孫永利：中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司城市環(huán)境研究院院長(zhǎng)兼總工程師，國(guó)家城市給水排水工程技術(shù)研究中心副總工程師，教授級(jí)高級(jí)工程師。長(zhǎng)期從事城市水體和污水處理的技術(shù)與政策研究。承擔(dān)國(guó)家和省部級(jí)科研課題、子課題 20 余項(xiàng)。研究成果獲中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)際水協(xié)（IWA）科技創(chuàng)新全球最高獎(jiǎng)1 項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3 項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4 項(xiàng)，三等獎(jiǎng)7項(xiàng)。獲授權(quán)專利40余項(xiàng)，其中發(fā)明專利20余項(xiàng)。

1. 政策要求

1.1 政策要求——國(guó)家戰(zhàn)略需求方面

習(xí)近平總書記在2018年5月的全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)上，明確提出要加快補(bǔ)齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施短板，意味著污水處理由設(shè)施增長(zhǎng)階段進(jìn)入提質(zhì)增效階段。尤其在2018年6月黨中央國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》中，明確提出城鎮(zhèn)污水處理“提質(zhì)增效”三年行動(dòng)要求，明確要實(shí)現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋，污水全收集和全處理工作，該文件還明確提出要開展城市初期雨水的收集和處理，有效降低城市面源污染。

1.2 政策要求——行業(yè)發(fā)展需求方面

2019年配合住建部編制提質(zhì)增效有關(guān)政策文件時(shí)，專家集思廣益繪制了城鎮(zhèn)排水的理想模式和實(shí)際特征邏輯圖。

從上圖不難看出，我國(guó)的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)問題錯(cuò)綜復(fù)雜，但總結(jié)起來(lái)無(wú)外乎污水外排引起的水體黑臭和外水進(jìn)入引起的污水處理廠低進(jìn)水濃度兩方面，這種情況在發(fā)達(dá)國(guó)家是很少見的。因此可以說，基于管網(wǎng)問題的提質(zhì)增效是中國(guó)特色問題，需要有具有中國(guó)特色的應(yīng)對(duì)方案。

基于上圖再結(jié)合我國(guó)的實(shí)際問題，總結(jié)出我國(guó)污水收集處理方面存在9方面的矛盾問題，這里面包括設(shè)計(jì)問題、運(yùn)行問題和管理問題，還有一些是這兩年黑臭水體治理過程中出現(xiàn)的問題。限于時(shí)間關(guān)系先不作一一介紹。

1.3 政策要求——總體考核目標(biāo)層面

2019年住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部、發(fā)改委三部門聯(lián)合印發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案（2019-2021）》，在目標(biāo)方面可用三個(gè)基本消除+兩個(gè)提升表述。三個(gè)基本消除主要是指消除生活污水直排口、生活污水設(shè)施空白區(qū)和城市黑臭水體，這三個(gè)問題實(shí)際上都是老百姓最直觀的表象問題；兩個(gè)提升是指城市生活污水收集率和污水處理廠進(jìn)水BOD濃度，這兩個(gè)提升則屬于技術(shù)層面的要求。

1.4 政策要求——污水收集率替代處理率方面

在《行動(dòng)方案》中首次引入“城市生活污水集中收集率”指標(biāo)，住建部也在前期很長(zhǎng)時(shí)間就開始了相關(guān)的核算工作，但仍有很多人不太理解這個(gè)指標(biāo)與污水處理率到底有什么區(qū)別。簡(jiǎn)單給大家解釋一下，其實(shí)城市生活污水集中收集率的本意是城市污水處理設(shè)施收集了多少居民生活污染物與城鎮(zhèn)居民生活排放了多少污染物之比，這個(gè)指標(biāo)與“污水處理率”的最直接區(qū)別：污水處理率代表水量比，考慮的是處理了多少水；而城市生活污水集中收集率則代表水量比×水質(zhì)比，考慮的是處理了多少污染物。

由于公式中采用了“人均日生活污染物排放量”這個(gè)指標(biāo)，而國(guó)內(nèi)外對(duì)于這個(gè)指標(biāo)的研究相對(duì)較少，真正有用的數(shù)據(jù)不多，現(xiàn)階段參考室外排水規(guī)范選用了人均日BOD排放量45 g這個(gè)值，處于室外排水規(guī)范最新修編提出的40~60 g的下限值。目前也有很多業(yè)內(nèi)人士，包括地方政府提出應(yīng)該有南北差異，為此我們也研究了相關(guān)的測(cè)試方法，并在江蘇省某城市做了方法驗(yàn)證，有望未來(lái)在更多的城市開展測(cè)試工作。

2. 工作進(jìn)展

我們一直在配合住建部進(jìn)行新指標(biāo)的相關(guān)測(cè)算工作，前期的總體分析結(jié)果情況簡(jiǎn)單展示如下。

首先，2019年與2018年相比，生活污水收集率指標(biāo)整體的確有一定幅度的增長(zhǎng)，而且很多城市的污水收集率指標(biāo)有所增長(zhǎng)；但也需要清醒地認(rèn)識(shí)到我們的短板和差距，仍有近60%的城市污水收集率不足50%。

其次，在城市污水處理廠平均進(jìn)水BOD濃度方面，仍有70%左右的城市年均值不足100 mg/L。當(dāng)然，隨著提質(zhì)增效工作的推進(jìn)，已經(jīng)有47個(gè)城市2019年的平均濃度較2018年漲了30 mg/L以上。

再者，進(jìn)入統(tǒng)計(jì)范圍的3953座城鎮(zhèn)污水處理廠有67%左右的進(jìn)水BOD 濃度目前低于100 mg/L，這意味著全國(guó)可能有接近70%的城鎮(zhèn)污水處理廠需要在未來(lái)兩年內(nèi)完成“一廠一策”系統(tǒng)化方案；如果縮小到城市范疇，2377座城市污水處理廠中大概有1483座的BOD濃度低于100 mg/L。經(jīng)大概統(tǒng)計(jì)，目前完成“一廠一策”的污水處理廠只有520多個(gè)，也就是說只有30%多的污水處理廠完成了“一廠一策”方案。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)不難看出，我國(guó)現(xiàn)在有260多個(gè)城市的污水收集率不足60%，但是大部分城市表示黑臭水體已經(jīng)完成治理任務(wù)，現(xiàn)在已經(jīng)基本上沒有直排口和空白區(qū)問題，那我們另外40%的污染物去哪里了？這可能是未來(lái)很多城市不得不面臨的一個(gè)很重要的問題，或必須要迫切解決的問題。

3. 未來(lái)方向

在講未來(lái)方向之前先講講《行動(dòng)方案》。相信與黑臭水體治理一樣，行動(dòng)方案發(fā)布后，肯定很多人又在議論，怎么又是“三年”，又是短期行為，不是要求百年質(zhì)量，建百年工程嗎？回答這個(gè)問題先從比較容易理解的看病說起，如果把發(fā)達(dá)國(guó)家的管網(wǎng)比作只需要定期體檢、定期保健的普通人，那么我們的很多管網(wǎng)實(shí)際上是有點(diǎn)病入膏肓的重病患者或者是已經(jīng)受到生命威脅的患者，這個(gè)時(shí)候可能需要考慮的是盡快的通過急診、門診或住院解決生存問題。所以我認(rèn)為未來(lái)“三年”，行業(yè)工作需要從以下六個(gè)方面有所轉(zhuǎn)變。

3.1 行業(yè)監(jiān)管由“污水處理”轉(zhuǎn)向“污水收集”

目前我國(guó)大部分城市污水處理廠的出水COD和氨氮指標(biāo)優(yōu)于一級(jí)A，甚至很多能達(dá)到地表IV類甚至III類水平。分析全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠2019年全年平均出水水質(zhì)可知， 98%左右的年均COD能達(dá)到一級(jí)A以上標(biāo)準(zhǔn)，95%以上的年均值能達(dá)到IV類；氨氮方面，95%以上能達(dá)到一級(jí)A，80%-90%能達(dá)到最新頒布的再生水景觀環(huán)境用水的湖泊或水景類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，這些污水處理廠出水實(shí)際上已經(jīng)是一種很好的水資源。但是前面也談到，我們處理的這些水并不都是“污水”，我們需要清醒的認(rèn)識(shí)到，在把這些水處理“干凈”的同時(shí)，還有大量的污染物是直接或間接排放環(huán)境的，“干凈水”稀釋“臟水”不一定能解決環(huán)境問題。

3.2 管網(wǎng)考評(píng)由“工程建設(shè)”轉(zhuǎn)向“建管運(yùn)維”

談到污水收集率低、污水處理廠進(jìn)水濃度低，通常很容易就認(rèn)為是因?yàn)槲覀兊墓艿蕾|(zhì)量太差、空白區(qū)和直排口太多。但實(shí)際上前面也談到，大部分城市的問題可能并非如此。2019年參加的一個(gè)項(xiàng)目評(píng)審，再次印證了我們的觀點(diǎn)，管網(wǎng)低流速可能是我國(guó)的最大問題。城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)都有一個(gè)設(shè)計(jì)不沉降流速，有人認(rèn)為是0.6 m/s，有人認(rèn)為是0.75 m/s。當(dāng)管網(wǎng)低于這個(gè)流速的時(shí)候，實(shí)際上就變成了一個(gè)沉淀池，或者沉淀池結(jié)構(gòu)的管網(wǎng)，旱季低流速時(shí)大量顆粒物沉積在管道中，而這些沉淀物中就可能包括大量COD或BOD，但是沉淀下來(lái)的有機(jī)氮磷卻可以水解成溶解性的氨氮或磷酸鹽，我想這也是城市污水處理廠碳氮比過低的重要原因。

還有一個(gè)就是外水滲入，尤其是地表水滲入問題，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)大部分地表水是含有一些高氧化性物質(zhì)的，這些物質(zhì)進(jìn)入管道后必然進(jìn)一步消耗污水中的COD、BOD。所以這里先回答前面提出的污染物去哪了的第一個(gè)去向：沉淀衰減？

很多人都在問這個(gè)問題怎么解決，這里我只能用一個(gè)公式和一個(gè)示意圖簡(jiǎn)單的表述一下：

首先低流速情況下的管道流速計(jì)算公式一定是流量與過水?dāng)嗝婷娣e的比值；第二，管道遵循連通器原理，要想管道上游水位下降，首先要確保連通的泵站水位降低。

由于我們的管道質(zhì)量太差，降水位也并不是太容易的事情，我們還需要“水位”更高的城市水體適當(dāng)“降水位”，這個(gè)事情實(shí)際上在黑臭水體治理過程中已經(jīng)多次被驗(yàn)證。例如南方某城市水體底泥清淤，排空3~4米的水體后，服務(wù)范圍內(nèi)污水處理廠水量一下子減少了6萬(wàn)噸/天，接近前期污水處理量的20%。而且水體“降水位”之后還會(huì)有一系列好處，比方說更容易發(fā)現(xiàn)排污口、更容易實(shí)現(xiàn)降雨期排水防澇決策等。

3.3 管網(wǎng)建設(shè)由“全面建設(shè)”轉(zhuǎn)向“補(bǔ)齊短板”

在污水收集系統(tǒng)“補(bǔ)齊短板”方面，首先需要考慮的是雨水管道排污問題，“錯(cuò)接混接”“小商販雨水篦子排污”等已經(jīng)成為行業(yè)耳熟能詳?shù)脑~語(yǔ)，也是中國(guó)的實(shí)際特色，這些污染如果不能末端截污，就會(huì)成為漏網(wǎng)的污染物。當(dāng)然，這里還有另外一個(gè)問題，就是我國(guó)大城市普遍處于大建設(shè)階段，“雨水管道”成為很多城市施工降水的合法排放通道，這就導(dǎo)致雨水口成了“排污口”，很多城市不得不進(jìn)行“雨水口”截流入污水處理廠，并最終導(dǎo)致污水處理廠超負(fù)荷，污水溢流。也就是說分流制可能并不一定能解決我國(guó)的環(huán)境污染問題。這里也引出污染物去哪了的第二個(gè)方向：雨水管。

第二個(gè)“短板”應(yīng)該是旱季直排口，因?yàn)檫@也是污染物去哪了的第三個(gè)方向。所以最近幾年全國(guó)各地旱季直排口沿河截流的措施層出不窮，見口就截成為很多地方的做法，但是很少有人會(huì)去關(guān)心下游的污水處理廠是否有接納能力，更沒有會(huì)去關(guān)心相關(guān)的管網(wǎng)是否有輸送能力。所以才造成很多地方零散污水直排口治理的同時(shí)在下游形成了集中式排口的問題。也就是說污染物去哪了的第三個(gè)方向：直排口。

3.4 管網(wǎng)改造由“雨污分流”轉(zhuǎn)向“清污分流”

最近幾年排水體制仍一直是行業(yè)熱議話題，雨污分流改造貌似仍然是解決環(huán)境問題的法寶，但前面已經(jīng)講了分流制在國(guó)內(nèi)并不一定能行，那么合流制是不是一定不行，這里先看看國(guó)外，實(shí)際上發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)達(dá)城市很多都是合流制，比方說日本東京都82%的合流制、比方說德國(guó)全國(guó)平均54%的合流制，人家都沒有水體黑臭問題，也沒有一下雨河道就臭的現(xiàn)象。再看看國(guó)內(nèi)，2016年的統(tǒng)計(jì)年鑒顯示合流制占比不超過31%，但是我們所有城市仍然會(huì)有一下雨河道就臭的通病。

所以就要來(lái)談?wù)勚袊?guó)的合流制和分流制到底問題出在哪里。首先說分流制，前面講了錯(cuò)接混接和小散亂排污是現(xiàn)階段我國(guó)難以徹底根治的分流制雨水管道污染源，如果再疊加上大量城市“工地”施工降水排入沖刷，雨水口末端截流成為常態(tài)，同樣是一個(gè)不健康的系統(tǒng)。再說說合流制，國(guó)外用的很好，中國(guó)為什么出問題，實(shí)際上最近這一直是一個(gè)熱議的話題，不管多大的降雨量，雨水一定要有去處，這兩年推進(jìn)的海綿城市建設(shè)，實(shí)際上很大的一部分工作是給雨水提供更多的去處。而進(jìn)入合流制管道又沒有去處的雨水，一定要經(jīng)過凈化處理才可能實(shí)現(xiàn)水體污染總量減排，必須推進(jìn)合流制降雨污染的快速凈化，這是國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，是我們水環(huán)境治理方面最大的短板，也是污染物去哪了的第四個(gè)方向：降雨沖刷污染。

說起降雨沖刷污染治理，有必要提一下室外排水規(guī)范對(duì)于截流倍數(shù)的界定，我們一直在仿照發(fā)達(dá)國(guó)家的高截流倍數(shù)，但是并沒有太多的人關(guān)心發(fā)達(dá)國(guó)家截流的水是要治理的，如果建一個(gè)龐大的截流干管，但是在污水處理廠前截而不治，其效果可能不如不截。

3.5 降雨污染由“達(dá)標(biāo)排放”轉(zhuǎn)向“總量控制”

前面已經(jīng)說了，污染物去哪了的第四個(gè)重要方向是降雨沖刷污染。這里簡(jiǎn)單地作個(gè)分析，這兩年黑臭治理和污水處理提質(zhì)增效讓行業(yè)充分關(guān)注了合流制管網(wǎng)旱季濃度不高，雨季濃度不低的實(shí)際特征，我們也用全國(guó)平均數(shù)據(jù)做了簡(jiǎn)單的測(cè)算，如果該方法和數(shù)據(jù)成立，也就意味著年降雨量達(dá)到1100 mm以上的合流制排水系統(tǒng)城市，每年通過降雨沖刷排入水體的污染物或河道底泥量可能接近本地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物去除量或污泥產(chǎn)生量的50%~100%，這些污染物不能有效去除，做再多的污水處理廠提標(biāo)改造，再多的管網(wǎng)工程建設(shè)可能也無(wú)法解決城市水體黑臭的實(shí)際問題。

這幾年是污水處理提質(zhì)增效年，今天講的是提質(zhì)增效主題，我們關(guān)心的是提高生活污水收集率，大家也知道合流制溢流污染的快速凈化設(shè)施是很難被許可參與生活污水收集率指標(biāo)核算的，也就意味著合流制溢流污染快速凈化一般只能作為污染總量減排和城市水體凈化的輔助手段，我們還需要從根本上探究出現(xiàn)上述問題的真正原因，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家排水系統(tǒng)運(yùn)維養(yǎng)護(hù)的科學(xué)理念，切實(shí)提高城鎮(zhèn)居民生活污染物的日常收集和處理水平。

那么發(fā)達(dá)國(guó)家的排水管網(wǎng)，或者說污水收集管網(wǎng)是怎么運(yùn)維的，或者說我們跟別人的差距是什么，前面已經(jīng)講了很多城市污水收集管網(wǎng)旱季的流速只有0.1 ~ 0.2 m/s，絕大部分管網(wǎng)區(qū)域都是非常好的“沉淀池”，合流制管網(wǎng)滿管流狀態(tài)下的流速更低，顆粒物沉淀成為必然，很多城市表示管道幾乎從來(lái)不清通，雨季來(lái)臨前沉積超過50%的管道比比皆是，每一場(chǎng)雨都可能成為管道污染物的一次清洗和轉(zhuǎn)輸過程，也是很多城市雨后水體黑臭，水體表面出現(xiàn)大量黑色細(xì)微漂浮物的重要原因。所以德國(guó)、日本、美國(guó)都對(duì)管網(wǎng)清通養(yǎng)護(hù)提出了明確要求，比方說管道積泥深度超過5%就要做管道維護(hù)，這不僅需要在管道養(yǎng)護(hù)方面做文章，也一定需要關(guān)心和關(guān)注管道“沉淀池”問題，否則清通后的管道很快就會(huì)再次達(dá)到5%的清通養(yǎng)護(hù)指標(biāo)要求。

3.6 工業(yè)廢水由“達(dá)標(biāo)排入”轉(zhuǎn)向“限期清退”

工業(yè)廢水持續(xù)排入是高排放標(biāo)準(zhǔn)污水處理廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的一大難點(diǎn)和痛點(diǎn)。工業(yè)廢水，尤其是水質(zhì)已經(jīng)很“干凈”的工業(yè)廢水排入城鎮(zhèn)污水處理廠，首先是對(duì)污水處理廠進(jìn)水BOD的稀釋過程，是導(dǎo)致城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水BOD濃度低的一個(gè)重要原因。其次，已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)內(nèi)部通過生物預(yù)處理工藝達(dá)到排入下水道標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水，所剩余的COD大部分已經(jīng)是難生物降解污染物，進(jìn)入污水處理廠也是稀釋排放或者被底泥吸附后排放，稀釋不達(dá)標(biāo)就要增加污水處理工藝，加大污水處理成本，并可能最終影響再生水水質(zhì)和受納水體的生態(tài)安全性；吸附到污泥中則影響污泥的安全處置與利用。

水十條非常明確地要求，城市建成區(qū)內(nèi)現(xiàn)有鋼鐵、有色金屬、造紙、印染、原料藥制造、化工等污染較重的企業(yè)應(yīng)有序搬遷改造或者依法關(guān)閉。納入《固定污染源排污許可分類管理名錄》的工業(yè)企業(yè)也要需要有序搬出建成區(qū)或者依法關(guān)閉�！度�年行動(dòng)方案》明確要求，城市政府要組織對(duì)其他類型的工業(yè)企業(yè)開展城鎮(zhèn)污水處理廠影響評(píng)估，不能繼續(xù)納管的要自建設(shè)施達(dá)標(biāo)排放，環(huán)保部門要加強(qiáng)日常監(jiān)管；可繼續(xù)納管的要按排水/排污許可要求做好日常監(jiān)管，確保水質(zhì)不會(huì)對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠有明顯影響。

另外，由于工業(yè)園區(qū)的水體多數(shù)也納入城市水體的考核范疇，因此我們也需要關(guān)注工業(yè)園區(qū)的廢水達(dá)標(biāo)問題。要配合做好工業(yè)園區(qū)的頂層設(shè)計(jì)，嚴(yán)格推行工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的雨污分流，要避免園區(qū)道路清洗水、場(chǎng)地清洗水、車輛清洗水通過雨水管道直排園區(qū)水環(huán)境。這兩年的黑臭水體督查已經(jīng)多次發(fā)現(xiàn)，工業(yè)園區(qū)的雨污不分，會(huì)導(dǎo)致園區(qū)內(nèi)水體很嚴(yán)重的雨季污染問題，這是未來(lái)必須要解決的問題。