长江经济带城镇污水处理现状调查与分析

罗坤 孙凌凯 周小国

收稿日期：

2023-07-31

基金项目：

长江生态环境保护修复联合研究资助项目（2022-LHYJ-02-0302）

作者简介：

罗  坤，男，高级工程师，博士，主要从事城市河湖水环境治理与保护工作。E-mail：1034035043@qq.com

引用格式：

罗坤，孙凌凯，周小国.长江经济带城镇污水处理现状调查与分析

［J］.水利水电快报，2024，45（1）：84-88.

摘要：

为摸清长江经济带污水处理现状，助力长江经济带城市水环境保护，采用座谈、资料收集和现场走访的方式，调查了长江经济带7个重点省区城镇600座污水处理水厂的运行规模、处理工艺、运营模式，分析了污水处理领域主要竞争主体和市场空间。结果表明：长江经济带7个重点省区污水处理率达到97.69%，与全国平均水平基本持平，但污水处理厂进水污染物浓度普遍低于全国平均值；污水处理工艺以A2/O和氧化沟工艺为主，运营模式主要为BOT和托管运营，占比约50%；污水处理市场空间仍较大，污水管网的建设和修复将引领新的投资热点。研究成果可为长江经济带城镇污水处理投资和决策提供基础数据支撑。

关键词：

污水处理； 工艺技术； 运营模式； 市场空间； 长江经济带

中图法分类号：TU992

文献标志码：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.01.015

文章编号：1006-0081（2024）01-0084-05

0  引  言

改革开放以来，中国城市化进程加快，城市人口比例从1978年不足20%增长到2022年的65％以上，城市人口达到9.2亿人。城市化的推进在促进经济发展的同时也造成污染物的大量排放，目前，中国城市水系单位面积的污水排放量已达到欧美城市的3～4倍［1］。自20世纪90年代开始，中国政府大力推动城市污水治理基础设施的建设，污染治理投资也逐年增加。截至2021年，全国城市已建成污水处理厂2 827座，城市平均污水处理率已达到95%以上［2］。

经过近20 a的快速建设，中国已建成了总规模庞大的城市污水处理设施，但受处理设施建设质量不高、运行管理水平较低，尤其是污水收集管网老化破损严重等因素的影响，城市污水处理设施的运行效能偏低［3］。随着污水处理工艺纷纷提标改造，污染物去除率不断提高，同步出现的却是污水处理厂进水污染物浓度持续下降，导致污水处理设施所削减的污染物总量并未得到提升［4］。

长江经济带横跨中国东、中、西三大区域，覆盖上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重庆、四川、云南、贵州等11个省市，承担着带动中国经济增长的历史重任［5］。据统计，长江经济带的人口和生产总值均超过全国的40％［6］。2018年11月，中共中央、国务院明确要求充分发挥长江经济带的区位优势，以共抓大保护、不搞大开发为导向，实现区域高质量发展［7］。为了助力长江经济带生态环境保护，本文通过对长江经濟带沿线江苏、安徽、江西、湖北、湖南、重庆和四川等7个省份600座城镇污水处理现状的调查与统计分析，详细阐述了长江经济带城镇污水处理设施分布、处理工艺和应用效果，并指出了长江经济带城镇污水处理技术发展趋势和运行模式发展方向，以期为长江经济带城镇污水处理和环境治理提供基础数据支撑。

1  研究方法

调查时间跨度为2019年1月至2021年12月，调查范围覆盖长江经济带东、中、西部三大区域7个省市600座城镇污水处理厂。其中，东部区域主要调查江苏省和安徽省，中部区域选择江西省、湖北省、湖南省为主要调查对象，西部区域以重庆市和四川省为主。调查方式包括与各省住建厅座谈、资料收集和现场走访，重点走访城市包括无锡、常州、芜湖、铜陵、六安、武汉、荆州、宜昌、南昌、九江、岳阳、重庆主城区、石柱、江津、成都、宜宾等16座城市污水处理厂，调查内容包括污水处理厂运行规模、进出水浓度数据、处理工艺、污水处理厂运营模式。

2  污水处理能力与进水浓度

截至2021年底，长江经济带江苏、安徽、江西、湖北、湖南、重庆和四川等7个省市的城市污水能力大幅提升，污水处理率平均值为97.69%，相比2018年提升了2个百分点，与全国平均水平基本持平［2］。目前已建成污水处理厂600多座，占全国总量的29.43%（图1），污水处理能力约为3 930万m3/d，占比26.38%；污水管道长度为8.38万km，占比34.9%。

在污水处理厂进水浓度方面，长江经济带7个省份污水处理厂进水污染物浓度普遍低于全国平均值，从空间分布来看，中下游地区（除江苏以外）的污水处理厂污染物进水浓度相对更低（图2）。目前，中国4 000多座污水处理厂中约有1 000座进水COD在150 mg/L以下，外水入流入渗情况严重，尤其是南方地区城市，污水管道中地下水的比例可高达28％～40％［2］。长江流域尤其是长江中下游地区降水充沛、强降雨频现、地下水位高。同时，城市污水管道建设时间久、管道埋深相对较浅，污水管道长期受到静态和动态荷载作用，导致污水管道破损严重［1］。根据长江三峡集团共抓长江大保护工作排查数据，截至2021年12月，在长江经济带宜昌、九江、岳阳、芜湖等城市累计排查的3万多km管网中，已发现各类缺陷67.58万个，混错接点数4.35万个。一方面，管道缺陷导致污水入河（湖），水体污染负荷加剧；另一方面也造成外水入流入渗，稀释管道污水浓度，导致城市污水处理率虚高［8-10］。目前，提高管网健康度和城市污水集中收集率已成为推进长江经济带沿线城市水环境综合治理工作的重点。

3  污水处理主流工艺与出水水质

城市污水的主要成分是生活污水，虽然不同地区的生活污水水质特征会因自然条件、经济发展水平和居民生活习惯的差异而有所不同，但生活污水中重点去除的污染物均为有机物、氮、磷等。据统计，中国约80%的污水处理厂进水COD浓度小于280 mg/L，总氮小于36 mg/L，氨氮小于28 mg/L，总磷小于3.3 mg/L［11-12］。针对城市污水中有机物、氮、磷等污染物的去除，目前国内外大多采用生物处理技术进行处理，包括简易生物膜法和活性污泥法两大类。其中，简易生物膜法（包括生物滤池法、生物转盘法等）的处理效率不高，且卫生条件较差，因此，中国绝大多数城市污水处理厂采用了活性污泥法或相关改进技术作为主体工艺［13］。目前，基于活性污泥法的污水处理工艺主要包括传统活性污泥工艺和其改进型 A/O（厌氧/好氧，Anoxic/Oxic）工艺及A2/O（厌氧/缺氧/好氧，Anaerobic-Anoxic-Oxic） 工艺、AB （吸附-生物降解，Adsorption-Biodegradation）工艺、SBR （序批式活性污泥法，Sequencing Batch Reactor）及其改进工艺、氧化沟及其改进工艺。

在长江经济带的城市污水处理厂中，A2/O和氧化沟工艺应用最为广泛（表1）。其中，氧化沟工艺在安徽省、江西省和湖南省污水处理厂的应用占比最大，分别为72.5%、65.0%和47.6%；A2/O工艺在江苏省、重庆市、湖北省和四川省污水处理厂的应用占比最大，分别为57.5%、51.1%、42.9%和34.7%。王宇喆对2013年长江经济带1 839座城镇污水处理厂的研究显示，长江经济带下游由于经济发达、技术水平较高，污水处理需求量较大，污水厂工艺以污染物去除效率较高的A2/O工艺为主，而在上游和中游城市人口较少，污水量较少，经济欠发达，技术水平有限，地域面积广，以氧化沟工艺为主［14］。在本研究中，长江经济带中上游湖北省、重庆市和四川省A2/O工艺占比已超过氧化沟工艺，表明在2013～2021年间，长江经济带中上游污水处理工艺已逐渐由氧化沟工艺向A2/O工艺转变。

在污水处理厂出水方面，根据GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放標准》一级A标准，长江经济带城市污水处理厂的出水水质已全面达标（表2）。近年来，随着人民群众对城市水环境的要求日益提高，现行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》启动了修订计划，拟在一级Ａ 标准上再增加一个特别排放限值，以进一步提高排放标准，多地已制定地方标准，要求COD、BOD5、氨氮等指标达到或接近GB 3838-2002《地表水环境质量标准》的地表水Ⅳ类相应的指标要求［15］。对长江经济带而言，城镇污水收集率低、污水直排、污水处理厂低效运行是沿线城市水环境恶化的主要原因，聚焦以管网改造为核心的污水处理提质增效，应该作为未来长江经济带城市水环境治理的重点。

4  污水处理运营模式与市场空间

中国城镇污水处理设施的建设在2000年迎来爆发期，在此之前，绝大多数污水处理厂由政府出资建设运营［16］。随着污水处理设施建设需要的投资额增大、运营管理复杂度增加等，多元化、市场化的投资运营方式成为城镇污水处理市场的发展方向。目前，中国城镇污水处理厂除了政府自运营模式外，还存在BOT（“建设-经营-转让”模式）、BT（“建设-移交”模式）、TOT（“收购-经营-转让”模式）、托管运营等多种运营模式并存的情况［17］。由表3可知，长江经济带重点省区城镇污水处理厂的运营模式以BOT和托管运营为主，占比约50%。其中，安徽省、湖北省、湖南省和江苏省污水处理厂主要以BOT模式为主，占比分别为38.8%、37.9%、55.6%和28.9%；江西省污水处理厂以BOT和TOT模式为主，合计占比近70%；四川省污水处理厂BOT和托管运营模式为主，合计占比近60%；重庆市污水处理厂运营模式占比相对均衡，BOT、托管运营、BT、TOT和政府自营模式占比分别为10.8%、9.2%、10.8%和6.2%（表4）。

在市场空间方面，根据《全国城市市政基础设施规划建设“十三五”规划》，“十三五”期间全国预计在城镇污水处理和污泥处置领域共投入7 843.2亿元。其中，长江经济带7个重点省份预计投资总额为2 474.6亿元，占全国总投入的31.56%。具体而言，城市区域投资中约1/3的投资集中在污水管网新建方向，新增污水处理能力、高负荷污水处理厂扩建、老旧管网改造和合流制管网改造方面的投资占比处在9%～12%之间，初期雨水处理和污泥处理处置的投资占比低于5%；县城区域投资中49.8%的投资集中在管网新建的方向，新增污水处理能力、老旧管网改造和合流制管网改造方面的投资占比处在11%～14%之间，污水处理设施提标改造和污泥处理处置的投资占比低于5%。因此，污水管网的新建将引领下一步投资热点。

5  思  考

城镇排水系统由排水管网和污水处理厂串联组成，需要二者统筹建设和协调运行，才能完整发挥其水环境保障功能。当前的环保形势已不只是关注污水处理厂的出水水质，更关注污水处理设施的整体减排效果、对水环境质量的改善贡献。对于长江经济带的污水处理厂，现行的GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准，对污染物排放限值已提出了较高的要求，在此基础上若再一味强调污水处理厂的提标改造，而忽视了管网系统带来的面上问题，将难以达到水环境质量整体改善目标［18］。通过管网改造提高污水集中收集率比单纯将污水处理厂提标到准Ⅳ类对污染物的削减效能性价比更高［15］。此外，污水处理厂和排水管网的一体化建设运营更符合城镇排水系统的内在特性以及作为城镇基础设施的服务定位，更有利于充分发挥其水环境保障功能，也将成为长江经济带污水处理未来的发展趋势。

6  结  语

长江经济带重点省区的城镇污水平均处理率达到97.69%，与全国平均水平基本持平，但城市污水处理设施的运行效能偏低，长江中下游地区污水处理厂的进水污染物浓度普遍低于全国平均值，污水处理设施运营模式的理念正从“重厂轻网”向“厂网一体”进行转变。此外，长江经济带重点省区在污水处理领域市场空间仍较大，至“十三五”末期，城镇污水处理设施建设领域市场投资空间仍较大，污水管网的建设和修复将引领投资热点。随着长江经济带污水处理设施建设的快速发展，污泥处理处置与再生水回用也逐渐成为关注焦点，下一步将重点对污水厂污泥处理处置方式与再生水回用情况进行补充调查与分析。

参考文献：

［1］  徐祖信，徐晋，金伟，等.我国城市黑臭水体治理面临的挑战与机遇［J］.给水排水，2019，55（3）：1-5，77.

［2］  国家统计局.中国统计年鉴—2021［M］.北京：中国统计出版社，2021.

［3］  邓玉莲.城市排水管网状态和运行效能评估方法的研究与应用［D］.北京：北京建筑大学，2021.

［4］  张昱.基于流域视角的合流制溢流控制方法实证研究［D］.北京：北京建筑大学，2022.

［5］  周雨，王殿常，余甜雪，等.典型河湖治理经验及对长江流域生态保护的启示［J］.人民长江，2023，54（8）：1-8.

［6］  王金南，孙宏亮，续衍雪，等.关于“ 十四五” 长江流域水生态环境保护的思考［J］.环境科学研究，2020，33（5）：1076-1080.

［7］  毛雨.基于提高RHI指数的长江大保护重点方向分析和对策研究［J］.水利水电快报，2023，44（8）：106-111.

［8］  张甫娜.南方沿海某市污水收集系统提质增效对策研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2019.

［9］  邢玉坤，曹秀芹，柳婷，等.我国城市排水系统现状、问题与发展建议［J］.中国给水排水，2020，36（10）：19-23.

［10］  周小国，惠二青，彭寿海，等.长江沿线污水处理厂进水BOD5浓度与管网运营调查分析［J］.给水排水，2021，57（增1）：129-133.

［11］  周乙新，李激，王燕，等.城镇污水处理厂低浓度进水原因分析及提升措施［J］.环境工程，2021，39（12）：25-30.

［12］  谢家强，胡军，颜莹莹，等.长江经济带典型污水收集系统提质增效量化研究［J］.中国给水排水，2022，38（19）：28-34..

［13］  易建婷，张成，徐凤，等.全国投运城镇污水处理设施现状与发展趋势分析［J］.环境化学，2015，34（09）：1654-1660.

［14］  王宇喆.长江经济带污水处理工艺空间分布研究［J］.绿色科技，2022，2（24）：74-78.

［15］  陳玮，徐慧纬，高伟，等.基于产污系数法测算城镇污水处理系统的主要污染物削减效能提升潜力［J］.给水排水，2018，54（7）：24-29.

［16］  黄俊杰，汤伟真，吴亚男.厂网一体化PPP模式在水务基础设施建设中的应用探讨［J］.给水排水，2020，56（12）：46-49，55.

［17］  焦桐.城镇污水处理企业运营模式研究［D］.北京：北方工业大学，2020.

［18］  刘向荣，简德武，简爽.高排放标准下城镇污水处理厂的提标改造探讨［J］.中国给水排水，2019，35（20）：19-25.

（编辑：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