8月22日， 在“2018(第十屆)上海水業(yè)熱點論壇”上，國家環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理與評估工程技術(shù)中心主任，清華大學(xué)王凱軍教授就“產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的探討與面臨的瓶頸問題”進(jìn)行了主題分享。 

國家環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理與評估工程技術(shù)中心主任 王凱軍

水污染控制需求發(fā)生了巨大變化

“再出發(fā)對我們大家而言，都是巨大的挑戰(zhàn)”。王凱軍老師表示，我國水污染控制需求正在發(fā)生巨大變化，總結(jié)了以下五條變化：

我國越來越重視流域綜合整治和生態(tài)修復(fù)，尤其是一些敏感地區(qū)、發(fā)達(dá)地區(qū)，并針對相應(yīng)環(huán)境問題提出了一些更高排放要求。針對這個話題行業(yè)最近爭論很大，但毋庸置疑，這將是一個開始的趨勢。

針對這種轉(zhuǎn)變，從水業(yè)整體來講，立足整個污水處理系統(tǒng)的角度來看，而非污水廠的角度。王凱軍指出，我國正面臨多種難題，暫且稱為“無解難題”，即在現(xiàn)行政策條件、現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)下、現(xiàn)有體制情況下，目前還沒有找到良好解決方案的問題。

第一，我國至今沒有解決排水體制的問題，今后相當(dāng)長的一個時期不能支持高水平水環(huán)境的要求。因為，河長制、黑臭水體、斷面考核、環(huán)保督察，都是以水環(huán)境的考核為導(dǎo)向的;

第二，重廠站輕管網(wǎng)的惡果突顯;

第三，我國的污水處理工藝存在系統(tǒng)性的缺陷;

第四，我國在資源能源利用上存在先天不足。主要是我國在污泥處理上，業(yè)內(nèi)一直探討走厭氧資源化，但是將近十年了，我國依然處于原地踏步階段。王凱軍指出，在除磷的問題上，采取化學(xué)處理方式來處理，因此使得磷的回收也面臨困難問題，而這些問題在現(xiàn)有政策、標(biāo)準(zhǔn)、體制下會對我國下一步的發(fā)展形成重要影響。王凱軍詳細(xì)分析了環(huán)保行業(yè)正經(jīng)歷從追求結(jié)果到關(guān)注環(huán)境效果轉(zhuǎn)變的重要變化趨勢。

網(wǎng)絡(luò)及業(yè)界一直對排放標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的矛盾產(chǎn)生巨大爭議。怎么來解決這一問題?一級A、Ⅳ類水能不能全面解決現(xiàn)有問題?以什么方式解決?這是我國正在面臨的非�，F(xiàn)實的系統(tǒng)挑戰(zhàn)。針對這一挑戰(zhàn)，北京率先出臺DB11地方標(biāo)準(zhǔn)，隨之天津、合肥、太湖、浙江等地方最近也陸續(xù)出臺了一系列新標(biāo)準(zhǔn)來應(yīng)對挑戰(zhàn)。而在國家層面上，也提出了建立河長制的解決方案，連習(xí)總書記在新年祝詞里面都提到我國要增加“河長”。

而若在我國和地方的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化情況下，是否就能解決這一問題?最近關(guān)于一篇污水排放標(biāo)準(zhǔn)的文章，在業(yè)界引起很大反響，實際來看，需要跳出爭論本身思考，站在更高層次考慮環(huán)境問題。王凱軍舉例，北京市250萬噸污水從建廠到提標(biāo)至準(zhǔn)Ⅳ類，投資約130個億，而京承高速北京段132.4公里就花了132億，所以關(guān)鍵看政府對環(huán)境、水資源采取什么態(tài)度。北京污水處理和水資源的問題，并不因為缺錢，而是夠不夠重視的問題。直到習(xí)近平總書記提出以水定人、以水定城，以水定產(chǎn)，才解決了水在北京城市發(fā)展中的定位，那么肯定是先搞治水，而非先建路。

王凱軍以一張美國紐約的地圖為例，他們最低標(biāo)準(zhǔn)是可漁。他介紹，美國清潔水法兩個最核心的內(nèi)涵是“可漁、可游”。 “可游”是身體可以接觸，“可漁”是可以釣魚，保證生態(tài)安全。我國(即使是城市)難道不需要Ⅲ類水、Ⅳ類水，難道Ⅴ類水就足夠了嗎?這就取決于我國在文明生態(tài)建設(shè)中把水置于何種重要程度。

在金融危機之后，我國提出了關(guān)于高鐵的全國性規(guī)劃，投資近萬億，從而建立了現(xiàn)在開放、快速、便捷的交通系統(tǒng)，說明行業(yè)的發(fā)展取決于行業(yè)所處的位置高度。因此，不應(yīng)爭論具體的技術(shù)問題，而是爭取將水至于我國主要產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略定位的高位。王凱軍表示，我國現(xiàn)階段的問題不是沒有錢，而是錢花在了不適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

前段時間，房地產(chǎn)面臨一輪挑戰(zhàn)， PPP也處于非常熱的階段( “十三五”期間水務(wù)PPP市場空間達(dá)兩萬億)。同時以住建部為主導(dǎo)，發(fā)改委跟進(jìn)，提出了特色小鎮(zhèn)發(fā)展戰(zhàn)略。王凱軍表示，實際上這一輪發(fā)展里，水行業(yè)沒能挑起我國經(jīng)濟發(fā)展重要資源調(diào)配這一重任，這一輪的重任，落在了特色小鎮(zhèn)。王凱軍指出，原因是我們行業(yè)缺乏系統(tǒng)頂層的設(shè)計規(guī)劃，水行業(yè)缺乏頂層設(shè)計，行業(yè)體量不足以支撐我國經(jīng)濟復(fù)興、不足擔(dān)當(dāng)在轉(zhuǎn)型階段支撐經(jīng)濟發(fā)展的重任。他認(rèn)為，不謀全局者，不足以謀一域，我國需從整個水系統(tǒng)、從國土宏觀層面、流域?qū)用孢M(jìn)行頂層設(shè)計。

回到“以什么方式解決”的問題，北京在實行了第一輪“三年行動計劃”之后，發(fā)現(xiàn)距離達(dá)到Ⅳ類水、Ⅴ類水，仍然有一定的差距。北京流域都是水資源缺乏且為緩流水體，數(shù)據(jù)顯示，通州即使把再生水資源全部用上，150萬噸的換水周期僅為十天。意味著一場雨之后，基本上水體不達(dá)標(biāo)。所以在雨季，所有水體整個夏天一半水體可能不達(dá)標(biāo)。王凱軍認(rèn)為，未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)，城市面源污染控制將是環(huán)保治理的重點方向之一，隨著環(huán)境法、地方責(zé)任凸顯，必然會考慮到城市面源的問題。

我國將經(jīng)歷從點源污染控制轉(zhuǎn)變?yōu)槊嬖次廴究刂频倪^程。如果在城市工業(yè)消減的情況下，統(tǒng)計結(jié)果顯示，COD、總氮的負(fù)荷正逐漸增高，2015年畜禽養(yǎng)殖業(yè)COD排放量已達(dá)到40%以上。其中村鎮(zhèn)污水的COD、氮、磷污染超過城市污水，主要流域村鎮(zhèn)COD污染負(fù)荷超過城市生活和工業(yè)污染的總和。

我國現(xiàn)有排水體制與水環(huán)境目標(biāo)管理顯現(xiàn)出不適應(yīng)性

王凱軍指出，從我國現(xiàn)有規(guī)范來看，歸根結(jié)底推的是分流制。進(jìn)一步分析，我國采取的截留制和國外的合流制有所不同，不同點體現(xiàn)在國外以“截”為導(dǎo)向，一般國外的截留率是85%到95%;而我國合流制是以“排”為主導(dǎo)思想，如果截留倍數(shù)為1，代表剩下部分全部排走，可以理解為排了以后的部分不歸我管，這是兩者之間本質(zhì)的差別。
 

另外的不同體現(xiàn)在：國外主要控制的污染物是大腸桿菌，而在我國以環(huán)境質(zhì)量導(dǎo)向為前提下，控制的不僅僅是大腸桿菌，還包括COD、總N、總P。涉及到雨水問題，第一，初期雨水濃度高于排放標(biāo)準(zhǔn);第二，混合雨水濃度也高于環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。所以無論是初期雨水還是混合雨水在我國現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)體制下其實都是污染。他假設(shè)旱流時污水高、中、低情景下，通過測算得出，無論根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》條款中截流倍數(shù)宜采用2～5的要求，即便在高達(dá)將近10的截留倍數(shù)下，溢流污水濃度仍然不能滿足水環(huán)境的要求(特別是氮、磷)。對比國際經(jīng)驗，美國將雨水納入了污染排放控制目標(biāo)，污染物控制目標(biāo)是要將雨水處理、溢流總量控制納入污水處理綜合考慮，同時結(jié)合綠色基礎(chǔ)設(shè)施，在線和離線的儲存，而非單一方式解決。

重廠站、輕管網(wǎng)建設(shè)思路的系統(tǒng)性惡果突顯

王凱軍指出，我國管網(wǎng)一直存在滲漏、破損等問題，導(dǎo)致產(chǎn)生低濃度污水的問題。數(shù)據(jù)顯示，居民區(qū)產(chǎn)生的污水污染濃度較高(COD、SS等)，而經(jīng)過泵站之后污水濃度降低了，最后到達(dá)污水廠濃度降得更多，這說明我國管網(wǎng)存在很大的問題。對全國環(huán)保監(jiān)督監(jiān)察的5000多座污水廠進(jìn)行統(tǒng)計，幾乎60%污水廠COD進(jìn)水濃度在150mg/L以下，這給后期污水處理帶來了非常大的難題。王凱軍介紹，對比國外做法，新加坡做得很好，它的旱季雨水幾乎一滴不流，分流制建立得非常完善，其污水廠進(jìn)水COD濃度約500mg/L。目前我國只北京與之濃度接近，而通過計算得出，上海、廣州、天津、北京與新加坡COD 損失率分別為41%、59%、37%和17%。王凱軍指出，這其中隱含兩大問題：第一，雖然住建部統(tǒng)計我國城市達(dá)到了80%的污水處理率，而其分母是什么?按照這個統(tǒng)計來講，幾乎50%以上沒有納入管網(wǎng)，因此才產(chǎn)生現(xiàn)在的黑臭水體;第二，考慮我國各地區(qū)人均排放相近，那么出現(xiàn)低濃度污水的原因是，大量的地下水和雨水造成了稀釋現(xiàn)象。

王凱軍指出，雨水和污水管網(wǎng)的問題已經(jīng)到了非解決不可的地步。而解決的方式是什么?建分流制的管網(wǎng)，進(jìn)行雨污分流，還是其他方式?通過對全國到現(xiàn)有55萬公里管道的統(tǒng)計來看，我國形成了一萬億固定資產(chǎn)，城市處理廠就形成了三千億左右固定資產(chǎn)。從一般經(jīng)驗來看，污水處理廠投資占管網(wǎng)投資約1/5到1/3，但若要考慮拆遷等問題，可能管網(wǎng)投資在10倍以上。所以我國現(xiàn)在要建分流制的管網(wǎng)，是污水廠的10倍以上，這一條技術(shù)路線可行不可行?它的投資效益到底如何?能否解決城市水環(huán)境問題?

針對上述問題，首先來看分流制的解決方案。王凱軍介紹，國際上，合流制大部分在19世紀(jì)得以解決，黑臭水體是國外一些國家100年前所面臨的問題。其合流制管道截留倍數(shù)在10到20以上。此之后，還出現(xiàn)合流制的溢流問題，那么用什么方式解決?美國首先提出了用綠色基礎(chǔ)設(shè)施的方式解決，后來綠色基礎(chǔ)設(shè)施形成了低影響開發(fā)，是解決5%到20%的溢流量。目前的截留制與完善的合流制之間存在很大的差異。下一個問題是綠色基礎(chǔ)設(shè)施，即海綿城市方案。

王凱軍指出，《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》里提到海綿城市要解決70%的雨水問題，統(tǒng)計顯示，海綿城市每平方公里投資額約1.5億~2億，而每平方公里大約能達(dá)到處理幾千噸污水的效率。這種工程化的海綿城市飽受爭議，海綿城市設(shè)施在某種程度上是背離了習(xí)總書記最初提出的“優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化”方式。王凱軍表示，我國恰恰采取了一種較為不優(yōu)的策略，即海綿城市方案。對比來看，大、中城市實行分流制分別需要十億至百億的投資，而合流制只需上億至十億的投資額即可得以解決，而相比之下海綿城市卻已達(dá)到百億和千億級規(guī)模。對比發(fā)現(xiàn)，這三種投資序列最優(yōu)的是合流制雨水處理方案。

并且，我國目前為止仍有相當(dāng)大部分污水廠的負(fù)荷率在50%到60%左右，存在相當(dāng)大的處理能力沒有發(fā)揮。如果能解決沉淀的問題，利用這些富裕能力，當(dāng)前污水處理廠可以處理現(xiàn)有量4倍的雨污水;有條件的污水廠如果修建雨水存儲池，可控制80-90%的徑流總量。王凱軍表示，合流制改造方案按優(yōu)先序排列為：一是利用末端雨水儲存池，二是最大程度地利用污水廠改造設(shè)施，三是Online雨水儲存換和處理措施，最后是綠色基礎(chǔ)設(shè)施措施。而國際上來看，如美國在10%到20%溢流量情況下，采用綠色基礎(chǔ)設(shè)施所需投資額最大，其次在線存儲和離線存儲相結(jié)合的方式，其所需投資額也相對較低。

借用國際經(jīng)驗方面，王凱軍介紹，歐洲將執(zhí)行更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)下總氮提升至2.2 mg/L、總磷則達(dá)到0.1 mg/L，其采用后處理、側(cè)流厭氧液化這兩個方式來解決提標(biāo)問題。面對一級A提標(biāo)改造，我國采用化學(xué)除磷和MBR或反硝化濾池才可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而若要達(dá)到地表Ⅳ類水，所需工藝更復(fù)雜、投資額將更大。

王凱軍指出，相較國際上的做法，我國污水處理工藝在設(shè)計、運行、管理等環(huán)節(jié)存在系統(tǒng)性缺陷。與此同時，在此基礎(chǔ)上，國外一些國家增加了節(jié)能減排的新要求，一些國家即將實行磷回收。歐洲在上述領(lǐng)域已進(jìn)入設(shè)施階段，完成了工業(yè)化戰(zhàn)略布局，相比之下我國又落后了十年以上。王凱軍表示，由于污水處理的系統(tǒng)性缺陷，導(dǎo)致我國在節(jié)能減排、溫室氣體削減、資源回收等方面差距逐漸拉大，漸行漸遠(yuǎn)。

王凱軍進(jìn)一步提出，如果十年前我們談低碳社會，下一步將發(fā)展為推動低氮社會。在整個污水處理的循環(huán)過程中，至關(guān)重要的一環(huán)—氮回收，國際上將其列在十大重大問題的第二條，人類面臨氮磷的問題非常大，而我國在這方面有著非常大的回收潛力。污水中回收氮替代氮肥的潛力占10%，相當(dāng)于節(jié)電500億度，或全國電耗的3%。總回收潛力30%以上，占電耗10%以上。王凱軍表示，正因為關(guān)注到這一問題，他的團隊進(jìn)行了相關(guān)氮回收研究工作的部署，成立了氮素去除/回收單元的研究團隊，并取得了初步的氮回收技術(shù)突破。