新聞轉(zhuǎn)載｜后黑臭河道治理時(shí)代水環(huán)境問題的系統(tǒng)思考

2022-12-08 10:25:23 0 雙良環(huán)境

　　生態(tài)環(huán)境是影響居民幸福感的重要因素，黑臭河道會(huì)給周邊居民帶來極大的困擾，目前我國(guó)在黑臭河道治理方面取得了很大的成效。截至2019年底，全國(guó)2899個(gè)黑臭水體的消除比例達(dá)86.7%，其中重點(diǎn)城市(直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市)消除比例為96.2%，其他地級(jí)城市消除比例為81.2%。到2020年底會(huì)我國(guó)如期完成城市黑臭河道治理工作應(yīng)該沒有懸念，從這一層面上看，我國(guó)水環(huán)境治理上將進(jìn)入后黑臭河道時(shí)代，但黑臭河道發(fā)生、消除的問題目前仍存在一些難題亟待解決。在“2020(第十八屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、國(guó)家環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理與評(píng)估工程技術(shù)中心主任王凱軍分享了后黑臭河道時(shí)代水環(huán)境問題的系統(tǒng)思考。

　　我國(guó)黑臭河道治理存在幾個(gè)問題未來仍任重道遠(yuǎn)

　　根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)295個(gè)地級(jí)及以上城市建成區(qū)共有黑臭水體2899個(gè)，截至2019年底，全國(guó)黑臭水體消除比例為86.7%，其中重點(diǎn)城市(直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市)消除比例為96.2%，其他地級(jí)城市消除比例是81.2%。2016年以來，黑臭水體治理的投資達(dá)到11000多億元。到2020年底會(huì)我國(guó)如期完成城市黑臭河道治理工作應(yīng)該沒有懸念，從這個(gè)層面上講，我國(guó)水環(huán)境治理上將進(jìn)入后黑臭河道時(shí)代，但黑臭河道發(fā)生、消除的問題目前仍存在一些難題亟待解決。

　　在今年生態(tài)環(huán)境部的首場(chǎng)發(fā)布會(huì)上，張波司長(zhǎng)提出黑臭河道治理過程存在的三大問題：第一，管網(wǎng)存在很大問題，城市污水廠進(jìn)水污染物濃度很低，有的地方不處理都接近一級(jí)A的水平了，顯然管網(wǎng)質(zhì)量存在很大問題;第二，面源污染問題很嚴(yán)重，一場(chǎng)大雨下來，河湖馬上又黑臭了;第三，核查發(fā)現(xiàn)有的地方調(diào)水沖污，治標(biāo)不治本。整治的是黑臭水體，倒逼的是城市管理水平提高。結(jié)合張波司長(zhǎng)所談的問題，王凱軍教授分享了自己的看法，他認(rèn)為目前我國(guó)黑臭河道治理存在以下幾個(gè)問題：

　　一、進(jìn)水污染物濃度低

　　《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)城鎮(zhèn)污水廠處理水量逐年升高，而污水廠進(jìn)水濃度卻逐年降低。2017年全國(guó)污水處理量是2007年的3.2倍，但2017年全國(guó)平均進(jìn)水CODCr濃度較2007年降低24%。正是由于進(jìn)水濃度逐年降低，2017年的COD削減量?jī)H為2007年的2.7倍。所以有的人講提高污水濃度是最大的減排。

　　生態(tài)環(huán)境部在監(jiān)督檢查全國(guó)4303個(gè)污水處理廠進(jìn)水濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)際的濃度更低，COD<150mg/L的污水處理廠達(dá)到55.4%，COD<250mg/L的污水處理廠甚至超過70%。

　　全國(guó)污水處理廠進(jìn)水濃度情況

　　二、污水實(shí)際收集、處理率低

　　徐祖信院士曾表示，對(duì)上海市6000多平方公里范圍內(nèi)雨水管網(wǎng)混接污染溯源和1萬(wàn)多條河流排放清單分析后發(fā)現(xiàn)，56%的污水直接或間接排入河道;中央第四環(huán)境保護(hù)督察組分析督察情況后發(fā)現(xiàn)，廣東省“十二五”規(guī)劃要求建成污水收集管網(wǎng)1.4萬(wàn)公里，實(shí)際只完成9000余公里。廣州市“十二五”計(jì)劃建設(shè)1884公里污水管網(wǎng)，實(shí)際建成590公里，完成目標(biāo)任務(wù)的31%。截至2016年底，深圳市污水管網(wǎng)缺口達(dá)4600多公里，全市污水收集率不足50%。

　　盡管我國(guó)污水處理量大，但進(jìn)水污染物濃度低，導(dǎo)致各地的污水處理率虛高。中國(guó)環(huán)境規(guī)劃院王東曾通過兩種方式對(duì)全國(guó)污水處理率進(jìn)行了校核，得出全國(guó)污水處理率分別為為71.4%和58.2%。比如南方某城市統(tǒng)計(jì)2018年實(shí)際處理污水10.9億噸，污水處理率達(dá)93.7%，但平均進(jìn)水COD濃度僅159mg/L。用自來水量測(cè)算污水量為13.4億噸，處理率為79%;用進(jìn)水濃度進(jìn)行校核，則污水處理率僅為54%。

　　原新加坡公用事業(yè)局首席專家曹業(yè)始撰文分析，COD處理率方面，新加坡的可達(dá)91%，而中國(guó)的僅為33%，其中北京83%、上海59%、廣州41%;N處理率方面，新加坡的可達(dá)100%，而中國(guó)的僅為52%，其中北京100%、上海68%、廣州52%。

　　三、排水體制不適應(yīng)環(huán)境管理變化的需求

　　王凱軍分析了36個(gè)重點(diǎn)城市污水處理量、COD削減量及COD遺失率，發(fā)現(xiàn)36個(gè)重點(diǎn)城市中，22個(gè)城市COD漏損率達(dá)到50%以上，其中包括北方8個(gè)城市和14個(gè)南方城市。由此可見，污水廠進(jìn)水污染物濃度低的問題是一項(xiàng)全國(guó)范圍內(nèi)的、非常嚴(yán)重的問題，絕不僅僅是河水倒灌引起的。

　　綜上所述，如果僅僅考察排放口濃度，以現(xiàn)在的污水處理率的計(jì)算方法，就真會(huì)出現(xiàn)李克強(qiáng)總理聽省市領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)污水處理率，達(dá)到90%以上，問省長(zhǎng)這是規(guī)劃的還是達(dá)到的指標(biāo)。真正出現(xiàn)高的處理率從來達(dá)到不了河流斷面考核指標(biāo)的情況，結(jié)合王凱軍在不同會(huì)議上談到的對(duì)于合流制溢流污染控制問題，這一列問題反應(yīng)了我國(guó)排水體制落后于環(huán)境管理的需求。

　　四、投資仍面臨3-5萬(wàn)億缺口治理工作任重道遠(yuǎn)

　　而從投資的角度，北京市為提高污水處理水平，發(fā)布了3個(gè)“三年行動(dòng)計(jì)劃”，到2019年底，兩輪投資接近600億的投入，北京全市污水處理率從84%提高達(dá)到94%，污水處理量從接近400萬(wàn)噸增加到620萬(wàn)噸，真正提高了污水處理率。從北京經(jīng)驗(yàn)看，目前全國(guó)的實(shí)際污水收集、處理率水平，污水處理仍然需要投資10000億以上。張波司長(zhǎng)也表示，黑臭水體整治涉及大量投資，光污水管網(wǎng)就有一萬(wàn)億元的投資缺口，加上雨水管網(wǎng)一共超過2萬(wàn)億。從國(guó)際上看合流制雨水處理流量是污水處理量的2-3倍，雖然是一級(jí)處理，但是，仍然是幾千億級(jí)的投入。

　　王凱軍結(jié)合我國(guó)城市水環(huán)境污染控制需求，如需徹底解決河道水環(huán)境質(zhì)量的斷面達(dá)標(biāo)，仍需總計(jì)3-5萬(wàn)億元的投入，按目前的投入水平看需要3-5個(gè)五年計(jì)劃的時(shí)間。從改善水環(huán)境發(fā)展的路線圖看需要黑臭源頭治理、溢流污染控制、斷面達(dá)標(biāo)和資源利用等三個(gè)不同階段的任務(wù)和內(nèi)容，可謂任重道遠(yuǎn)。

　　合流制溢流污染解決方案：美國(guó)及國(guó)內(nèi)的探索案例

　　一、美國(guó)的探索

　　合流制溢流(combined sewer overflow，CSO)污染控制是許多地方水環(huán)境治理中普遍面臨的難題，美國(guó)在世界范圍內(nèi)較早地開展CSO污染控制研究，整體上在CSO污染物削減、受損水體恢復(fù)等方面取得了良好成效。

　　國(guó)外合流制污水處理廠的雨季流量一般是旱季流量3-5倍，一般采用幾種形式處理：

　　a、一級(jí)或強(qiáng)化一級(jí)處理：上例152MGD通過污水處理廠的初級(jí)處理(320MGD)，然后跨越生物處理單元排放;

　　b、建立存儲(chǔ)池先截留(上例，95MGD)，雨后再在污水處理廠處理;

　　c、單獨(dú)建立一級(jí)或強(qiáng)化一級(jí)處理(包括，美國(guó)大部分僅僅消毒)。

　　根據(jù)美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，要建設(shè)和改造合流制系統(tǒng)，首先應(yīng)最大可能地利用處理廠改造措施來處理溢流污水;其次是末端建設(shè)雨水存儲(chǔ)和處理設(shè)施與Online雨水存儲(chǔ)和處理措施;在85%-90%的溢流污染解決之后，再來談建設(shè)綠色基礎(chǔ)設(shè)施。而我國(guó)則是在80%-90%的溢流污染沒有控制的情況下，就試圖采用海綿城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施解決溢流污染問題，我國(guó)整體技術(shù)路線上或可參考借鑒美國(guó)的溢流污染治理思路。

　　二、國(guó)內(nèi)的嘗試——清華與中持水務(wù)的BioSand T/S工藝研究

　　視角轉(zhuǎn)回國(guó)內(nèi)，從實(shí)際環(huán)境管理角度來看，我國(guó)河流斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)率受降雨帶來的面源污染影響嚴(yán)重，汛期達(dá)標(biāo)率明顯低于非汛期。而國(guó)控?cái)嗝婵己祟l率不斷提高，下一步或許將發(fā)展到周、日考核階段，達(dá)標(biāo)率或?qū)⑦M(jìn)一步下降。換言之，今后我們國(guó)家環(huán)境管理已經(jīng)從監(jiān)控重點(diǎn)污染源到監(jiān)控河流斷面水質(zhì)。而現(xiàn)實(shí)是，即使按照高、中、低濃度的氮、磷、COD的指標(biāo)來計(jì)算，在1-3倍的截流率之下，即使混合雨水之后，溢流的污水也無法達(dá)到各級(jí)斷面水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，甚至是在10倍的截流倍數(shù)下也無法達(dá)標(biāo)，因此溢流污水的處理萬(wàn)分重要。

　　王凱軍表示，通過系統(tǒng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，我國(guó)大部分污水處理廠存在污水處理水量冗余現(xiàn)象，污水處理冗余能力平均值為83.8%;污水廠實(shí)際進(jìn)水濃度逐年降低，濃度冗余逐年提高，一般平均設(shè)計(jì)濃度為400 mg/L;我國(guó)目前建立的接近日處理2億噸大量的污水處理設(shè)施的水量、水質(zhì)綜合考慮污染削減能力存在大量冗余，2017年COD處理能力的利用率僅為53.9%。

　　面對(duì)國(guó)內(nèi)嚴(yán)峻的溢流污染情況與污水處理能力冗余現(xiàn)象，中國(guó)水務(wù)企業(yè)多年來也在積極探索CSO系統(tǒng)控制技術(shù)。王凱軍教授提出國(guó)內(nèi)的解決思路應(yīng)該不同于歐美國(guó)家一級(jí)處理的思路，而是根據(jù)我國(guó)的國(guó)情和污水處理廠的實(shí)際情況，充分污水處理冗余能力。具體講生化池流量與濃度成反比，濃度降低一倍，流量就可以提高一倍，同時(shí)利用富裕能力就可以處理2-4倍雨水，限制因素是沉淀池。因此通過加速沉淀可以助力污水處理廠3Q運(yùn)行。活性污泥系統(tǒng)內(nèi)可以投入加重載體，促進(jìn)泥水分離速度和效果，使污泥濃度提高成為可能，優(yōu)化了整個(gè)生化系統(tǒng)的性能。產(chǎn)能直接提升2-3倍，適合所有泥法的改造。

　　王凱軍介紹，中持水務(wù)和清華大學(xué)正在籌建研究中心，首選課題即是CSO污染的解決方案，中持水務(wù)提出BioSand T/S工藝，該工藝已投入研究，其原理是將剩余污泥與雨水混合，迅速吸附去除污染物，提高污水處理率，再通過BioSand T/S工藝加載沉淀，使出水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一級(jí)A或地方Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。

　　清華大學(xué)已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)中試研究，通過添加開發(fā)的納米絮凝劑解決沉淀池的泥水快速分離問題，也來達(dá)到相同的增加處理能力的效果。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，原液加藥量20ul/L，稀釋10倍，半小時(shí)后基本得到控制，1h后完全澄清，說明該藥劑能夠解決跑泥問題，對(duì)水質(zhì)出水基本沒有負(fù)面影響。

　　在模擬不同降雨和匯水周期情況下，在2-3倍的沖擊負(fù)荷持續(xù)3-5小時(shí)的情況下，由于分離效果好回流污泥濃度高，出水水質(zhì)COD、N和P的各項(xiàng)指標(biāo)基本不受影響，可以穩(wěn)定達(dá)到出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　黑臭河道治理需要系統(tǒng)思考地方政府應(yīng)對(duì)環(huán)境質(zhì)量負(fù)全責(zé)

　　王凱軍分析，黨的十九大開始討論社會(huì)主要矛盾的變化，體現(xiàn)在三個(gè)不平衡的矛盾問題，為什么北京提標(biāo)之后之后，合肥、天津、兩江、滇池、太湖、浙江與河北等地方政府都在采用更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。王凱軍認(rèn)為這是不平衡矛盾的體現(xiàn)，是政府責(zé)任的體現(xiàn)。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)量標(biāo)準(zhǔn)的需求。正體現(xiàn)了十九大報(bào)告指出的社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。

　　王凱軍同時(shí)表示，他比較認(rèn)同夏青先生的意見 “排放標(biāo)準(zhǔn)不能對(duì)地方環(huán)境質(zhì)量負(fù)全責(zé)”。地方政府對(duì)環(huán)境質(zhì)量負(fù)全責(zé)，不是排放標(biāo)準(zhǔn)負(fù)全責(zé)。因?yàn)檎粌H要監(jiān)督污水處理廠運(yùn)行，還要優(yōu)化組織區(qū)域內(nèi)的容量資源和技術(shù)經(jīng)濟(jì)投入分配，才能保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)。政府手中除了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，還有地方標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃和項(xiàng)目環(huán)評(píng)，治污規(guī)劃，排污許可證、總量控制等多種手段以及多種監(jiān)管措施來確保環(huán)境質(zhì)量。

　　世園會(huì)冬奧會(huì)媯水河案例

　　王凱軍以水專項(xiàng)研究的媯水河項(xiàng)目為例，項(xiàng)目要求水質(zhì)要達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，但是以地方標(biāo)準(zhǔn)來說，即使水質(zhì)達(dá)到北京地標(biāo)A類，也無法達(dá)到項(xiàng)目要求。因此，除高標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)排放外，項(xiàng)目承擔(dān)單位北京市水規(guī)院還采取了三項(xiàng)工具：1.面源小流域治理,結(jié)合冬奧會(huì)周邊小流域建設(shè)工程，通過水土保持生態(tài)修復(fù)精準(zhǔn)配置技術(shù)進(jìn)行面源污染治理;2.水循環(huán)修復(fù)凈化,世園會(huì)周邊區(qū)域以及媯水河干支流和河岸帶水循環(huán)系統(tǒng)修復(fù)，建立了大型潛流濕地，提高河道水質(zhì);3.水質(zhì)水量調(diào)度,充分利用白河南北干渠輸水渠道，媯水河及其支流，實(shí)現(xiàn)再生水、地表水、雨洪水、外調(diào)水水質(zhì)水量?jī)?yōu)化配置和聯(lián)合調(diào)度。

　　滇池治理案例

　　上世紀(jì)50年代滇池可視深度達(dá)2米，外海為1米左右，有的地方甚至清澈見底;上世紀(jì)60年代，滇池草海和外海水質(zhì)均為Ⅱ類，70年代為Ⅲ類，70年代后期水質(zhì)逐漸惡化;1988年以后，草海水質(zhì)總體變差，水質(zhì)為劣Ⅴ類。滇池成為我國(guó)污染最嚴(yán)重的湖泊之一;經(jīng)過環(huán)湖截污工程，處理后污水與地表水還有差距，導(dǎo)致滇池水體難以自凈。前后累計(jì)投資達(dá)1500億，滇池卻依舊難以治理。

　　在此情況下，北京科凈源公司葛敬先生協(xié)助昆明市政府設(shè)計(jì)管理和治理體制機(jī)制，建成滇池綜合調(diào)度指揮中心，推出河長(zhǎng)制及生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，制定《滇池保護(hù)治理三年攻堅(jiān)行動(dòng)實(shí)施方案(2018-2020》，滇池治理以“科學(xué)治滇、系統(tǒng)治滇、集約治滇、依法治滇”為指導(dǎo)，自2017年4月啟動(dòng)滇池流域河道生態(tài)補(bǔ)償工作至2018年2月，相關(guān)各區(qū)政府(管委會(huì))共需繳納生態(tài)補(bǔ)償金58684.0945萬(wàn)元，用于流域河道水環(huán)境保護(hù)治理。

　　為助力滇池水質(zhì)提升，昆明市開展了面源治理和昆明市超極限除磷提標(biāo)改造工程。面源治理方面，采用“生態(tài)調(diào)蓄+水質(zhì)提升處理”系統(tǒng)方法，將溢流污染負(fù)荷量大大削減，同時(shí)采用河道回補(bǔ)復(fù)氧水的方法，減少河道底泥內(nèi)源污染，提高河道自凈能力。除磷提標(biāo)改造工程方面，昆明市完成第一、三、九水質(zhì)凈化廠(共計(jì)28.5萬(wàn)噸/天)工程建設(shè)，正在建設(shè)昆明第六、七八、十三廠、十四廠、洛龍河污水處理廠等提標(biāo)改造工程。到2020年底，預(yù)計(jì)完成提標(biāo)規(guī)模近150萬(wàn)噸/天。

　　經(jīng)過多年持續(xù)努力，滇池保護(hù)治理取得了實(shí)實(shí)在在的成效：2016年滇池外海和草海水質(zhì)類別由劣Ⅴ類提升為Ⅴ類，實(shí)現(xiàn)20多年來的首次突破，摘掉了“劣”的帽子;2017年滇池全湖水質(zhì)類別保持為Ⅴ類;2018年，滇池全湖水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類，為1988年建立滇池水質(zhì)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)30年以來的最好水質(zhì)。

　　2020年1月20日，正在云南考察的中共中央總書記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平來到昆明，前往滇池星海半島生態(tài)濕地，察看滇池保護(hù)治理情況，充分肯定了滇池的治理工作。

　　王凱軍最后表示，面對(duì)新的復(fù)雜的環(huán)境問題，國(guó)內(nèi)水環(huán)境治理需要系統(tǒng)思考，而不單單從技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等單一維度思考。