某城鎮污水處理廠網一體化調查分析及建議

王 雄，賈 鵬，孫永軍

(1.南京大學環境規劃設計研究院集團股份公司，江蘇南京 210093；2.江蘇省工業節水減排重點實驗室，南京工業大學城市建設學院，江蘇南京 211800)

1 調查背景

城鎮污水處理設施具有投資大、建設內容復雜、施工周期長的特點，為減輕投資壓力、縮短建設周期，一般需將各類設施進行拆分建設。這種建設模式導致城市排水系統內存在廠網建設標準不統一、功能不匹配、排水管網建設分散、施工質量參差不齊等問題，使得城市水環境治理成效大打折扣。2000年以后，以BOT為代表的投資模式開始在國內水務基礎設施建設中廣泛應用，但絕大多數案例為具有較為顯著運營收益的污水處理廠工程，并未解決廠網建設分離的問題，且建成后的污水處理廠普遍存在配套管網不完善、廠網管養職責分割、系統運營效率低的問題。在安徽、北京、上海等地開展的相關工程經驗表明，污水處理廠和排水管網的一體化運營，更符合城鎮排水系統的內在特性以及作為城鎮基礎設施的服務定位，更有利于充分發揮其水環境保障功能，提高水務管理效率和服務水平[1]。

近年來，國內多地已進行污水處理廠網一體化工作的積極探索，比較典型的例如安徽池州和安慶等地的案例。2014年12月，安徽省池州市主城區污水處理及市政排水設施購買服務PPP項目由社會資本深圳市水務(集團)有限公司與池州市住建委簽約，該項目主要特點可歸納為“三合一分”：市縣整合、廠網整合、資產整合、建管分離。該項目被列入財政部第一批PPP示范項目，也成功遴選為全國7個PPP經典案例之一，被業界譽為“池州模式”。2015年12月，安慶市住建委與北京城市排水集團有限責任公司簽署了《安慶市污水收集處理廠網一體化PPP項目協議》，該項目整合政府投資建設或運營管理的污水處理廠、配套污水管網及污水泵站，以及PPP項目合同約定的未來新增或續建的廠、網設施交由社會資本與市城投公司組建的項目公司投資、建設、運營和管理，實現污水全收集、全處理。該項目是2014年財政部公布的30個示范項目之一。

為持續改善水環境質量，加快補齊城鎮生活污水收集處理設施短板，盡快實現污水管網全覆蓋、全收集、全處理，2019年6月江蘇省有關部門發布《城鎮污水處理提質增效三年行動方案(2019—2021年)》，要求各設區市要督促指導所轄縣(市)開展城鎮污水處理提質增效行動，制定三年行動實施方案，優化完善城市生活污水治理工作機制。為推動城鎮水環境治理工作高質量發展走在蘇中蘇北前列，某區住房和城鄉建設局組織牽頭，聘請第三方技術服務機構，從廠網分離問題入手，對城鎮污水處理設施運行現狀、投資建設和運營主體結構進行調研和分析，提出針對性的建議，用以指導下一步全區城鎮污水治理的規劃和實施。

2 調查范圍和內容

2.1 調查范圍

調查范圍包含區內11家城鎮生活污水處理廠及配套污水管網。

2.2 調查方式

調查方式包含實地調研、資料收集分析、區鎮生態環境局和住建局走訪交流、污水廠運營單位座談等方式。

2.3 調查內容

(1)污水處理廠和管網現狀

各鎮污水處理廠網規模、污水收集率、負荷率統計、廠網運行狀況、出水達標情況、污水集中處理率；污泥處理現狀，包括污泥產生量、污泥性質、污水處理廠是否配建污泥處理設施、污泥末端處置方式、污泥處置單位等。

(2)廠網建設模式

污水處理廠和配套管網建設模式調查(如PPP、EPC、BT、BOT等)以及各種建設模式產生的問題(資金、規劃、管理)等。

(3)廠網運營模式

污水處理廠和配套管網運營模式調查，各種運營模式產生的問題等。

3 調查現狀分析

3.1 污水處理廠現狀調查分析

根據本次調研結果，截至2019年7月，本區總計建成11座城鎮生活污水處理廠，合計處理能力為13.2萬m3/d，實際處理水量約為5.334萬m3/d，總體污水處理負荷率僅為40.4%。本次調研對各污水處理廠2019年3月—7月的平均進水和出水水質數據進行了統計，主要統計了COD、氨氮、總氮、總磷等指標，根據水質調查結果，除氨氮能穩定達標外，普遍存在進水COD偏低、出水總磷超標的現象。同時，還存在進水含有一定量的工業廢水、設備缺乏維護保養、生化系統活性污泥濃度低、加藥量較大、在線監測設備未正常運行等現象。污泥處置方面除3座城區污水處理廠配套建有污泥濃縮和壓濾設施外，其余鄉鎮污水處理廠均無污泥壓濾設施，剩余污泥由污泥罐車外運處理。導致污水處理負荷偏低和出水指標超標的原因主要如下。

(1)廠網布局規劃不合理

當地鎮級工業園區基本位于建成區內，未單獨建設工業污水管網，工業廢水和生活污水一起進入生活污水處理廠，導致污水處理系統運行困難，超標排放。各鎮(街道)除開發區外，均未編制污水專項規劃，僅在鎮區總體規劃中一頁帶過，篇幅較少，不能引導城鎮生活污水治理設施的建設。

(2)污水管網建設不到位

鎮級污水管網建于2012年前后，建設標準較低，主管網未能覆蓋整個鎮區，支管網未完全建成，污水收集率不高。部分城中村無污水管網和處理設施，導致污水直排。另一方面，部分管網采用的是塑料波紋管材質，機械強度較差，易破損，存在大量雨水、河水進入破損污水管網的現象，導致進水COD偏低。

(3)設備缺乏維護保養

調研結果顯示，大部分污水處理廠和污水提升泵站存在設備停運、損壞、閑置等非正常現象，特別是鄉鎮污水處理廠，普遍存在諸如機械格柵停運、紫外線消毒燈管損壞未運行、加藥裝置未運行、除臭系統風機停運、設備電機未添加潤滑油等現象。

3.2 污水集中處理率估算

(1)綜合生活用水定額法

利用綜合生活用水定額法計算生活污水排放量，該區城鎮綜合生活用水定額取200 L/(人·d)(根據該地區2013版總體規劃)，總人口為70.54萬，人口城鎮化率為61.79%，綜合生活污水定額按用水定額的80%計，地下水滲入量按污水產生量的10%計，計算得出該區城鎮生活污水排放總量為7.671萬m3/d。根據本次污水處理廠水量調研數據，生活污水實際處理量為5.334萬m3/d，則生活污水集中處理率為69.5%。

(2)實際用水量估算法

根據對自來水廠的調研，2018年該區總供水量為4494萬m3，其中，公共服務用水和居民家庭用水合計2 890.7萬m3，取自來水折污系數為0.9，則2018年該區生活污水產生量為2 890.7萬m3×0.9=2 601.6萬m3。

根據本次污水處理廠水量調研數據，生活污水實際處理量為5.334萬m3/d，則年生活污水處理量為5.334萬m3/d×365 d=1 946.9萬m3。

生活污水集中處理率為1 946.9÷2 601.6=74.8%，因此，根據實際用水量估算法計算得出生活污水集中處理率為74.8%。

3.3 污水管網現狀調查分析

受城市建設歷史欠賬多、資金投入少等因素影響，該區排污規劃與城市總體規劃銜接不夠，支線管網配套嚴重滯后，污水收集覆蓋面受到限制，污水收集率與污水處理廠設計處理能力嚴重不匹配。城區范圍建成污水管網共計82.2 km，各鎮區范圍建成污水管網為179.62 km，全區建成污水管網總計261.82 km。污水管網存在的主要問題如下。

(1)原有污水管網的規劃、設計和建設標準不一致，銜接不順暢。該區各個時期的污水管網在設計施工上都有不同的規劃和施工要求，這就導致目前已建成的污水管網存在標準不統一、功能不統一的現象，不能很好地滿足“雨污分離”的要求。污水管網的缺失主要有以下幾種情況：兩頭有污水管網，中間缺失；源頭有污水管網，中間和尾部無污水管網；上大下小“漏斗”型，腸梗阻現象嚴重；管網總量不足。

(2)排水戶納管推進力度不足。建制鎮管網建設滯后，排水戶接管工作推進緩慢，污水收集率普遍不高。城區污水管道覆蓋率雖高于建制鎮，但老城區、城中村等區域管網建設密度仍然較低，不少地區甚至城區的雨污合流現象還比較普遍。

(3)道路配套管網不健全。在污水管網建設過程中，因城市規劃、道路改造等，部分道路未配套建設污水管道，導致污水管網覆蓋率偏低。

(4)已建污水管網損壞率較高。城區污水管道建設起步較早，其建設密度均大于建制鎮，但由于“重建設、輕養護”，且已建部分污水管道在設計時使用塑料波紋管，管材標準低，城區的污水管道損壞率較高。

如圖1所示，目前，該區已建成污水處理廠處理能力總計13.2萬m3/d，配套污水管網為261 km，平均單位污水處理能力配套的污水收集主干管長度指標為19.8 km/(萬m3·d-1)。相比之下，臨近某縣已建成6座城鎮污水處理廠，總規模為8.65萬m3/d，已建成污水管網長度總計達606 km，其平均單位污水處理能力配套的污水收集主干管長度指標為70 km/(萬t·d-1)，在2018年市局組織的高質量發展考核中，該縣城鎮污水集中處理率達86.84%，列全市(區、縣)第一，蘇北地區前列。從這一指標可以明顯看出，該區污水管網配套與周邊先進地區相比差距較大。

圖1 管網建設指標對比分析Fig.1 Comparative Analysis of Pipelines Network Construction Indicators

3.4 建設模式現狀分析

如表1所示，該區城鎮污水處理廠投資建設主體主要有3類：各地政府、民營企業、政府和民營企業合資公司。其中，4個鎮共用D污水處理廠，其由民營企業100%出資建設，其余7個鎮級污水處理廠均由當地政府出資建設。城區污水處理廠中C污水處理廠由民營企業100%出資建設。A污水處理廠和B污水處理廠由某污水處理公司出資建設，為政府和民營企業成立的合資公司。

表1 城鎮污水處理廠建設模式統計Tab.1 Statistics of Construction Mode of Urban Sewage Treatment Plant

配套污水管網基本由政府為主體牽頭建設。各鄉鎮的污水收集管網由各鄉鎮政府負責建設，城區污水管網建設主體有住建、城管、開發區、高新區、自來水公司等，牽頭部門較多。

這就導致了廠網建設分離，以前政府與社會資本合作治污，社會資本看中的是具有回報機制的污水處理廠，管網建設等屬于市政基礎設施，其公共屬性更強，交給了地方政府，導致廠網分離。城鎮污水管網配套建設不完善，管網建設規模和污水處理廠建設規模不匹配、不同步，導致城鎮污水處理廠特別是鄉鎮污水處理廠不得不面對“缺水”的尷尬。

3.5 運營模式現狀分析

調研結果顯示，該區城鎮污水處理廠基本由民營企業為主運營，運營單位主要有3家，其中，運營A污水處理廠和B污水處理廠的某運營公司是民營企業與區政府成立的合資公司，民營企業控股60%，其余9家污水處理廠均為純民營企業運營。

配套污水管網包括污水提升泵站均由當地政府負責維護運營，但往往重建設、輕管理，且缺乏有效的管網維護運營手段和資金，沒有形成科學、系統、周期性的運營機制。

目前，該區所有的城鎮污水處理廠和配套管網均分屬不同的主體運營，污水處理廠由民營控股的第三方企業運營，管網則由政府部門負責運營維護。管網破損和接管率低導致的少水、漏水問題，則直接導致了污水處理廠運行單價高、設備閑置等。另外，自來水費中代收的污水處理費實際并未做到足額上繳財政專戶，專款專用，地方政府對污水處理運維經費支付不及時，時常發生運營單位與政府間的“扯皮”現象。

4 措施建議

根據本次城鎮污水處理廠網調查，矛盾最為突出的問題可歸納為兩點：經費少、主體多。經費少體現在鄉鎮污水處理廠和管網的運營維護，特別是污水收集管網欠賬較多，缺乏污水處理專項經費的投入；主體多體現在污水處理廠和管網的建設運營主體多，牽頭部門多，難以統一協調管理。

針對這兩個主要矛盾，本著有效、可行的原則，結合區域城鎮污水處理廠網現狀，參照先進地區的成功模式，提出了3個方面的目標建議：近期重點推進污水處理廠網一體化、城鄉一體化，遠期規劃實現供排水一體化。此外，從城鎮污水處理廠穩定運行的角度，提出規范工業企業排水管理的建議。

4.1 廠網一體化

廠網一體化是指對城鎮污水處理廠和污水管網進行統籌建設和協調運行，以保證整個污水系統的運行安全和高效[2]。

目前，該區的城鎮污水處理廠與污水管網分屬不同單位進行運營管理，由于各自運營目標和管理考核不同，產生了廠是廠、網是網的統籌建設及協調運行方面的諸多問題，比如管網管理不好對污水處理廠帶來水質以及水量的沖擊影響，進而導致城鎮污水系統不能完全發揮其應有的功能。采用廠網一體化模式進行城市水務基礎設施“打包”建設，更符合城市排水系統的內在特性，可統一排水系統內廠、網的建設主體，做到污水處理廠與配套管網同步設計、同步建設、同步驗收、同步投產，能解決排水系統內存在的廠網建設分散、建設標準不統一、功能不匹配等問題，提高了項目整體的建設效率和質量；能實現城市水務基礎設施運行維護全覆蓋，打破了原有運營維護區域分割、管養職責分散的問題[3]。

因此，實現廠網一體化，提高廠網建設的同步性、規模匹配性，有助于保證污水處理廠的水質與水量，使得城鎮污水處理系統更加穩定、安全和高效。

4.2 城鄉一體化

城鄉一體化是指將城區和鄉鎮污水處理設施有機結合，進行統一規劃、建設和運營[4]。

相比周邊縣市相對成熟的污水處理一體化模式，該區目前城鄉污水處理體系相對獨立、城鄉分離。一方面城區污水處理廠運行相對穩定，管理相對規范，污水收集管網及泵站等配套設施相對完善；另一方面鄉鎮污水處理廠污水收集管網配套不完善，經費保障不足，運營技術水平較低，從而造成鄉鎮水環境總體上無法得到有效改善。加快推進城鄉污水處理一體化能有效解決城鄉污水處理差別化嚴重的現象，也是落實科學發展觀、統籌城鄉發展的迫切需要。

4.3 供排水一體化

供排水一體化是指城鎮供水、污水處理、排水和節水實現有機地結合，通過由具有法人地位的、在政府監管之下運作的水務公司或者供排水公司，對城鄉水資源開發、利用及保護等進行統一管理[5]。

該區供水、排水系統分別由兩個主體管轄，區自來水公司屬于民營企業，排水系統由區住房和城鄉建設局管理。長期以來分轄兩個領域，且主體性質不同，造成了各自為政、技術力量分散、協調管理困難等諸多弊端，且兩個主體在自來水費中代收的污水處理費的上繳和使用上存在分歧，不利于供水、排水系統的銜接配合和運營，也不利管理水平和質量的提升。推進供排水一體化，有利于理順供排水管理體制，對城鄉區域的蓄水、供水、排水、節水、水資源保護等實行統一管理，有效將“多龍管水”改革為“一龍治水”；有利于進一步完善基礎設施建設，既可從區域上通盤考慮供水與排水，也可以根據有償使用原則，解決部分供排水運營管理費用，促進供排水產業可持續發展。

考慮到短期內收購全部供排水資產的難度較大，因此，建議將供排水一體化體制作為水務統籌發展的遠期目標，近期重點實施城鎮污水廠網一體化和城鄉一體化，把握好統一規劃、統一建設、統一運營、統一監管、分步實施的體制原則，通過專業團隊提高精細化管理水平。

4.4 規范工業企業排水管理

建議該區住建和生態環境部門牽頭，落實工業集聚區按規定建設污水集中處理設施，加強工業廢水處理。含重金屬或難以生化降解的廢水以及高鹽廢水，一律不得接入城市生活污水處理設施。對進入市政污水管網的工業企業進行全面排查、評估，經評估認定污染物不能被城市污水處理廠有效處理或可能影響城市污水處理廠出水水質達標的，要限期退出；經評估可繼續接入市政污水管網的，工業企業應當依法取得排污許可。工業企業廢水超過接管標準排放時，暫停接入市政污水管網，以保證城鎮污水處理廠的正常運行。