我国污水处理存在的问题及发展建议

(四川大学建筑与环境学院，四川成都，610065)

近年来，环保成为国内各领域发展逃不开的话题。随着我国经济的快速发展，城镇化和工业化所带来的水污染问题日趋严重，人们对污水处理的关注程度日益提高，对我国的污水处理设施提出了更高的要求。另一方面，我国长期面临的水资源短缺问题也让污水处理显得格外重要。截至2017年12月，我国设计并建成城镇污水处理厂4119座，污水日处理能力已达1.82亿t[1]。部分城市还在村镇地区建立了污水处理设施来应对污水处理需要。与此同时我国污水处理设施所面临的问题不断凸显。

1 我国污水处理设施的分布特点及规模

我国污水处理设施的分布总体上呈现出与当地经济、社会发展水平正相关的分布规律。目前我国污水处理设施数量最多的五个省分别为江苏、山东、四川、浙江和广东，这五个省的污水处理设施占据了全国的50%[2]，而这五个省的经济发展水平在全国也名列前茅。此外，上述五省的人口众多，在一定程度上也反映出居民生活对污水处理能力的需求。在污水处理设施数量较少的省市中，绝大部分经济不发达，或人口密度较小。

此外，污水处理设施的规模也呈现出相同的规律，经济发展水平较高的地区污水处理设施的处理能力更高，同一地区城镇污水处理设施处理能力比乡镇高。

2 我国污水处理所面临的问题

2.1 经济发展与污水处理设施分布、规模之间的矛盾

目前国内污水处理设施数量较多的地区大多经济发展水平较高，居民生产、生活要求高，而经济急需发展的地区在污水处理能力上有所欠缺。近几年人们的环保意识不断提高，经济发展不能以破坏环境为代价的观念深入人心。部分能够带动经济发展的企业必然对污水处理有极高的要求，经济发展水平较低的地区难以承受这些企业对污水处理的需要，导致当地能够得以立足的产业进一步限缩。此外污水处理设施设计、建造需要一定的资金投入，地方政府在规划上面临的问题短时间内难以得到解决。

2.2 污水处理设施平均负荷率较低

平均负荷率能够反映污水处理设施的处理能力。以美国为首的发达国家污水处理设施平均负荷率达到了90%以上，而我国截至2013年污水处理设施平均负荷率仅74.4%，全国范围内有大约1/3的地区污水处理设施平均负荷率低于50%[3]。污水处理能力效率低下在一定程度上反映出我国部分污水处理设施设计水平和运行优化能力的不足。从整体情况来看，仍然是经济水平高的地区污水处理设施负荷率较高，对当地污水水平评估不足也是造成该问题的原因之一。

2.3 污水收集能力不足

污水收集管网配套不足是我国污水处理设施设计和建设中最突出的问题之一，造成了污水收集能力普遍较低。污水收集管网关系到进水浓度，这也就导致了污水处理负荷率。虽然近几年我国加快了污水处理设施的建设速度，但污水收集管网却始终难以得到与之匹配的增长速度。城镇化、工业化进程进一步暴露出我国污水处理设施在污水收集能力上的欠缺。

2.4 污水排放标准的欠缺

我国的《城镇污水处理厂污染物排放标准》中，对出水的水质采用了“一刀切”的处理方法，没有将经济发展水平和地域差距纳入考虑范围，导致现行的污水排放标准与我国的实际情况有较大的出入。此外，农村污水排放尚无明确、系统的标准，进一步拉开了农村与城镇污水处理能力的差异。

2.5 其他问题

目前我国污水处理设施的运行、维护、优化水平与经济发展速度不相匹配的问题也十分突出。

3 以美国为例，发达国家的污水处理经验

3.1 系统的污水排放标准

美国的污水排放标准建立在法律依据和制度基础之上[4]，紧扣当前技术和经济条件，并通过地方性质的标准加以补充。美国各个州考虑到了接收排放水的收纳水体水质，因此在制定相应标准时都具有针对性。此外，美国通过法律严格要求污水处理标准，为标准的执行提供了坚实的基础。由此可见美国的污水排放标准十分灵活，考虑到了诸多可能造成污水处理能力差异的因素，也为标准的执行提供了保障。

3.2 稳定的污水处理设施运营水平

美国等发达国家开始污水处理的研究时间较早，拥有丰富的研究成果。在污水处理设施的设计、建造中，美国积累了大量的经验，因此美国的污水处理设施运营水平相当高，这体现在其较高的运行效率和相关配套设施的完善上。

3.3 科学的污水处理成本

得益于较高的运行效率，美国污水处理成本得到了科学的控制。相关的研究成果也让美国在设计、建造相关设施中对成本控制拥有极大的弹性空间。另外美国在设施的布置上也充分考虑到了成本因素，使得相关设施既能满足居民生活、生产需要，又能减少因占地带来的巨大成本。美国也十分重视污水处理设施的优化，这又减少了因重建带来的资金投入，使得相应设施始终与实际需求相匹配。

3.4 分散型生活污水处理作为补充

美国较早前就使用分散型污水处理设施来处理农村污水[5]，这一举措作为城镇污水处理设施的补充，在处理好农村污水的同时，针对农村污水量小、污染物浓度低等特征，有效减少了设计、修建大规模污水处理设施造成的浪费。分散型污水处理系统除了农村中常见的土地处理系统之外，辅以化粪池-土壤吸收系统、土墩系统、砂滤系统等[5]，规避了地下水污染。分散型生活污水处理最大的特点之一就是因地制宜，配合美国完善的管理制度，使得美国的污水处理水平更加系统、更加全面。

3.5 其他

美国在污水处理技术方面的研究启动时间较早，积累了大量的经验，另外美国长期以来在相关技术的研究、优化上投入了较大的成本，保证了其污水处理技术始终处于领先位置，既能满足本国污水处理需求，又减少了污水处理的能耗。

4 未来我国污水处理技术的发展方向

4.1 实现可持续循环利用

“可持续发展”是近年来人们热议的话题，如何实现循环利用成为了我国污水处理技术发展的方向。若能将污水处理后利用起来，就能够节省大量的水资源。想要实现这一目标，除了进一步提高我国污水处理设施的标准和能力之外，还需要更密切的社会联系：污水处理设施将污水进行处理后，处理后的水输送到哪里、怎样输送、如何实现合理的利用需要相关领域的配合。实现处理后污水利用要避免“为了循环而循环”，切忌造成不良的社会影响和资源浪费，需要系统深入地研究、科学合理地规划，更要讲究因地制宜。与此同时还需要建立相应的监测机制，为处理后的循环水提供相关衡量标准，并为规划提供依据。

4.2 污水低碳处理

极端气候的出现愈发频繁，引起人们对低碳生活的空前关注，低碳处理将是污水处理技术长期的发展目标[6]。在过去很长一段时间，污水处理时有机物厌氧分解会产生大量的一氧化二氮，此外相关设施在运行中也会产生碳排放，部分用于污水处理的化学物品在相关反应中也会产生上述气体。尽管污水处理的碳排放并不是社会排放量的主要因素，但始终是不容忽视的组成部分，想必未来如何实现污水低碳处理会成为国内学者关注和研究的方向。

4.3 污水能源利用

理论上，污水能为生物电化学技术提供能源，若能充分利用，污水回收率还将大大提升。然而生物电化学技术目前还不成熟，距离大规模投入使用还需要经过长时间的研究。

4.4 小结

可见，未来我国的污水处理除了将关注点放在“处理”以外，如何“利用”也有望取得突破。污水若能得到合理回收利用，则将有效缓解我国水资源紧缺的压力，并提高我国水资源保护的整体水平。

5 对我国污水处理的建议

5.1 提升现有污水处理设施的优化、运营能力

在过去一段时间，我国部分污水处理设施符合率低、污水处理能耗高等问题提升了污水处理成本，使得与之相关的整个污水处理工作进入了恶性循环：污水处理设施处理能力低，成本高，地方政府、企业不愿加大对污水处理的关注和支持，相关污水处理设施无法得到优化。

要解决这一问题，需要提升我国对已投入使用的污水处理设施的优化能力和运行能力，针对负荷率低、能耗高等问题进行研究，根据设施所在地的实际需求进行调整，在保证污水处理达标的基础上适当降低成本。此外，还需保证相关领域人才的需求，采取激励和保障措施，加快人才的涌入，提升污水处理设施运营人员的整体素质。

另一方面，可将一些在优化、运营方面表现突出的污水处理设施树立成典型，提供人才培养服务，条件允许时还可将最能表现污水处理能力的部分向公众开放，起到大众教育的作用。若能经过合理的规划，此举能适当增加污水处理设施的额外收入，减少运营成本。

5.2 提高污水收集能力

针对现阶段污水收集管网不足的问题，需对污水处理配套设施予以关注，提高污水收集能力。增加污水收集管网首先需要对当地污水处理需求量进行评估，充分考虑到当地群众生产、生活水平，确保管网布置合理，避免布置过多而造成的资源浪费。

考虑到我国未来经济的快速发展，在规划污水收集管网时还应与当地经济、社会发展水平联系起来，实现污水收集能力始终与发展相匹配的目标。比如，污水收集管网在布置时要考虑到当地未来是否会规划居民集中生活区、工业区等，若有相关计划可提前对污水排放量进行预估。一旦大规模的生产、生活设施修建完毕，再进行污水收集管网布置就需要更大的成本，极有可能造成污水收集、处理能力在一段时间以后无法满足当地实际需求的情况。若当地经济发展依赖于极易产生大量生产污水的产业，则应与相关企业沟通，采用政府相关部门与企业互相合作的形式，做好生产污水的收集。

5.3 着眼未来，加大研究力度

未来，污水处理技术将无可避免地朝着低碳、节能和高效的方向发展，我国应从现在起投入相关领域的研究。过去很长一段时间我国在污水处理领域的研究远远落后于美国等发达国家。而随着我国经济的快速发展，从政府到人民都开始关注环保问题，这为污水处理技术的研究提供了契机，党的十八大以来各项与环保相关的重要论断、举措也为我国在该领域后发先至创造了条件。

想要实现未来低碳、节能、高效的污水处理，需要在工艺、工具上进行研究，我国应加大对相关研究的扶持，对污水处理在内的环保领域研究成果予以保护和奖励；另一方面还要重视人才的培养，让更多的专业人士愿意投身污水处理技术的研究。在研究中还应考虑到我国幅员辽阔、发展不均衡等因素，形成一批有效的、符合我国实际需要的研究成果。

5.4 采取更合理的农村污水处理措施

农村人口少、经济发展水平较低等客观因素使得我国现阶段农村污水处理能力远低于城镇的现象。农村污水全部通过管网输送到城镇污水处理设施不仅会增加管网负担，还无法保证收集效率。过去很长一段时间农村污水处理“土方法”随处可见，造成了极大的环境污染，但是“土方法”里可以悟出“新思路”，结合美国分散型农村污水处理等经验，我国也可在农村推行化粪池-土壤吸收系统、土墩系统、砂滤系统等污水处理措施，减少农村地下水污染，减轻城镇污水处理设施的负担。

农村污水处理还面临群众意识不足的社会问题。当下留守农村的大多是教育水平较低的中老年人，缺乏污水合理处理的意识，配合程度较低；而受过良好教育的年轻人大多不愿回到农村生活，潜移默化影响农村留守人员的可能性较小，因此农村污水处理需要培养基层宣讲人员。解决这一问题可发挥我国独有优势，比如在村委会中安排负责宣讲污水处理的基层工作者，鼓励、教导农村人口关注污水处理，支持、配合相关举措。

5.5 因地制宜，制定相应污水处理排放标准

现阶段我国采取的污水处理排放标准并没有考虑到我国各地发展不平衡的实际情况，“一刀切”的标准进一步拉开各地污水处理能力和效果的差距。因此，我国需要在现行的污水排放标准基础上进行优化，将当地的发展水平、人口需求考虑在内，最终形成更加科学的排放标准。处理后的污水还需要配套的科学监测机制，而机制的建立需要相关的标准为依据，进一步凸显出污水处理排放标准的重要性。

5.6 建立健全法律法规，加大监管力度

我国还需要建立法律法规，对污水处理及排放进行强制管理。随着我国经济发展，国民素质得到了提高，但污水处理和排放背后涉及到经济利益，导致部分居民、企业对污水处理的忽视，特别是工业污水不达标排放的新闻屡见报道。因此我国需要建立健全相关法律法规，加大执法力度，对不达标排放的行为进行严惩，在社会中发挥震慑作用。

此外，还应关注执法队伍的建设，刺激专业的复合型人才加入，为相关法律法规的执行提供进一步保障。

6 总结

尽管我国在污水处理技术方面存在不足，但随着国民环保意识的日益增加和国家经济、社会的发展，越来越多的人开始关注这方面的问题，并且有大量的专家学者投入到相关技术的研究当中，可以预见我国在污水处理方向上会逐步形成科学、系统的研究成果。

污水处理不仅仅是技术问题，更是社会问题，涉及到各方利益，现阶段各地污水处理能力的差距也与我国不平衡、不充分的发展有直接关系。因此彻底解决污水处理方面的问题，还依赖国家的发展。