠運(yùn)營(yíng)模式。

2? 污水處理能力與進(jìn)水濃度

截至2021年底，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶江蘇、安徽、江西、湖北、湖南、重慶和四川等7個(gè)省市的城市污水能力大幅提升，污水處理率平均值為97.69%，相比2018年提升了2個(gè)百分點(diǎn)，與全國(guó)平均水平基本持平［2］。目前已建成污水處理廠600多座，占全國(guó)總量的29.43%（圖1），污水處理能力約為3 930萬(wàn)m3/d，占比26.38%；污水管道長(zhǎng)度為8.38萬(wàn)km，占比34.9%。

在污水處理廠進(jìn)水濃度方面，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶7個(gè)省份污水處理廠進(jìn)水污染物濃度普遍低于全國(guó)平均值，從空間分布來(lái)看，中下游地區(qū)（除江蘇以外）的污水處理廠污染物進(jìn)水濃度相對(duì)更低（圖2）。目前，中國(guó)4 000多座污水處理廠中約有1 000座進(jìn)水COD在150 mg/L以下，外水入流入滲情況嚴(yán)重，尤其是南方地區(qū)城市，污水管道中地下水的比例可高達(dá)28％～40％［2］。長(zhǎng)江流域尤其是長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水充沛、強(qiáng)降雨頻現(xiàn)、地下水位高。同時(shí)，城市污水管道建設(shè)時(shí)間久、管道埋深相對(duì)較淺，污水管道長(zhǎng)期受到靜態(tài)和動(dòng)態(tài)荷載作用，導(dǎo)致污水管道破損嚴(yán)重［1］。根據(jù)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)共抓長(zhǎng)江大保護(hù)工作排查數(shù)據(jù)，截至2021年12月，在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶宜昌、九江、岳陽(yáng)、蕪湖等城市累計(jì)排查的3萬(wàn)多km管網(wǎng)中，已發(fā)現(xiàn)各類(lèi)缺陷67.58萬(wàn)個(gè)，混錯(cuò)接點(diǎn)數(shù)4.35萬(wàn)個(gè)。一方面，管道缺陷導(dǎo)致污水入河（湖），水體污染負(fù)荷加??；另一方面也造成外水入流入滲，稀釋管道污水濃度，導(dǎo)致城市污水處理率虛高［8-10］。目前，提高管網(wǎng)健康度和城市污水集中收集率已成為推進(jìn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶沿線城市水環(huán)境綜合治理工作的重點(diǎn)。

3? 污水處理主流工藝與出水水質(zhì)

城市污水的主要成分是生活污水，雖然不同地區(qū)的生活污水水質(zhì)特征會(huì)因自然條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和居民生活習(xí)慣的差異而有所不同，但生活污水中重點(diǎn)去除的污染物均為有機(jī)物、氮、磷等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)約80%的污水處理廠進(jìn)水COD濃度小于280 mg/L，總氮小于36 mg/L，氨氮小于28 mg/L，總磷小于3.3 mg/L［11-12］。針對(duì)城市污水中有機(jī)物、氮、磷等污染物的去除，目前國(guó)內(nèi)外大多采用生物處理技術(shù)進(jìn)行處理，包括簡(jiǎn)易生物膜法和活性污泥法兩大類(lèi)。其中，簡(jiǎn)易生物膜法（包括生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)法等）的處理效率不高，且衛(wèi)生條件較差，因此，中國(guó)絕大多數(shù)城市污水處理廠采用了活性污泥法或相關(guān)改進(jìn)技術(shù)作為主體工藝［13］。目前，基于活性污泥法的污水處理工藝主要包括傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進(jìn)型 A/O（厭氧/好氧，Anoxic/Oxic）工藝及A2/O（厭氧/缺氧/好氧，Anaerobic-Anoxic-Oxic） 工藝、AB （吸附-生物降解，Adsorption-Biodegradation）工藝、SBR （序批式活性污泥法，Sequencing Batch Reactor）及其改進(jìn)工藝、氧化溝及其改進(jìn)工藝。

在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的城市污水處理廠中，A2/O和氧化溝工藝應(yīng)用最為廣泛（表1）。其中，氧化溝工藝在安徽省、江西省和湖南省污水處理廠的應(yīng)用占比最大，分別為72.5%、65.0%和47.6%；A2/O工藝在江蘇省、重慶市、湖北省和四川省污水處理廠的應(yīng)用占比最大，分別為57.5%、51.1%、42.9%和34.7%。王宇喆對(duì)2013年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶1 839座城鎮(zhèn)污水處理廠的研究顯示，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶下游由于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、技術(shù)水平較高，污水處理需求量較大，污水廠工藝以污染物去除效率較高的A2/O工藝為主，而在上游和中游城市人口較少，污水量較少，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，技術(shù)水平有限，地域面積廣，以氧化溝工藝為主［14］。在本研究中，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中上游湖北省、重慶市和四川省A2/O工藝占比已超過(guò)氧化溝工藝，表明在2013～2021年間，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中上游污水處理工藝已逐漸由氧化溝工藝向A2/O工藝轉(zhuǎn)變。

在污水處理廠出水方面，根據(jù)GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市污水處理廠的出水水質(zhì)已全面達(dá)標(biāo)（表2）。近年來(lái)，隨著人民群眾對(duì)城市水環(huán)境的要求日益提高，現(xiàn)行GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》啟動(dòng)了修訂計(jì)劃，擬在一級(jí)Ａ 標(biāo)準(zhǔn)上再增加一個(gè)特別排放限值，以進(jìn)一步提高排放標(biāo)準(zhǔn)，多地已制定地方標(biāo)準(zhǔn)，要求COD、BOD5、氨氮等指標(biāo)達(dá)到或接近GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的地表水Ⅳ類(lèi)相應(yīng)的指標(biāo)要求［15］。對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶而言，城鎮(zhèn)污水收集率低、污水直排、污水處理廠低效運(yùn)行是沿線城市水環(huán)境惡化的主要原因，聚焦以管網(wǎng)改造為核心的污水處理提質(zhì)增效，應(yīng)該作為未來(lái)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市水環(huán)境治理的重點(diǎn)。

4? 污水處理運(yùn)營(yíng)模式與市場(chǎng)空間

中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)在2000年迎來(lái)爆發(fā)期，在此之前，絕大多數(shù)污水處理廠由政府出資建設(shè)運(yùn)營(yíng)［16］。隨著污水處理設(shè)施建設(shè)需要的投資額增大、運(yùn)營(yíng)管理復(fù)雜度增加等，多元化、市場(chǎng)化的投資運(yùn)營(yíng)方式成為城鎮(zhèn)污水處理市場(chǎng)的發(fā)展方向。目前，中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠除了政府自運(yùn)營(yíng)模式外，還存在BOT（“建設(shè)-經(jīng)營(yíng)-轉(zhuǎn)讓”模式）、BT（“建設(shè)-移交”模式）、TOT（“收購(gòu)-經(jīng)營(yíng)-轉(zhuǎn)讓”模式）、托管運(yùn)營(yíng)等多種運(yùn)營(yíng)模式并存的情況［17］。由表3可知，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶重點(diǎn)省區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)營(yíng)模式以BOT和托管運(yùn)營(yíng)為主，占比約50%。其中，安徽省、湖北省、湖南省和江蘇省污水處理廠主要以BOT模式為主，占比分別為38.8%、37.9%、55.6%和28.9%；江西省污水處理廠以BOT和TOT模式為主，合計(jì)占比近70%；四川省污水處理廠BOT和托管運(yùn)營(yíng)模式為主，合計(jì)占比近60%；重慶市污水處理廠運(yùn)營(yíng)模式占比相對(duì)均衡，BOT、托管運(yùn)營(yíng)、BT、TOT和政府自營(yíng)模式占比分別為10.8%、9.2%、10.8%和6.2%（表4）。

在市場(chǎng)空間方面，根據(jù)《全國(guó)城市市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)“十三五”規(guī)劃》，“十三五”期間全國(guó)預(yù)計(jì)在城鎮(zhèn)污水處理和污泥處置領(lǐng)域共投入7 843.2億元。其中，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶7個(gè)重點(diǎn)省份預(yù)計(jì)投資總額為2 474.6億元，占全國(guó)總投入的31.56%。具體而言，城市區(qū)域投資中約1/3的投資集中在污水管網(wǎng)新建方向，新增污水處理能力、高負(fù)荷污水處理廠擴(kuò)建、老舊管網(wǎng)改造和合流制管網(wǎng)改造方面的投資占比處在9%～12%之間，初期雨水處理和污泥處理處置的投資占比低于5%；縣城區(qū)域投資中49.8%的投資集中在管網(wǎng)新建的方向，新增污水處理能力、老舊管網(wǎng)改造和合流制管網(wǎng)改造方面的投資占比處在11%～14%之間，污水處理設(shè)施提標(biāo)改造和污泥處理處置的投資占比低于5%。因此，污水管網(wǎng)的新建將引領(lǐng)下一步投資熱點(diǎn)。

5? 思? 考

城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)由排水管網(wǎng)和污水處理廠串聯(lián)組成，需要二者統(tǒng)籌建設(shè)和協(xié)調(diào)運(yùn)行，才能完整發(fā)揮其水環(huán)境保障功能。當(dāng)前的環(huán)保形勢(shì)已不只是關(guān)注污水處理廠的出水水質(zhì)，更關(guān)注污水處理設(shè)施的整體減排效果、對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的改善貢獻(xiàn)。對(duì)于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的污水處理廠，現(xiàn)行的GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)污染物排放限值已提出了較高的要求，在此基礎(chǔ)上若再一味強(qiáng)調(diào)污水處理廠的提標(biāo)改造，而忽視了管網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)的面上問(wèn)題，將難以達(dá)到水環(huán)境質(zhì)量整體改善目標(biāo)［18］。通過(guò)管網(wǎng)改造提高污水集中收集率比單純將污水處理廠提標(biāo)到準(zhǔn)Ⅳ類(lèi)對(duì)污染物的削減效能性價(jià)比更高［15］。此外，污水處理廠和排水管網(wǎng)的一體化建設(shè)運(yùn)營(yíng)更符合城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的內(nèi)在特性以及作為城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)定位，更有利于充分發(fā)揮其水環(huán)境保障功能，也將成為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶污水處理未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

6? 結(jié)? 語(yǔ)

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶重點(diǎn)省區(qū)的城鎮(zhèn)污水平均處理率達(dá)到97.69%，與全國(guó)平均水平基本持平，但城市污水處理設(shè)施的運(yùn)行效能偏低，長(zhǎng)江中下游地區(qū)污水處理廠的進(jìn)水污染物濃度普遍低于全國(guó)平均值，污水處理設(shè)施運(yùn)營(yíng)模式的理念正從“重廠輕網(wǎng)”向“廠網(wǎng)一體”進(jìn)行轉(zhuǎn)變。此外，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶重點(diǎn)省區(qū)在污水處理領(lǐng)域市場(chǎng)空間仍較大，至“十三五”末期，城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域市場(chǎng)投資空間仍較大，污水管網(wǎng)的建設(shè)和修復(fù)將引領(lǐng)投資熱點(diǎn)。隨著長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶污水處理設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，污泥處理處置與再生水回用也逐漸成為關(guān)注焦點(diǎn)，下一步將重點(diǎn)對(duì)污水廠污泥處理處置方式與再生水回用情況進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查與分析。

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（編輯：李? 晗）

Investigation and analysis on urban sewage treatment in key provinces and regions of Yangtze River Economic Belt

LUO Kun1，2，SUN Lingkai1，2，ZHOU Xiaoguo 3

（1.Hubei Key Laboratory of Basin Water Security，Wuhan 430010，China；? 2.Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China；? 3.Yangtze Ecological and Environmental Co.，Ltd.，Wuhan 430062，China）

Abstract：

In order to understand the current situation of sewage treatment in the Yangtze River Economic Belt，the operating scale，treatment processes，and operation models of 600 sewage treatment water plants in 7 key provinces and regions of the Yangtze River Economic Belt were investigated by conducting discussions，data collection，and on-site visits.The results showed that the sewage treatment rate in the Yangtze River Economic Belt had reached 97.69%，which was basically consistent with the national average level.However，the concentration of pollutants in the inflow of wastewater treatment plants was generally lower than the national average.The wastewater treatment process was mainly based on A2/O and oxidation ditch processes.Build-operate-transfer （BOT） and custody operation were the mainly operating modes of wastewater treatment plants in the Yangtze River Economic Belt，which accounted for about 50%.In terms of the market space，the construction and repair of sewage pipe networks will lead the investment direction in the construction of urban sewage treatment facilities in the Yangtze River Economic Belt.The research results can provide support for investment and decision-making in urban sewage treatment in the Yangtze River Economic Belt．

Key words：

wastewater treatment； sewage disposal technology； operation mode； market space； Yangtze River Economic Belt