我國污水處理存在的問題及發(fā)展建議

(四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都，610065)

近年來，環(huán)保成為國內(nèi)各領(lǐng)域發(fā)展逃不開的話題。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化所帶來的水污染問題日趨嚴(yán)重，人們對(duì)污水處理的關(guān)注程度日益提高，對(duì)我國的污水處理設(shè)施提出了更高的要求。另一方面，我國長期面臨的水資源短缺問題也讓污水處理顯得格外重要。截至2017年12月，我國設(shè)計(jì)并建成城鎮(zhèn)污水處理廠4119座，污水日處理能力已達(dá)1.82億t[1]。部分城市還在村鎮(zhèn)地區(qū)建立了污水處理設(shè)施來應(yīng)對(duì)污水處理需要。與此同時(shí)我國污水處理設(shè)施所面臨的問題不斷凸顯。

1 我國污水處理設(shè)施的分布特點(diǎn)及規(guī)模

我國污水處理設(shè)施的分布總體上呈現(xiàn)出與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平正相關(guān)的分布規(guī)律。目前我國污水處理設(shè)施數(shù)量最多的五個(gè)省分別為江蘇、山東、四川、浙江和廣東，這五個(gè)省的污水處理設(shè)施占據(jù)了全國的50%[2]，而這五個(gè)省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在全國也名列前茅。此外，上述五省的人口眾多，在一定程度上也反映出居民生活對(duì)污水處理能力的需求。在污水處理設(shè)施數(shù)量較少的省市中，絕大部分經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，或人口密度較小。

此外，污水處理設(shè)施的規(guī)模也呈現(xiàn)出相同的規(guī)律，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)污水處理設(shè)施的處理能力更高，同一地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施處理能力比鄉(xiāng)鎮(zhèn)高。

2 我國污水處理所面臨的問題

2.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展與污水處理設(shè)施分布、規(guī)模之間的矛盾

目前國內(nèi)污水處理設(shè)施數(shù)量較多的地區(qū)大多經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，居民生產(chǎn)、生活要求高，而經(jīng)濟(jì)急需發(fā)展的地區(qū)在污水處理能力上有所欠缺。近幾年人們的環(huán)保意識(shí)不斷提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不能以破壞環(huán)境為代價(jià)的觀念深入人心。部分能夠帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的企業(yè)必然對(duì)污水處理有極高的要求，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的地區(qū)難以承受這些企業(yè)對(duì)污水處理的需要，導(dǎo)致當(dāng)?shù)啬軌虻靡粤⒆愕漠a(chǎn)業(yè)進(jìn)一步限縮。此外污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)、建造需要一定的資金投入，地方政府在規(guī)劃上面臨的問題短時(shí)間內(nèi)難以得到解決。

2.2 污水處理設(shè)施平均負(fù)荷率較低

平均負(fù)荷率能夠反映污水處理設(shè)施的處理能力。以美國為首的發(fā)達(dá)國家污水處理設(shè)施平均負(fù)荷率達(dá)到了90%以上，而我國截至2013年污水處理設(shè)施平均負(fù)荷率僅74.4%，全國范圍內(nèi)有大約1/3的地區(qū)污水處理設(shè)施平均負(fù)荷率低于50%[3]。污水處理能力效率低下在一定程度上反映出我國部分污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)水平和運(yùn)行優(yōu)化能力的不足。從整體情況來看，仍然是經(jīng)濟(jì)水平高的地區(qū)污水處理設(shè)施負(fù)荷率較高，對(duì)當(dāng)?shù)匚鬯皆u(píng)估不足也是造成該問題的原因之一。

2.3 污水收集能力不足

污水收集管網(wǎng)配套不足是我國污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)和建設(shè)中最突出的問題之一，造成了污水收集能力普遍較低。污水收集管網(wǎng)關(guān)系到進(jìn)水濃度，這也就導(dǎo)致了污水處理負(fù)荷率。雖然近幾年我國加快了污水處理設(shè)施的建設(shè)速度，但污水收集管網(wǎng)卻始終難以得到與之匹配的增長速度。城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步暴露出我國污水處理設(shè)施在污水收集能力上的欠缺。

2.4 污水排放標(biāo)準(zhǔn)的欠缺

我國的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，對(duì)出水的水質(zhì)采用了“一刀切”的處理方法，沒有將經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地域差距納入考慮范圍，導(dǎo)致現(xiàn)行的污水排放標(biāo)準(zhǔn)與我國的實(shí)際情況有較大的出入。此外，農(nóng)村污水排放尚無明確、系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步拉開了農(nóng)村與城鎮(zhèn)污水處理能力的差異。

2.5 其他問題

目前我國污水處理設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)、優(yōu)化水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不相匹配的問題也十分突出。

3 以美國為例，發(fā)達(dá)國家的污水處理經(jīng)驗(yàn)

3.1 系統(tǒng)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)

美國的污水排放標(biāo)準(zhǔn)建立在法律依據(jù)和制度基礎(chǔ)之上[4]，緊扣當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件，并通過地方性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)加以補(bǔ)充。美國各個(gè)州考慮到了接收排放水的收納水體水質(zhì)，因此在制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)都具有針對(duì)性。此外，美國通過法律嚴(yán)格要求污水處理標(biāo)準(zhǔn)，為標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由此可見美國的污水排放標(biāo)準(zhǔn)十分靈活，考慮到了諸多可能造成污水處理能力差異的因素，也為標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行提供了保障。

3.2 穩(wěn)定的污水處理設(shè)施運(yùn)營水平

美國等發(fā)達(dá)國家開始污水處理的研究時(shí)間較早，擁有豐富的研究成果。在污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造中，美國積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，因此美國的污水處理設(shè)施運(yùn)營水平相當(dāng)高，這體現(xiàn)在其較高的運(yùn)行效率和相關(guān)配套設(shè)施的完善上。

3.3 科學(xué)的污水處理成本

得益于較高的運(yùn)行效率，美國污水處理成本得到了科學(xué)的控制。相關(guān)的研究成果也讓美國在設(shè)計(jì)、建造相關(guān)設(shè)施中對(duì)成本控制擁有極大的彈性空間。另外美國在設(shè)施的布置上也充分考慮到了成本因素，使得相關(guān)設(shè)施既能滿足居民生活、生產(chǎn)需要，又能減少因占地帶來的巨大成本。美國也十分重視污水處理設(shè)施的優(yōu)化，這又減少了因重建帶來的資金投入，使得相應(yīng)設(shè)施始終與實(shí)際需求相匹配。

3.4 分散型生活污水處理作為補(bǔ)充

美國較早前就使用分散型污水處理設(shè)施來處理農(nóng)村污水[5]，這一舉措作為城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的補(bǔ)充，在處理好農(nóng)村污水的同時(shí)，針對(duì)農(nóng)村污水量小、污染物濃度低等特征，有效減少了設(shè)計(jì)、修建大規(guī)模污水處理設(shè)施造成的浪費(fèi)。分散型污水處理系統(tǒng)除了農(nóng)村中常見的土地處理系統(tǒng)之外，輔以化糞池-土壤吸收系統(tǒng)、土墩系統(tǒng)、砂濾系統(tǒng)等[5]，規(guī)避了地下水污染。分散型生活污水處理最大的特點(diǎn)之一就是因地制宜，配合美國完善的管理制度，使得美國的污水處理水平更加系統(tǒng)、更加全面。

3.5 其他

美國在污水處理技術(shù)方面的研究啟動(dòng)時(shí)間較早，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，另外美國長期以來在相關(guān)技術(shù)的研究、優(yōu)化上投入了較大的成本，保證了其污水處理技術(shù)始終處于領(lǐng)先位置，既能滿足本國污水處理需求，又減少了污水處理的能耗。

4 未來我國污水處理技術(shù)的發(fā)展方向

4.1 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)循環(huán)利用

“可持續(xù)發(fā)展”是近年來人們熱議的話題，如何實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用成為了我國污水處理技術(shù)發(fā)展的方向。若能將污水處理后利用起來，就能夠節(jié)省大量的水資源。想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，除了進(jìn)一步提高我國污水處理設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)和能力之外，還需要更密切的社會(huì)聯(lián)系：污水處理設(shè)施將污水進(jìn)行處理后，處理后的水輸送到哪里、怎樣輸送、如何實(shí)現(xiàn)合理的利用需要相關(guān)領(lǐng)域的配合。實(shí)現(xiàn)處理后污水利用要避免“為了循環(huán)而循環(huán)”，切忌造成不良的社會(huì)影響和資源浪費(fèi)，需要系統(tǒng)深入地研究、科學(xué)合理地規(guī)劃，更要講究因地制宜。與此同時(shí)還需要建立相應(yīng)的監(jiān)測機(jī)制，為處理后的循環(huán)水提供相關(guān)衡量標(biāo)準(zhǔn)，并為規(guī)劃提供依據(jù)。

4.2 污水低碳處理

極端氣候的出現(xiàn)愈發(fā)頻繁，引起人們對(duì)低碳生活的空前關(guān)注，低碳處理將是污水處理技術(shù)長期的發(fā)展目標(biāo)[6]。在過去很長一段時(shí)間，污水處理時(shí)有機(jī)物厭氧分解會(huì)產(chǎn)生大量的一氧化二氮，此外相關(guān)設(shè)施在運(yùn)行中也會(huì)產(chǎn)生碳排放，部分用于污水處理的化學(xué)物品在相關(guān)反應(yīng)中也會(huì)產(chǎn)生上述氣體。盡管污水處理的碳排放并不是社會(huì)排放量的主要因素，但始終是不容忽視的組成部分，想必未來如何實(shí)現(xiàn)污水低碳處理會(huì)成為國內(nèi)學(xué)者關(guān)注和研究的方向。

4.3 污水能源利用

理論上，污水能為生物電化學(xué)技術(shù)提供能源，若能充分利用，污水回收率還將大大提升。然而生物電化學(xué)技術(shù)目前還不成熟，距離大規(guī)模投入使用還需要經(jīng)過長時(shí)間的研究。

4.4 小結(jié)

可見，未來我國的污水處理除了將關(guān)注點(diǎn)放在“處理”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，則將有效緩解我國水資源緊缺的壓力，并提高我國水資源保護(hù)的整體水平。

5 對(duì)我國污水處理的建議

5.1 提升現(xiàn)有污水處理設(shè)施的優(yōu)化、運(yùn)營能力

在過去一段時(shí)間，我國部分污水處理設(shè)施符合率低、污水處理能耗高等問題提升了污水處理成本，使得與之相關(guān)的整個(gè)污水處理工作進(jìn)入了惡性循環(huán)：污水處理設(shè)施處理能力低，成本高，地方政府、企業(yè)不愿加大對(duì)污水處理的關(guān)注和支持，相關(guān)污水處理設(shè)施無法得到優(yōu)化。

要解決這一問題，需要提升我國對(duì)已投入使用的污水處理設(shè)施的優(yōu)化能力和運(yùn)行能力，針對(duì)負(fù)荷率低、能耗高等問題進(jìn)行研究，根據(jù)設(shè)施所在地的實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，在保證污水處理達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低成本。此外，還需保證相關(guān)領(lǐng)域人才的需求，采取激勵(lì)和保障措施，加快人才的涌入，提升污水處理設(shè)施運(yùn)營人員的整體素質(zhì)。

另一方面，可將一些在優(yōu)化、運(yùn)營方面表現(xiàn)突出的污水處理設(shè)施樹立成典型，提供人才培養(yǎng)服務(wù)，條件允許時(shí)還可將最能表現(xiàn)污水處理能力的部分向公眾開放，起到大眾教育的作用。若能經(jīng)過合理的規(guī)劃，此舉能適當(dāng)增加污水處理設(shè)施的額外收入，減少運(yùn)營成本。

5.2 提高污水收集能力

針對(duì)現(xiàn)階段污水收集管網(wǎng)不足的問題，需對(duì)污水處理配套設(shè)施予以關(guān)注，提高污水收集能力。增加污水收集管網(wǎng)首先需要對(duì)當(dāng)?shù)匚鬯幚硇枨罅窟M(jìn)行評(píng)估，充分考慮到當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)、生活水平，確保管網(wǎng)布置合理，避免布置過多而造成的資源浪費(fèi)。

考慮到我國未來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在規(guī)劃污水收集管網(wǎng)時(shí)還應(yīng)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)污水收集能力始終與發(fā)展相匹配的目標(biāo)。比如，污水收集管網(wǎng)在布置時(shí)要考慮到當(dāng)?shù)匚磥硎欠駮?huì)規(guī)劃居民集中生活區(qū)、工業(yè)區(qū)等，若有相關(guān)計(jì)劃可提前對(duì)污水排放量進(jìn)行預(yù)估。一旦大規(guī)模的生產(chǎn)、生活設(shè)施修建完畢，再進(jìn)行污水收集管網(wǎng)布置就需要更大的成本，極有可能造成污水收集、處理能力在一段時(shí)間以后無法滿足當(dāng)?shù)貙?shí)際需求的情況。若當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展依賴于極易產(chǎn)生大量生產(chǎn)污水的產(chǎn)業(yè)，則應(yīng)與相關(guān)企業(yè)溝通，采用政府相關(guān)部門與企業(yè)互相合作的形式，做好生產(chǎn)污水的收集。

5.3 著眼未來，加大研究力度

未來，污水處理技術(shù)將無可避免地朝著低碳、節(jié)能和高效的方向發(fā)展，我國應(yīng)從現(xiàn)在起投入相關(guān)領(lǐng)域的研究。過去很長一段時(shí)間我國在污水處理領(lǐng)域的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國等發(fā)達(dá)國家。而隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，從政府到人民都開始關(guān)注環(huán)保問題，這為污水處理技術(shù)的研究提供了契機(jī)，黨的十八大以來各項(xiàng)與環(huán)保相關(guān)的重要論斷、舉措也為我國在該領(lǐng)域后發(fā)先至創(chuàng)造了條件。

想要實(shí)現(xiàn)未來低碳、節(jié)能、高效的污水處理，需要在工藝、工具上進(jìn)行研究，我國應(yīng)加大對(duì)相關(guān)研究的扶持，對(duì)污水處理在內(nèi)的環(huán)保領(lǐng)域研究成果予以保護(hù)和獎(jiǎng)勵(lì)；另一方面還要重視人才的培養(yǎng)，讓更多的專業(yè)人士愿意投身污水處理技術(shù)的研究。在研究中還應(yīng)考慮到我國幅員遼闊、發(fā)展不均衡等因素，形成一批有效的、符合我國實(shí)際需要的研究成果。

5.4 采取更合理的農(nóng)村污水處理措施

農(nóng)村人口少、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低等客觀因素使得我國現(xiàn)階段農(nóng)村污水處理能力遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)的現(xiàn)象。農(nóng)村污水全部通過管網(wǎng)輸送到城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施不僅會(huì)增加管網(wǎng)負(fù)擔(dān)，還無法保證收集效率。過去很長一段時(shí)間農(nóng)村污水處理“土方法”隨處可見，造成了極大的環(huán)境污染，但是“土方法”里可以悟出“新思路”，結(jié)合美國分散型農(nóng)村污水處理等經(jīng)驗(yàn)，我國也可在農(nóng)村推行化糞池-土壤吸收系統(tǒng)、土墩系統(tǒng)、砂濾系統(tǒng)等污水處理措施，減少農(nóng)村地下水污染，減輕城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的負(fù)擔(dān)。

農(nóng)村污水處理還面臨群眾意識(shí)不足的社會(huì)問題。當(dāng)下留守農(nóng)村的大多是教育水平較低的中老年人，缺乏污水合理處理的意識(shí)，配合程度較低；而受過良好教育的年輕人大多不愿回到農(nóng)村生活，潛移默化影響農(nóng)村留守人員的可能性較小，因此農(nóng)村污水處理需要培養(yǎng)基層宣講人員。解決這一問題可發(fā)揮我國獨(dú)有優(yōu)勢，比如在村委會(huì)中安排負(fù)責(zé)宣講污水處理的基層工作者，鼓勵(lì)、教導(dǎo)農(nóng)村人口關(guān)注污水處理，支持、配合相關(guān)舉措。

5.5 因地制宜，制定相應(yīng)污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段我國采取的污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)并沒有考慮到我國各地發(fā)展不平衡的實(shí)際情況，“一刀切”的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步拉開各地污水處理能力和效果的差距。因此，我國需要在現(xiàn)行的污水排放標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，將當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展水平、人口需求考慮在內(nèi)，最終形成更加科學(xué)的排放標(biāo)準(zhǔn)。處理后的污水還需要配套的科學(xué)監(jiān)測機(jī)制，而機(jī)制的建立需要相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，進(jìn)一步凸顯出污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)的重要性。

5.6 建立健全法律法規(guī)，加大監(jiān)管力度

我國還需要建立法律法規(guī)，對(duì)污水處理及排放進(jìn)行強(qiáng)制管理。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國民素質(zhì)得到了提高，但污水處理和排放背后涉及到經(jīng)濟(jì)利益，導(dǎo)致部分居民、企業(yè)對(duì)污水處理的忽視，特別是工業(yè)污水不達(dá)標(biāo)排放的新聞屢見報(bào)道。因此我國需要建立健全相關(guān)法律法規(guī)，加大執(zhí)法力度，對(duì)不達(dá)標(biāo)排放的行為進(jìn)行嚴(yán)懲，在社會(huì)中發(fā)揮震懾作用。

此外，還應(yīng)關(guān)注執(zhí)法隊(duì)伍的建設(shè)，刺激專業(yè)的復(fù)合型人才加入，為相關(guān)法律法規(guī)的執(zhí)行提供進(jìn)一步保障。

6 總結(jié)

盡管我國在污水處理技術(shù)方面存在不足，但隨著國民環(huán)保意識(shí)的日益增加和國家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，越來越多的人開始關(guān)注這方面的問題，并且有大量的專家學(xué)者投入到相關(guān)技術(shù)的研究當(dāng)中，可以預(yù)見我國在污水處理方向上會(huì)逐步形成科學(xué)、系統(tǒng)的研究成果。

污水處理不僅僅是技術(shù)問題，更是社會(huì)問題，涉及到各方利益，現(xiàn)階段各地污水處理能力的差距也與我國不平衡、不充分的發(fā)展有直接關(guān)系。因此徹底解決污水處理方面的問題，還依賴國家的發(fā)展。