建立城鎮(zhèn)水體污染治理工程成果轉(zhuǎn)化市場(chǎng)化
運(yùn)行機(jī)制,，搭建產(chǎn)業(yè)科研間橋梁
WATER POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY MAJOR PROJECT
行業(yè)交流
BOUNCE
1我國(guó)城市水環(huán)境管理與考核方式的變化
我國(guó)面臨城市水環(huán)境管理重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折期,，王凱軍教授認(rèn)為其具體表現(xiàn)為四大趨勢(shì)：一是從追求工程結(jié)果到關(guān)注工程效果的轉(zhuǎn)變，即從重點(diǎn)污染源檢測(cè)轉(zhuǎn)變到檢測(cè)河流斷面;二是主控污染物類型從過(guò)去主要關(guān)注有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注氮,、磷等營(yíng)養(yǎng)元素控制;三是從點(diǎn)源控制到面源控制的轉(zhuǎn)變，水污染控制主戰(zhàn)場(chǎng)將由點(diǎn)源控制轉(zhuǎn)向流域綜合整治;四是從被動(dòng)防治到主動(dòng)修復(fù)的轉(zhuǎn)變,。這是最為重要的轉(zhuǎn)變,，由被動(dòng)防治轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)生態(tài)修復(fù)和建設(shè)，特別是特殊地區(qū)主動(dòng)追求與其經(jīng)濟(jì),、社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的更高的環(huán)境質(zhì)量,。
在北方缺水城市，排放標(biāo)準(zhǔn)與地表水質(zhì)量之間存在著巨大的差距,。新的“水污染防治法”規(guī)定了省,、市、縣,、鄉(xiāng)要建立河長(zhǎng)制,，習(xí)總書(shū)記在2017年新年賀詞中也提到每條河流都要有新的河長(zhǎng)，加上湖長(zhǎng)制的公布,，導(dǎo)致了城市水環(huán)境管理從追求建設(shè)結(jié)果到關(guān)注環(huán)境質(zhì)量效果轉(zhuǎn)變,。
北京采用了準(zhǔn)IV類水的標(biāo)準(zhǔn)后，北京,、天津,、合肥、太湖,、浙江以及四川的兩江流域等越來(lái)越多的地方政府也加入了這個(gè)行列,。王凱軍教授說(shuō)，特殊地區(qū)主動(dòng)追求與其經(jīng)濟(jì),、社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的更高的環(huán)境質(zhì)量將成為一種趨勢(shì),，為什么不斷有地方政府加入到提標(biāo)的行列中?這是法律賦予地方政府的責(zé)任和義務(wù)!今后，加入的地方政府肯定會(huì)越來(lái)越多,。水質(zhì)改善的需求與地表水質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是剛性的,、不可逾越的紅線。
他還通過(guò)一張圖來(lái)展示紐約市地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的劃分,，其中最差的水體標(biāo)準(zhǔn),，也是要求魚(yú)類可以生存，事實(shí)上美國(guó)1973年頒布的清潔水法有兩條最基本的原則是可游,、可漁,，而隨著我國(guó)不斷改變水環(huán)境的質(zhì)量，我國(guó)人民也應(yīng)該有權(quán)利且也應(yīng)該追求更高的水環(huán)境質(zhì)量,。
與2007對(duì)比,，2017年北京出境斷面的COD和氨氮顯著降低。其中,，COD已經(jīng)基本達(dá)到了IV類水標(biāo)準(zhǔn),，氨氮差距還很大,。據(jù)水務(wù)部門預(yù)測(cè)，除去雨水對(duì)北運(yùn)河水質(zhì)的短期影響,，全部采用工藝和工程措施,，三年內(nèi)可達(dá)到“水十條”中氨氮等于4的考核目標(biāo)。
通過(guò)對(duì)北運(yùn)河模擬發(fā)現(xiàn),，一場(chǎng)25毫米的降雨將會(huì)導(dǎo)致北運(yùn)河水質(zhì)20天達(dá)不到地表水的標(biāo)準(zhǔn),。雨水截流,、濕地處理等雖然能明顯抑制污染物,，河流仍會(huì)有10天左右達(dá)不到地表水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。從而可以看出主控污染物由有機(jī)污染控制為主轉(zhuǎn)變?yōu)榈?、磷營(yíng)養(yǎng)元素控制成為主要趨勢(shì),。這也進(jìn)一步說(shuō)明了今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，城市面源污染控制是今后的重點(diǎn)方向之一,。
2我國(guó)現(xiàn)有排水體制與水環(huán)境目標(biāo)管理的不適應(yīng)性
《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(2016年版)中鼓勵(lì)分流制,，在截流制里也鼓勵(lì)截流式，基本不鼓勵(lì)合流制,。而我國(guó)現(xiàn)階段的排水體制遺留了大量截留式的合流制,。王凱軍教授分析，合流制的主導(dǎo)思想是“截”,，以控制徑流總量為目標(biāo),，各國(guó)的徑流截留率一般在80-95%;而截留式合流制雖名曰“截”其實(shí)質(zhì)是“排”，只以能截留的n倍為目標(biāo),。
近20年前北建工的車武教授就對(duì)初期雨水污染進(jìn)行了研究,。從分析數(shù)據(jù)可以看出,，初期雨水的濃度甚至高于污水的濃度，而相當(dāng)時(shí)長(zhǎng)的降雨時(shí)間后，排放雨水濃度仍然不能滿足水環(huán)境的要求,。
國(guó)外一般是采用合流制，雨季流量是旱季流量的3-5倍,。合流制溢流污水(控制污染物一般是大腸桿菌或懸浮物)一般采用幾種形式處理：一是一級(jí)或一級(jí)強(qiáng)化處理,，在生化段旁路直接排河;二是建立存儲(chǔ)池先截留，雨后再到污水處理廠處理;三是單獨(dú)建立一級(jí)或強(qiáng)化一級(jí)處理,。
我國(guó)的截留式合流制溢流污染問(wèn)題究竟有多大?按濃度大小將之分為三個(gè)等級(jí),，并指出十倍的雨水跟污水混合后其濃度仍然高于現(xiàn)在的地表水水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
3污水管網(wǎng)建設(shè)存在短板并導(dǎo)致嚴(yán)重后果
全國(guó)幾個(gè)重點(diǎn)城市的污水濃度,，并與雨污分流比較徹底的國(guó)家——新加坡進(jìn)行對(duì)比,，通過(guò)用水量、處理水量,、人口排污當(dāng)量和進(jìn)水濃度分析發(fā)現(xiàn),，上海,、廣州的COD有40%-60%損失，新加坡?lián)p失只有10%,，北京則與新加坡相當(dāng),，而全國(guó)整體污水濃度損失將近70%。這些損失事實(shí)上是截污不完全,，是造成黑臭水體的主要原因,。
我國(guó)的管網(wǎng)存在重大問(wèn)題，通過(guò)全國(guó)監(jiān)督性檢查各流域污水處理廠進(jìn)水濃度情況對(duì)比發(fā)現(xiàn),，全國(guó)4000多個(gè)污水處理廠中COD低于150mg/L的占到50%以上,。這種情況下，按水量區(qū)分,，如果一個(gè)城市的污水處理廠收集的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其用水量,，說(shuō)明其管道建設(shè)是不充分的;如果水量和用水量相當(dāng)卻濃度又低，說(shuō)明其有一半以上的污水沒(méi)有收集,，同時(shí)管道滲漏嚴(yán)重;如果水量超過(guò)了用水量,，則說(shuō)明管道破損嚴(yán)重，地下水滲入,，且還有一部分污水量沒(méi)有收集到,。
王凱軍教授說(shuō)，針對(duì)低濃度污水現(xiàn)在有四種可能的解決方案：一是盡快建立雨污分流系統(tǒng);二是建立海綿城市解決雨水問(wèn)題;三是擴(kuò)大合流制處理雨污水問(wèn)題;四是建立新型污水排放體系,。通過(guò)對(duì)全國(guó)管網(wǎng)建設(shè)情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),，2017年形成管網(wǎng)55萬(wàn)公里，固定資產(chǎn)在10-15萬(wàn)億之間,，而全國(guó)建設(shè)有污水處理廠將近5000多座,，日處理量不到一噸，總資產(chǎn)不到1萬(wàn)億,。由此可見(jiàn),，建分流制和建污水處理廠的投資比例達(dá)10：1以上。因此,，他指出現(xiàn)在一些城區(qū)已經(jīng)很發(fā)達(dá)了,，再建設(shè)分流制管網(wǎng)投資太大。
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家大多采用合流制,，可控制80%以上的雨水溢流,，結(jié)合建立的溢流存儲(chǔ)池，基本上可控制合流制溢流污水的污染問(wèn)題,。海綿城市的主要目的是減少70%的徑流,，而從兩批共30個(gè)海綿城市試點(diǎn)城市看，每平方公里投資達(dá)1.5億到2億元,。按照1000毫米的降雨量計(jì)算,，一平方公里每年的降雨量為100萬(wàn)方,，平均每天2000多方。加上雨季比較集中,，半年計(jì)降雨量也不過(guò)5000方,。投資1億以上解決每天5000方的雨水，這樣的投資效率太低,，這也違背了 “利用自然的力量排水,，建設(shè)自然積存、自然滲透,、自然凈化的海綿城市”的目標(biāo),。
基于此，王凱軍教授指出,，學(xué)習(xí)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)要首先全面了解,、認(rèn)真學(xué)習(xí),、然后融合貫通,，才能結(jié)合我國(guó)具體國(guó)情提出借鑒的方案。了解國(guó)外合流制和LID系統(tǒng)建設(shè)的順序和數(shù)量都很重要,，西方在合流制系統(tǒng)實(shí)施了近百年之后,，從開(kāi)始研究推行低影響開(kāi)發(fā)，即先通過(guò)合流制解決了80%以上的問(wèn)題,，LID是解決合流制系統(tǒng)溢流僅5-20%的流量,，且他們?nèi)匀唤o出每年容許溢流的次數(shù)和水量。在這點(diǎn)上,，我國(guó)與他們有明顯不同,，我們要求“最大限度地減少城市開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，將70%的降雨就地消納和利用”,。海綿城市解決方案對(duì)大,、中小城市的投入是千億和百億級(jí)，而分流制解決方案則是百億和十億的投入,。合流制雨水處理處理解決方案則是十億和億級(jí)的投入,，每個(gè)差了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
4新型城市排水系統(tǒng)建設(shè)的政策,、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)支撐
王凱軍教授指出,，新型城市排水系統(tǒng)建設(shè)需要有政策、技術(shù)的和標(biāo)準(zhǔn)的支撐,。
在美國(guó)控制雨水徑流是一個(gè)非常重要的方式,。1973年美國(guó)清潔水法頒布后的十幾年里，針對(duì)城市和工業(yè)發(fā)了十萬(wàn)許可證,。1989年,，美國(guó)開(kāi)始對(duì)合流制的雨水污水徑流采取控制,，在暴雨一期期間面向大型建筑物發(fā)了約25萬(wàn)份許可證，大大超過(guò)了工業(yè)和城市的許可證數(shù)量,。2000年左右,，美國(guó)暴雨二期期間又發(fā)了10萬(wàn)份許可證，可見(jiàn)雨水溢流污染是水環(huán)境質(zhì)量管理的非常重要的一個(gè)方面,。王凱軍教授提出政策建議之一,，在政策上我國(guó)應(yīng)該盡快實(shí)行濃度限批，節(jié)水優(yōu)先,，提高下水道工程的施工質(zhì)量,，加快研究制定城市面源污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和許可發(fā)放。
政策建議之二是海綿城市建設(shè)應(yīng)該從理念層面倡導(dǎo),，全社會(huì)的部門分工合作,，全面建設(shè)海綿城市。建設(shè)部門應(yīng)負(fù)責(zé)建筑和周邊規(guī)劃建設(shè),，如屋頂花園滲水,，停車場(chǎng)等;園林部門應(yīng)負(fù)責(zé)景觀、綠地等;道路部門則要制定與道路相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),，如邊溝的存續(xù)水等;水利部門應(yīng)負(fù)責(zé)雨水資源化的有效利用和雨水回灌地下水等問(wèn)題;環(huán)保部門則盡快制定雨水排放許可證,，控制溢流雨水污染。
海綿城市工程建設(shè)的重點(diǎn)應(yīng)該是解決城市面源污染控制的最后一公里,，實(shí)施精準(zhǔn)海綿,。根據(jù)國(guó)家地理信息系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)的方法，要精準(zhǔn)構(gòu)建灰綠復(fù)合的海綿空間,，解決合流制溢流污染問(wèn)題,。他還通過(guò)展示通州的國(guó)家地理信息系統(tǒng)后表示，海綿城市建設(shè)思路是精準(zhǔn)海綿建設(shè),，而不是要大面積鋪開(kāi),。
在技術(shù)上，王凱軍教授建議要盡快開(kāi)發(fā)一級(jí)處理和一級(jí)強(qiáng)化處理,，并表示現(xiàn)在已經(jīng)有一些成熟的方法,，如磁分離裝置、微沙沉淀方式,，都比初沉池高效的多,。從過(guò)濾上看，動(dòng)態(tài)過(guò)濾和濾布濾池負(fù)荷遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)處理,。
解決合流制溢流污染控制的主要方式是生物處理技術(shù)的提升,。他說(shuō)，我國(guó)80%左右的污水廠沒(méi)有達(dá)到滿負(fù)荷，其中大部分負(fù)荷甚至低于50%,，30%左右的污水廠負(fù)荷在50-100%之間,。因此，可以研究利用這些余量處理溢流雨水,，甚至可以超負(fù)荷處理,。他說(shuō)，把污水處理廠本身的能力挖潛,，加上二沉池負(fù)荷的提高,，現(xiàn)有的污水廠至少可以處理2-4倍的合流制污水。
王凱軍教授列出了新型排水系統(tǒng)以及新型排水系統(tǒng)實(shí)施的路線圖,，并指出新型排水系統(tǒng)應(yīng)該是這四種方法的組合,，應(yīng)該首先最大可能利用處理廠的改造，即生物和二沉池的改造,，包括初沉初級(jí)處理的提升,，其次建設(shè)管網(wǎng)末端和在線的雨水存儲(chǔ)和處理措施。同時(shí),，新型處理系統(tǒng)應(yīng)該包括綠色基礎(chǔ)設(shè)施(即海綿城市),，他們共同構(gòu)成了新型排水系統(tǒng)。
通過(guò)估算我國(guó)雨水完全分流和海綿城市的建設(shè)投資,，認(rèn)為其投資額至少要幾十萬(wàn)億,，并結(jié)合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,，推算這需要二,、三十年的時(shí)間。因此他還將之分成為2025年,、2035年和2050年三個(gè)階段,。其中，第一階段的主要任務(wù)是要繼續(xù)修建合流制的污水管,，進(jìn)一步擴(kuò)大污水處理廠處理能力,，特別是應(yīng)該涵蓋雨水的處理，解決溢流污染,，即黑臭問(wèn)題;第二階段是實(shí)行末端處理,，精準(zhǔn)海綿，這一階段的任務(wù)是初步達(dá)到地表水低的標(biāo)準(zhǔn);第三階段才能考慮水環(huán)境全面達(dá)到高的標(biāo)準(zhǔn),、水資源的全部合理利用,。