“未来10-20年，管网将是水环境治理的主战场！”

水环境治理市场似乎已经到达一个瓶颈。  

 

传统污水处理厂建设接近饱和，城市建成区黑臭水体治理也初见成效，未来新的业务增长点在哪？很多朋友都非常迷茫。  

 

4 月 18 日，中国环博会重要同期活动—— 2023 中国环境技术大会在上海拉开帷幕，邀请中国工程院院士、同济大学教授徐祖信做了题为《我国城市污水治理提质增效关键技术》的主旨报告。  

 

▼中国工程院院士、同济大学教授徐祖信  

   

作为前任上海市环保局局长，现任同济大学教授、中国工程院院士，徐祖信院士既是专家型的管理者，也是有管理经验的专家。演讲伊始，她就开门见山地表示，考虑到在座的很多都是环保企业的代表，太学术的东西对大家不一定适合，所以今天要讲讲我国污水治理存在的问题及商机。  

 

她表示， 未来 10-20 年，管网（包括污水管网与雨水管网）将成为各个城市水环境治理的主战场，谁能够在管网材料、管网构造、管网非开挖修复中取得先机，谁就能够占据领先优势。  

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“终年黑臭”变成“反复黑臭”

污水处理厂容量不足是假象

   

我国黑臭水体治理的历史，大概开始于2015年4月发布的“水十条”。根据当时的调查统计，我国地级以上城市90%的河道都有黑臭问题，其中70%位于东南沿海地区。  

 

从2015年到2023年，整整八年过去了，国家黑臭水体治理取得了显著的成效， 36 个重点城市黑臭水体消除了 96.2% ， 259 个其他地级城市黑臭水体消除了 81.2% 。  

 

所有的这一切，都应该归功于污水处理厂和污水管网的建设。根据公开发布的数据， 目前我国城镇污水的处理率已经高达 97.9% ，管网建设的力度也在逐年增大 。  

 

目前，我们国家的河流在不下雨的时候，大多是碧波荡漾、环境优美的。但一旦下雨之后，则又会恢复黑臭水体的样子。地方官员在生态环境部的考核压力下也非常困惑，为什么 河流会从 “终年黑臭”转变成“反复黑臭” ？  

 

而根据公开数据，我们城镇污水的处理率已高达97.9%，这意味着，排到河道当中的只有2.1%的污水。大家知道，黑臭发生的本质是缺氧厌氧，黑臭发生的顺序应该是先臭再黑，所以 只有 2.1% 的污水是不太可能引发城市水体黑臭的 。  

 

这样一来，就倒逼我们思考，上面所说的97.9%的污水处理率到底是什么水的处理率？徐祖信研究了污染负荷的处理率，我国统计污水处理率的算法是“用进厂水量除以服务范围内的污水量”，如果污水处理厂的进水全是污水，那么污染负荷的处理率与污水处理率应该是一致的；如果进厂的不全是污水，那么这两个数据就会有差别。  

 

徐祖信把全国31个省区市进行了统计分析， 黑色的是污水处理率，灰色的是污染负荷的处理率，发现两者相差非常大，平均相差 37% （见下图）。  

 

   

相差如此之大，意味着污水处理厂的进水不仅仅是污水 。大家也知道，东南沿海城镇污水处理厂的进水浓度大多严重低于设计水质浓度。徐祖信对上百个污水处理厂做了抽样调查，发现 晴天的进水除了污水之外，还有倒灌的河水和管网破损进入的地下水；而在雨天的时候，污水处理厂的进水还包括倒灌的河水、地下水和降雨的径流雨水 。  

 

正是因为大量外水进入污水处理厂，导致进水浓度低，污水处理厂难以正常运转，所以需要投加大量的碳源。因此，上面提到的97.9%其实不能称之为污水处理率，只能称之为 “污水处理厂进水的处理率” 。  

 

这一问题，也导致了我国 “污水处理厂处理容量不足”，徐祖信认为这其实是一个假象 。实际上 我们国家从 2010 年开始，污水处理的容量就已经和全国产生的污水量基本相当了 。而且这些年污水处理厂还一直新建、扩建、改建，从2010年之后，污水处理的容量与污水产生量相比，它们之间的差距已经越拉越大。  

2      

     

污水管网覆盖率 47%

只有 62% 的生活污水得到处理

   

以上种种问题， 说明我们的污水管网出了问题 ，我们的污水处理效益是有问题的。  

 

如果想要消除“雨天黑臭”的现象，其难度要比消除“晴天黑臭”大得多得多。也就是说，我国黑臭水体治理已经进入了攻坚克难的关键时期。  

 

在这样的关键时期，定量分析污水处理系统的效益和问题至关重要，需要建立两个指标体系： 一是 “ 城市污水治理效益评估指标体系 ”，二是“ 城市污水治理系统问题评估指标体系 ”。  

 

首先是第一个指标体系—— 城市污水治理效益评估指标体系 。 它包含四个指标 ，分别是 污水管网系统度、污水管网健康度、污水处理效能度、污水处理效益度 （见下图）。  

 

 

 

先看 国家层面 的 污水治理效益的定量计算与评估分析， 污水管网系统度为0.47、污水管网健康度是0.66、污水处理效能度0.46、污水处理效益度则是0.62（见下图）。  

 

 

这意味着， 从全国平均水平看，污水管网的覆盖率只有 47% ，在晴天不下雨的时候（指污水管道中已没有雨水影响）管网输送的污水占进厂水量的 66% ，污水处理总容量中有 46% 是用来处理污水的，只有 62% 的生活污水得到了处理 。  

 

再看 30 个省区市 层面的 污水治理效益定量计算结果 ，污水管网系统度约为0.26-0.79，污水管网健康度在0.52-0.86之间，污水处理效能度为0.34-0.64，而污水处理的效益度则为0.49-0.81（见下图）。  

 

 

也就是说， 从省级层面来看，建成区范围内污水管网的覆盖率为 26-79% ，污水处理厂进厂的污水量占按进厂总水量的比例是 52-86% ，污水处理厂设计容量用来处理污水的比例是 34-64% ，整个建成区生活污水的收集率则为 49-81% 。  

 

最后再看 219 个地级城市层面的。 如果把污水管网系统度分为四个等级，可以看到污水管网长度占供水管网长度比例大于90%的城市只有五个，也就是说， 只有 5 个城市的污水管网系统度比较好 。污水管网长度占供水管网长度小于60%的城市有143个，也就是说， 在 219 个城市中，有 143 个城市的污水管网系统度还是比较差的，占比高达 65% （见下图左半部分）。  

 

 

还有污水管网的健康度，同样分为四个等级。管网健康度大于0.85（基本把污水送到污水处理厂）的城市只有22个， 而整个污水管网中有一半以上都是外水的城市还有 19 个 （见上图右半部分）。  

 

污水处理效能度，如果设计的污水处理厂容量有80%都用来处理污水， 我们认为效能是高的，这样的城市只有 3 个 。如果设计的容量用来处理污水的比例不到40%， 我 们 认为这个效能是比较低的，而这样的城市还有 37 个 （见下图左半部分）。  

 

 

还有污水处理效益度，也就是污水是不是收进了污水处理厂。 收集率大于 90% 的城市只有一个，收集率不到 50% 的城市则有 37 个 （见上图右半部分）。  

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污水处理容量只利用了 46%

根本不需要新建污水处理厂了！

   

上面，是管网评价的第一个指标体系“城市污水治理效益评估指标体系”，下面再来看看第二个指标体系—— 城市污水治理系统问题评估指标体系 。  

 

城市污水治理系统问题评估指标体系也是4个指标，分别为 污水管网缺失率、污水管网外水渗入率、污水处理容量富余率、污水直排率 （见下图）。  

 

   

先看国家层面的数据 ，从全国范围看， 我们国家建成区有 53% 的区域都缺污水管网。污水管网中，外水的占比高达 34% ，也就是说三分之一都是其他的水，不是污水 （见下图）。  

 

 

污水处理容量有54%没有得到利用，也就是说只利用了46%。这意味着， 我们其实根本不需要新建、扩建污水处理厂了，也不需要一而再、再而三地把污水处理厂的标准提高到准四类、准三类了。我们还有那么多的容量都没有充分利用，为什么还要拼命地提标，拼命地新建和扩建呢 （见上 图）？  

 

在徐祖信看来，污水处理厂盲目提标， 其实都是由于政府官员好大喜功，企业推波助澜造成的。  

 

还有污水直排率，有38%的生活污水都是排在河道当中了。从这个问题看， 国家层面的当务之急应该是解决污水直排的收集问题，解决管网的破损问题，解决污水管网的缺失问题 （见上图） 。  

 

再看看 省级层面 的数据 。建成区有21-74%缺失污水管网，外水的入渗率达到14-48%，污水容量富余率为36-66%，污水的直排率则为19-51%（见下图）。  

 

 

最后看看城市层面的。 从219个地级城市的管网缺失率来看，真正缺失率小于10%的城市只有5个，缺失率大于40%的城市则有143个。 所以在城市层面来看，管网缺失问题还是比较严重的 （见下图左半部分）。  

 

 

还有外水的入渗率，污水管网运转比较正常、满足国家室外排水技术规范的只有22个城市，另外 有 19 个城市外水的入渗率大于 50% ，应该说问题还的比较严重的 （见上图右半部分）。  

 

 

徐祖信表示，她跑过一些城市的新建污水管网，里面的COD浓度还不到120mg/升，有的新建管网的COD浓度就不到100mg/升了。当地的工程建设单位告诉领导，是因为农村的污水浓度很低。而她则告诉领导， “你不要被他们忽悠了，实际上是新建的管网就已经破掉了。”  

 

再看污水处理容量的富余率，不到20%的城市只有3个，富余率大于40%的城市则有161个，其中有37个城市的污水处理容量富余率超过60%（见下图左半部分）。  

 

 

还有污水直排率， 污水真正处理率达到 90% 的城市只有 1 个，有 37 个城市的污水都直接排到河道 。也就是说，他们自己弄根管道排进河道，或者接进雨水管道，再通过雨水管道排进河道，这些污水都是没有经过任何处理的（见上图右半部分）。  

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管网将成水环境治理主战场

“可能 3-4 万亿都拿不下来”

   

最后，来看看污水处理提质增效的关键要素。  

 

2019年，住建部、生态环境部、发改委发布 《关于印发城镇污水处理提质增效三年行动方案（ 2019 — 2021 年）的通知》 ，其中提出两个要求：  

 

到2025年，BOD浓度高于100mg/L的城市污水处理厂规模要占比达到90%以上。      

     

到2025年，城市生活污水集中处置率要力争达到70%以上。      

     

 

 

徐祖信表示，水环境治理是一个系统工程，战略比战术更重要。所谓战略，就是“有限的资金究竟应该做什么”。她认为， 有限的资金应该首先改造破损的雨水管道，如果雨水管道在晴天的时候里面就是 “满满当当的”，那怎么还能指望它在下雨的时候还能把雨水收进管道当中呢？  

 

所以，如果把有限的资金用来改造管道，把容量腾出来排水，就用不着再新建污水处理厂和管网了。打个比方， 如果你买了一个房子，装修以后漏水了，没钱的人家精打细算，肯定要去修这个房子。而不是说连房子都不要了，再去另外买一套。  

 

因此，观察上面的城市污水治理工程效益和问题的定量评价指标，有助于揭示问题，科学制定城市水环境综合治理的战略。  

 

首先，我们知道我国现有城市污水处理容量平均富余率为 50% ，所以现阶段大部分城市就无需新建、扩建污水处理厂了，关键在于排水管网的完善与修复，提高污水的收集率。  

 

徐祖信表示，她断定， 未来 10-20 年，管网（不仅包括污水管网，也包括雨水管网）应该是各个城市水环境治理的“主战场” ，谁能够在管网材料、管网构造、管网非开挖修复中取得先机，谁就能够占据领先优势，“估计活儿都来不及做”。  

 

其中主要 的 任务，就是要保证污水管网和自来水管网的匹配，目前最欠缺的是收集管和入户管。 如果总管建了，干管建了，收集管也建了，而入户管不建，就如同建了高速公路，而不修建进出高速公路的匝道一样。  

 

其次，前面提到， 2025 年前要把进水的 BOD 浓度提高到 100mg/ 升以上，这意味着我们要把管道当中的外水挤出去 ，其中倒灌河水挤出去是比较容易的，难的是破损管道当中的地下水。全面开挖地面非常困难， 这意味着非开挖修复将有着巨大的市场 。  

 

第三， 要把污水收集率提高到 70% 以上 ，也就是全国平均提高8个百分点，有20%的城市则要提高20个百分点，任务还是非常的艰巨。  

 

“ 关键在于管网的建设、管网的完善、管网的修复、管网的运行。初步估算，可能 3-4 万亿都不一定拿得下来”。 徐祖信说。     

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