共建清潔美麗世界之城鎮水環境治理篇

鄭祥，程榮，鄭江，宋文波，宋桂杰，李安

（1.中國人民大學，北京 100872；2.北京城市排水集團有限責任公司，北京 100044；3.北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京 100082）

1 我國城鎮水環境治理行業發展現狀

1.1 政策規劃引領行業發展

我國高度重視城鎮水環境治理行業的發展，相繼出臺了多項有利于水務行業的利好政策，如《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》《關于進一步規范城鎮（園區）污水處理環境管理的通知》等，進一步加強了對水務行業的監管，促使水治理市場化不斷提升，推動了水務環保產業總體規模的擴大[1]。

2018 年12 月，生態環境部、國家發展和改革委員會聯合印發《長江保護修復攻堅戰行動計劃》（以下簡稱《行動計劃》）?！缎袆佑媱潯诽岢觯?020 年年底，長江流域水質優良（達到或優于Ⅲ類）的國控斷面比例達到85%以上，喪失使用功能（劣于Ⅴ類）的國控斷面比例低于2%；長江經濟帶地級及以上城市建成區黑臭水體控制比例達90%以上；地級及以上城市集中式飲用水水源水質達到或優于Ⅲ類比例高于97%?！缎袆佑媱潯访鞔_以改善長江生態環境質量為核心，以長江干流、主要支流及重點湖庫為突破口，統籌山水林田湖草系統治理，堅持污染防治和生態保護“兩手發力”，推進水污染治理、水生態修復、水資源保護“三水共治”，突出工業、農業、生活、航運污染“四源齊控”，深化和諧長江、健康長江、清潔長江、安全長江、優美長江“五江共建”，創新體制機制，強化監督執法，落實各方責任，著力解決突出的生態環境問題，確保長江生態功能逐步恢復，環境質量持續改善。

2019 年2 月18 日，中共中央、國務院印發《粵港澳大灣區發展規劃綱要》（以下簡稱《規劃綱要》），《規劃綱要》針對強化水資源安全保障問題，提出堅持節水優先，大力推進雨洪資源利用等節約水、涵養水的工程建設?！兑巹澗V要》明確提出，實施最嚴格的水資源管理制度，加快制定珠江水量調度條例，嚴格珠江水資源統一調度管理。加快推進珠三角水資源配置工程和對澳門特別行政區第四供水管道的建設，加強飲用水水源地和備用水源安全保障達標建設，以及環境風險防控工程建設，保障珠三角及港澳供水安全。加強粵港澳水科技、水資源合作交流。《綱要規劃》針對加強環境保護和治理問題，提出開展珠江河口區域水資源、水環境及涉水項目管理合作，重點整治珠江東西兩岸污染，規范入河（海）排污口設置，強化陸源污染排放項目、涉水項目和岸線、灘涂管理。加強海洋資源環境保護，更加重視以海定陸，加快建立入海污染物總量控制制度和海洋環境實時在線監控系統。實施東江、西江及珠三角河網區污染物排放總量控制，保障水功能區水質達標。加強東江、西江、北江等重要江河水環境保護和水生生物資源養護，強化深圳河等重污染河流系統治理，推進城市黑臭水體環境綜合整治，貫通珠江三角洲水網，構建全區域綠色生態水網。

2020 年以來，《關于推進污水資源化利用的指導意見》《中華人民共和國長江保護法》等一系列政策法規發布，拓展了水務企業的業務范圍，拓寬了盈利渠道，提升了盈利能力。

《水污染防治行動計劃》明確提出到2020 年，長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河等七大重點流域水質優良（達到或優于Ⅲ類）比例總體達到70%以上；到2030 年，全國七大重點流域水質優良比例總體達到75%以上。

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》提出“十四五”期間，新增和改造污水收集管網8 萬km，新增污水處理能力2000 萬t/d；推進城鎮污水管網全覆蓋，開展污水處理差別化精準提標，推廣污泥集中焚燒無害化處理，城市污泥無害化處置率達到90%，地級及以上缺水城市污水資源化利用率超過25%[2]。

2021 年6 月，國家發展和改革委員會、住房和城鄉建設部、生態環境部聯合印發的《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》明確提出以提升城鎮污水收集處理效能為導向，以設施補短板強弱項為抓手，統籌謀劃、聚焦重點、問題導向、分類施策，加快形成布局合理、系統協調、安全高效、節能低碳的城鎮污水收集處理及資源化利用新格局，實現污水處理高質量發展、可持續發展，以滿足人民群眾日益增長的優美生態環境需要。

1.2 碳達峰碳中和推動行業創新發展

2020 年9 月，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表了重要講話，指出中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和。

2021 年2 月，國務院印發《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》，明確指出要堅定不移貫徹新發展理念，全方位全過程推行綠色規劃、綠色設計、綠色投資、綠色建設、綠色生產、綠色流通、綠色生活、綠色消費，使發展建立在高效利用資源、嚴格保護生態環境、有效控制溫室氣體排放的基礎上，統籌推進高質量發展和高水平保護，建立健全綠色低碳循環發展的經濟體系，確保實現碳達峰、碳中和目標。到2035 年，綠色發展內生動力顯著增強，綠色產業規模邁上新臺階，重點行業、重點產品能源資源利用效率達到國際先進水平，廣泛形成綠色生產生活方式，碳排放達峰后穩中有降，生態環境根本好轉，美麗中國建設目標基本實現。推進城鎮污水管網全覆蓋。推動城鎮生活污水收集處理設施“廠網一體化”，加快建設污泥無害化資源化處置設施，因地制宜布局污水資源化利用設施，基本消除城市黑臭水體。

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》中明確指出，廣泛形成綠色生產生活方式，碳排放達峰后穩中有降。

“十四五”是實現我國碳排放達峰的關鍵期，也是推動經濟高質量發展和生態環境質量持續改善的攻堅期，推動實現碳達峰與水環境綜合治理領域的高度協調統一。

預計到2030 年，我國整個污水處理行業的溫室氣體排放量將接近全國溫室氣體排放量的3%，水污染防治領域轉變方向，實現低碳甚至“零碳”污水處理迫在眉睫。

水污染防治領域實現碳中和是一項系統性工程。碳達峰碳中和目標的提出對水污染防治領域將會產生深遠影響，必將促進水污染治理領域、降低處理能耗、提升能量回收能力等創新工藝的發展；低碳產品等將應運而生并占據市場；水污染治理領域的自產清潔能源技術和產品將邁入快速發展之路。

碳達峰碳中和目標的提出，將促進再生水的循環利用，促進城市污泥的資源化和綜合利用技術發展。

未來污水處理技術將以可持續發展為核心，以實現碳回收和磷回收為基本發展方向。反硝化除磷技術和能夠大幅降低脫氮成本的厭氧氨氧化技術將得到迅速發展。

在城鎮污水治理領域，行業產生的溫室氣體排放比重較小，但其單位產值能耗高，屬于能源密集型行業，而且排放的主要為甲烷、氧化亞氮等非二氧化碳溫室氣體，深度減排難度大。傳統污水處理關注污水的治理效果，本質是以能耗換水質，要實現碳達峰碳中和目標，仍面臨很多問題和挑戰。

水務行業作為供排水民生保障類行業，應當以實現碳達峰碳中和目標為契機，加快綠色低碳改造，盡快轉型構建新業態與新模式，開發綠色低碳和可持續新工藝，挖掘碳減排潛力，實現減污與降碳協同增效。從“十四五”時期開始，必須要以新發展理念為指導，推動經濟結構調整，大幅提高能效標準，加快能源價格稅收改革，推動我國走上一條高能效、低能耗的新型現代化發展道路。

從2060 年前實現碳中和目標看，更要把節能和提高能效放在突出位置。節能增效不是一項技術措施，而是涉及發展理念、發展道路、生產方式、生活方式的重大任務，需要從全過程、各領域加以強化。持久推進節能增效，既是一項重大的社會工程，也是一項艱巨的系統工程。

1.3 總體發展狀況

1.3.1 行業競爭格局變化

隨著央企國企的跨界進軍，水務行業競爭加劇。傳統水務企業近年來總營收、凈利潤增速均呈下降趨勢，雖然流動性出現回暖趨勢，但全行業資產負債率仍在逐年上升。相比之下，近年來跨界進軍水環境治理行業的中電建、中交建、三峽集團等央企營收、凈利潤均穩步增長。央企國企的跨界進軍，推動了水務行業的投資并購熱潮，加速了行業洗牌，使國資對水務行業的引領作用日趨顯現，以國資主導投資、民企專注技術與運營的產業格局進一步形成。

1.3.2 工程業務收縮，注重提質增效運營

隨著城市水處理市場的逐漸飽和，重建設輕運營的時代即將轉向提質增效與可持續運營，排污管網運維、污水收集、污染物削減、再生水利用等環節越來越受到重視，在概念水廠的引領下，推動灰色設施向綠色設施改造，逐步降低水處理的能耗、物耗和碳排放，推動水務行業綠色可持續發展。與此同時，城市原有的新建工程市場也將切換至升級改造、運營維護監管等。

1.3.3 城市空間飽和，農村市場接力

自《水污染防治行動計劃》發布以后，我國水環境監管重心從總量控制轉向質量改善，政策口徑也從點污染源治理向面污染源治理轉變，效果導向更加明確。2019 年，我國城市污水處理率已達到96.81%，而農村污水處理率僅為30%左右，因此未來我國水環境治理的短板和重點將集中在農村領域。隨著政府和社會資本合作（PPP）模式進一步規范、環保督察和專項行動持續加碼，農村污水處理的市場需求將加速釋放，單體污水處理與黑臭水體治理類項目主戰場將從城市切換至農村，行業發展潛力較大[4]。

1.3.4 智慧水務崛起，運維轉型升級

我國管網漏損率高，水處理效能低下，運營管理上存在以現有能量消滅潛在能量、以藥物去除污染物等不可持續問題，難以保障水處理單元高效精準運行，因此發展智慧水務勢在必行。隨著物聯網、大數據、云計算及移動互聯網等新技術不斷融入水處理各個環節，智慧水務將迎來廣闊的發展前景，尤其是華為、中國移動、中國聯通等信息技術類企業的加入，將推動智慧水務行業，乃至整個水務行業的變革和高質量發展。

1.4 水環境和河湖流域治理

“十一五”至今，我國水環境和河湖流域治理工作經歷了從起步到深化發展的階段。治理重點由最初的“三河三湖”、南水北調沿線的污染減排，邁入了以效果為導向的流域水環境治理階段，重點流域包括京津冀、長三角、珠三角等。我國水環境治理理念由單個污水處理廠、管網、河道治理等點源治理向“廠網河湖岸”一體化綜合治理方向發展。

截至2019 年，全國1940 個國家地表水考核斷面中，水質優良（I—III 類）斷面比例為74.9%，同比上升了3.9 個百分點；劣V 類斷面比例為3.4%，同比下降3.3 個百分點。地級及以上城市排查污水管網6.9 萬千米，消除污水管網空白區1000 多平方千米，完成了18.8 萬個村莊的農村環境綜合整治。2019 年，899 個縣級水源地3626 個問題中整治完成3624 個，累計完成2804 個水源地10 363 個問題整改，7.7 億居民飲用水安全保障水平得到鞏固提升。全國295 個地級及以上城市2899 個黑臭水體中，已完成整治2513 個，消除率為86.7%，其中36個重點城市的消除率為96.2%，其他城市的消除率為81.2%。全面完成長江流域2.4 萬km 岸線、環渤海3600km 岸線及沿岸2km 區域的入河、入海排污口排查。

《水污染防治行動計劃》規定的第一階段到2020 年的各項指標已基本完成，第二階段水環境的治理重點將聚焦于“廠網河湖岸”一體化的流域綜合治理、村鎮污水處理及城市黑臭水體剩余量排查消除等領域。

1.5 水資源可持續管理

1.5.1 污水處理廠升級改造

我國早期建設的污水處理廠受排放標準要求低、相關工藝技術不成熟等因素的影響，脫氮除磷能力有限，導致出水水質中仍然有大量的氮、磷元素存在。對早期建設的污水處理廠進行提標改造，提高對污水中氮、磷的去除率，對我國水生態環境改善具有重大意義。

目前，根據不同地區政府要求和受納水體環境容量要求，部分地區已完成或正在進行污水處理廠提標改造工作，污水處理廠出水水質標準由《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級B 標準提升至一級A 標準。

1.5.2 污水/污泥資源化、能源化與循環利用

隨著城市化進程加快，污水處理廠數量逐年增加，處理能力逐步提高，污水處理過程中產生的污泥量也急劇增加。目前多數污水處理廠處置污泥的方法是將污泥濃縮后運輸至垃圾填埋廠堆放，少部分污水處理廠將污泥進行焚燒處理。未來需進一步提高技術設備與污泥性質的適應性和匹配性，提高脫水干化效率、降低設備投資及運行成本，加強污泥處理單元技術裝備與上下游工藝技術的整合對接，拓展污泥處理產物的出路，探索污泥中有價資源的回收與利用。

1.5.3 污水處理廠運營管理

隨著水、泥、氣、聲全面治理的推進及處理標準的逐步提升，污水處理廠設備設施體現出工藝鏈條長、工藝環節多、上下游聯系緊密、設備設施種類復雜、數量龐大、時間跨度長等特點，同時新設施集中投產，對新技術、新設備使用經驗不足，系統不完善的問題凸顯，污水處理廠運行不確定性增加。如何找到運行過程中存在的問題，有計劃、有步驟地進行解決，是目前污水處理廠運行管理的重點。

隨著《水污染防治行動計劃》和《中華人民共和國水污染防治法》的相繼實施，污水處理廠的水、泥、氣、聲的全方位、瞬時達標已提上日程。與此同時，外部監管日益嚴格，社會各界對污水處理廠的運行提出了更高的要求。

全面提升管理能力，提高管理效率。強化全面管理，除常規水、泥指標外，強化對氣、能源、資源、碳排放、噪聲等指標管理，確保污水處理廠水、泥、氣、聲共治，資源消耗合理。強化過程管理，根據不同工藝建立模塊化、標準化單元運行標準，精準控制各單元運行參數，進一步增強水質預控能力，確保運行穩定。加強工藝調控監管力度，避免不及時工藝調控造成出水水質波動，提高系統穩定性。細化生產系統管理界面，明確管理標準，強化“放管服”，提高生產調度、信息傳達的及時性、準確性，提高管理效率。加強交流平臺建設，強化技術人員的能力提升，增強信息共享。對照國際先進水平，加強精細化管理，提高節能降耗水平。強化自產能源應用，提高應用效率。推行生產過程精細控制，深入實施推廣精確藥劑投加系統和精確曝氣系統。

利用自控技術、“互聯網+”技術，構建智能再生污水處理廠。從優化自控控制和智能化調控策略進行技術開發。仿真模擬污水處理廠工藝流程，形成基于數學模型的工藝預警和決策調控的專家分析系統，預測水質變化和環境變化對運行效果的影響，建立預警機制，通過數學模擬提供決策建議，實現工藝優化、節能降耗、水質達標的目的。通過智能系統實現精準控制，逐步提高自控系統控制精度、控制可靠性、控制智能化，實現污水處理廠運行成本降低、節能降耗、智能化運行少人值守的目標。

1.6 農村污水和污泥治理

近十年，我國村鎮基礎設施建設發展較快，年均增速12%。但村鎮排水設施整體與城市相比仍有較大差距。村鎮水環境設施建設存在明顯的不平衡。根據《全國農村環境綜合整治“十三五”規劃》，到2020 年，新增完成環境綜合整治的建制村有13 萬個，累計達到全國建制村總數的三分之一以上[6]。

1.6.1 排放標準

目前，大部分?。ㄗ灾螀^、直轄市）制定了地方性的農村污水處理排放標準，而且大部分以《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中一級B 的各項指標限值作為標準。沒有出臺排放標準的地區普遍直接使用《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的相關指標作為排放標準。

北京的農村污水處理排放標準是目前國內最嚴格的農村污水處理排放標準，其地標A 遠高于城鎮標準的一級A，這樣嚴格的標準在國際上也不多見。這一嚴格的排放標準使工藝選擇面臨極大的困難。

2020 年，江蘇省發布的《農村生活污水處理設施水污染排放標準》（DB 32/3462—2020）中增加了出水用于資源化利用的內容。處理后的污水可執行相應的資源化利用場景的標準，如用于灌溉即執行《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2005）。

在國家層面上還沒有統一的農村污水處理排放標準，目前主要參照執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）。

1.6.2 技術發展

從2008 年住房和城鄉建設部發布《鎮（鄉）村排水工程技術規程》起，全國陸續發布了農村污水治理相關的技術規范、規程、指南等文件，為農村污水治理工程提供了技術支持。

部分地區也發布了農村污水治理技術規范、規程、指南，如江蘇省已發布了《農村生活污水處理適用技術指南（試行）》《農村環境連片整治生活污水處理適用技術指南》等。

村鎮污水治理初期，全國各地以鎮級污水治理項目為主，治理技術也是以城鎮污水處理廠常用工藝為主要方向，包括厭氧—缺氧—好氧法（A2O）、序批式反應器（SBR）、氧化溝等。隨著深入到自然村的農村污水治理項目逐漸發展起來，城鎮污水常用工藝已不適應農村小型化、波動大、變化快等特點，因此逐漸催生出了凈化槽、一體化污水處理裝備等新型技術產品。

農村污水具有排放不規律、水量負荷瞬時沖擊大、污染負荷不穩定等特點。為克服這些不利因素，國內農村污水治理也充分吸收國外先進經驗。例如，歐洲主流的農村（分散式）污水治理技術包括SBR、垂直流迷宮（VFL）等工藝，充分利用全混處理、多點回流等方式實現間歇處理、穩定達標，程序控制系統是其技術核心。

1.6.3 運營模式

目前農村污水治理運維模式主要包括政府管理、村民自主管理、委托專業公司管理等模式。

政府管理模式：由政府成立專職部門或機構統一對管轄區內污水處理設施進行分類管理，有利于增強隊伍的專業化水平和實現隊伍自身約束，但會帶來財政壓力大、執行效率低等問題，一定程度上會降低執法部門對運營管理的監管效果。

村民自主管理模式：污水處理設施運營管理權移交給行政村，村民擔任運營管理員。鄉鎮政府及街道辦事處負責定期巡檢、落實資金補助等工作。行政村直接負責設施的維護管理工作。

委托專業公司管理模式：村鎮污水處理設施可委托給具有生活污水處理設施運營管理資質的專業公司來管理，可將設施按區域劃分委托給多個專業公司運營管理，通過引入市場競爭的方式促進收費合理化。該模式需要較大的資金支持，比較適合經濟較為發達地區及重點水域。

1.7 水處理領域重大技術裝備

隨著國家水處理行業不斷發展，我國水處理領域的技術裝備也取得了很大的進步，近20 年，裝備的國產化水平在不斷提高。根據全國部分大中城市水務企業的調查統計，2000 年以前，水處理主要工藝環節的關鍵設備，國產化率不足30%，2010 年該比例提高到65%，2016 年該比例已經達到80%以上。國產化設備品類豐富，設備品種與質量差異較大，很多設備采用的標準與國際標準存在一定差距，從總體水平來看，部分設備能夠接近或達到國際先進水平，個別設備可以達到國際領先水平，國產化設備自主研發能力和技術水平有待進一步提升。

在城鎮污水處理廠升級改造和污水再生利用方面，針對高標準的污水處理廠新建及改造項目，重點發展了低成本高標準、低能耗高效率的污水處理技術及裝備；在農村污水治理方面，與農村改廁、改廚及垃圾治理相配套的綜合治理技術裝備得到研發和應用，重點發展了抗沖擊負荷能力強、易維護、低成本、見效快的技術裝備和一體化技術裝備；在水環境治理方面，研發與應用了各類控源截污、內源污染防治及資源化利用方面的技術裝備。

2 我國城鎮水環境治理行業發展機遇與挑戰

2.1 提高城鎮污水處理能力，對現有污水處理設施進行升級改造

2020 年7 月，國家發展和改革委員會、住房和城鄉建設部聯合印發《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》，明確我國縣級及以上城市污水處理能力仍存在缺口，尤其是隨著城市對污水處理能力的要求越來越高，我國污水處理廠的污水處理規模將進一步提高，城鎮污水處理市場將進一步擴大?，F有的污水收集管網和污水處理廠面臨進一步升級改造，應提高污水收集能力，推動污水處理系統信息化建設，從而實現污水無害化、資源化利用。

2.2 農村污水處理給水處理行業帶來新機遇

城鄉發展不平衡是我國發展的突出問題，也是“十四五”期間要重點解決的問題。城鄉發展不平衡體現在經濟、教育、醫療、社會保障和公共服務等方面，農村污水處理就是重要方面之一。近年來農村污水處理問題也日益受到關注。與城鎮污水處理不同，農村污水治理缺少國際經驗，很多難題尚未解決，未來幾年國家城鄉一體化和鄉村振興戰略將為環保水處理行業開拓新的市場，帶來新的發展機遇[7]。

2.3 注重生態修復，做到“人水和諧”

“十四五”期間的水生態環境保護工作，要在水環境改善的基礎上，更加注重水生態保護修復，注重“人水和諧”，讓群眾擁有更多生態環境獲得感和幸福感，這為水處理行業發展提出了新的發展方向。修復和保護水生態是生態文明建設的更高要求，也是人民追求美好生活的必要條件，在提升水環境質量的基礎上修復水生態環境成為環保水處理領域的重要發展方向。

2.4 未來水環境污染治理主要在流域治理

流域治理具有系統性強、單體項目投資金額大等特點。隨著生活污水處理率、垃圾處理率的快速提升，以及其他各類點源污染得到一定程度控制，流域治理已被明確提上日程。目前流域治理已經達到萬億級市場并將繼續增長。未來三年將是流域治理空間最大、釋放最為迅速的時期[8]。

2.5 形成以綠色高效水處理技術為核心的行業競爭力

隨著國家“十四五”規劃的展開，綠色發展成為今后發展的主題。環保行業經過多年的發展，水處理技術已經趨向成熟，國內很多企業的治理效果早已達到甚至超過國家標準，對于水處理企業而言，技術和管理是關鍵要素，高性價比的技術解決方案和高水平管理服務成為環保企業的核心競爭力。目前行業內已經出現大規模并購，特別是技術型公司越來越多，隨著國家清潔生產、綠色發展理念提出的新的工業布局正在形成[9]。

2.6 碳達峰碳中和目標背景下，水環境綜合治理領域的發展路線

長期來看，碳排放量將是衡量一個產業綠色發展水平的重要評價標尺，企業的技術路線選擇、管理水平等方面必須遵循正確的價值方向，才能在市場競爭中獲得持續優勢。

如何解決污染物去除、污水處理出水水質達標與碳中和之間的矛盾，研究降耗低碳的污水治理相關技術和措施，形成優化技術路線，將成為行業實現碳中和碳達峰的重點工作，企業需要將污染物減排與降碳并重，并將降碳作為中長期的發展方向。

碳減排納入環境監管后，會對相關企業提出更高要求。未來，碳排放量將成為評價一個企業管理能力或者技術路線可持續水平的重要指標。

如何能夠實現污水處理廠的能量平衡或能量自給，以及統籌考慮材料設備加工、污水處理能耗與物耗、污泥處理的運輸與利用等全生命周期的碳排放是需要解決的問題。目前實現碳達峰碳中和的相關技術儲備不足，現有技術不能很好地實現碳中和，尤其是農村污水處理的技術及運營問題更為凸顯。此外，很多技術設施屬于處理效果好但能耗高的工藝處理方法，需要進一步改良與優化，以便實現節能降碳。

現有大部分污水處理廠達標嚴重依賴耗材或者藥劑，未來可能會被更高效更具性價比的工藝路線替代。因此，未來當本領域企業判斷技術路線和企業內部管理方式是否是可持續的最優解時，不應單純地以消除污染物的效果或是否節約成本來衡量，而是必須要考慮低碳因素。長期來看，碳排放量將是衡量一個產業綠色發展水平的重要評價標尺，企業的技術路線選擇、管理水平等方面必須遵循正確的價值方向，才能在市場競爭中獲得持續優勢。

水環境治理碳中和的狹義目標就是能源使用要實現自給自足，廣義目標還包括因資源回收、利用所引發的廠外其他耗能下降導致的二氧化碳減少。水環境治理要實現碳中和主要來自兩種途徑：（1）剩余污泥厭氧消化產能；（2）污水余熱資源的回收。隨著我國城鎮化的推進和污水處理設施的完善，我國城鎮污水處理規模超過2 億t/d，由此產生的污泥量突破6000 萬t/d（以含水率80%計）。污泥具有污染和資源的雙重屬性，污泥處理過程消耗大量的藥劑和能源，同時以填埋為主的處置方式還會造成大量溫室氣體排放。在碳中和目標背景下，未來污泥處理處置應以節能降耗及資源能源回收為目標，通過現有技術提升與綠色低碳技術開發，實現過程能耗降低、化學藥劑替代、逸散性溫室氣體控制，以及生物質清潔能源回收等，以提升我國污泥處理處置的碳減排水平。

沼氣發電行業將成為減碳方面關聯收益較大的領域，污泥厭氧消化和沼氣發電不僅可減少溫室氣體排放，還可節約能源，在碳中和目標背景下將有較大的發展前景。

污水熱能充分開發利用既能幫助污水處理廠間接（通過能量輸出與能量交換）實現碳中和運行目標，還能幫助污水處理廠扭虧為盈，使環境、經濟、社會三者效益有效統一。

碳達峰碳中和是國之大計，需要國家有關部門聯合起來，支持行業實現碳達峰碳中和的相關舉措，對行業制定統一的減排要求，提出能源損耗和資源循環等方面的約束性要求，推動單個企業落實碳減排，最終實現市政環保設施減排的整體最優解決方案。

3 我國城鎮水環境治理行業發展展望

3.1 我國環保產業進入高質量發展新階段

（1）政策驅動效應轉化為政策與市場雙驅動機制[10]

美國等發達國家的經驗表明，為環保產業提供穩定、細致、可操作性強的環保政策非常重要。我國目前的環保政策日趨完善，將在建立完善的環保稅收政策、提供配套財政支持、激勵環保產業相關產品和服務發展方面取得更大進展。隨著政策的逐步完善，市場競爭機制將逐步建立。

（2）核心技術將不斷突破，驅動環保產業高質量發展[11]

預計未來15—20 年，在水環境監測領域，我國將研制一系列基于光譜質譜技術的高端環境監測儀器，實現痕量環境污染物的高靈敏探測，形成較大規模的高端環境監測儀器產業。在水處理領域，新型綠色混凝藥劑、無磷阻垢藥劑、高級氧化催化劑、離子選擇性分離膜、電驅膜脫鹽設備、混鹽安全固化設備等關鍵設備與藥劑產品將在冶金、化工、石化、制藥等工業領域大規模應用。我國自主研發的膜材料和裝備將在海水淡化、污水再生利用等領域廣泛應用，為解決我國水危機做出重要貢獻。

（3）環保服務業將迅猛發展，環保產業結構將更加合理

我國環保服務業收入由2011 年的1700 億元增長到2019 年的約11 200 億元，在全行業所占比重由2011 年的45%提升到2019 年的63%，已經成為帶動產業發展的主導力量。未來10 年內，綜合環境服務、環境咨詢服務、污染治理設施第三方運營、社會化環境監測、環境管家等行業將快速發展，環保產業結構將更加合理。

（4）新技術新裝備創新能力加強，國際競爭力大幅度提升[11]

“十二五”時期以來，我國環保市場的國際化步伐開始加快，環保裝備制造業2015 年出口交貨值為162.6 億元，“十二五”期間增幅達到39.7%，出口國家集中在印度、越南、巴西、智利等新興工業國家。近年來逐漸向美國、德國、新加坡等發達國家擴展，未來將在水處理、垃圾焚燒、危險廢物處置、土壤修復等領域形成競爭優勢。此外，我國作為溫室氣體排放大國，同時作為未來環保技術的主要應用市場，相應的新技術新裝備將被不斷開發應用，競爭優勢更加明顯。

3.2 生態環境質量持續改善攻堅期促進行業全面發展

3.2.1 流域水生態重建與功能恢復

（1）2022—2025 年

在流域水生態系統重建方面：摸清京津冀、長江經濟帶、黃河流域等重點流域的生態完整性本底，構建流域生態完整性評價的指標體系，提出流域水生態完整性理論的初步框架。

在流域水生態功能恢復技術方面：集成創新構建出農業面源污染技術體系；解決京津冀和長江經濟帶重點地區地下水污染診斷與預防的關鍵技術瓶頸；構建大尺度區域地下水污染防控技術體系框架，提出京津冀和長江經濟帶重點區域地表水及地下水污染聯合防控與水生態協同修復的重大技術解決方案，并在其他國家重點戰略區域開展推廣應用。

在河網水系生態環境修復技術方面：在河流微生境塑造、水文過程調控、生源要素調節、河流生態系統食物網健康維持、關鍵生物連通等技術方面取得重要進步。在濱海濕地水文連通和生物連通修復、生態重建、生物多樣性保育、生態補償等方面取得重要進展，并在黃河、長江、珠江三角洲等河口濱海濕地實施。

在湖沼濕地生態修復的系統解決方案方面：在湖沼濕地水暈水質預警預報、水生植被修復、水生食物網修復、湖泊富營養化控制、水華藍藻資源化、湖泊生態健康長效保障技術等方面取得重要進步，并在典型湖沼濕地實施，為我國未來開展湖沼濕地系統修復提供堅實的技術基礎。

（2）2025—2030 年

在流域水生態系統重建方面：完善流域水生態完整性理論；構建完備的流域水生態環境標準體系，提出國家重點戰略區域的水生態修復目標與技術路線圖。

在流域水生態功能恢復技術方面：構建健全的流域水陸一體的水污染控制和河湖一體的水生態修復技術體系，并納入國家戰略予以實施。

在河網水系生境修復技術方面：實現基于生源物質—初級生產力—次級生產力全過程的生態系統保護、生態廊道結構優化等成套技術的廣泛應用。

在湖沼濕地生態修復的系統解決方案方面：形成綜合提升生態服務、維持生態系統穩定的湖沼濕地生態修復成套技術，以及富營養化湖泊生態修復的系統解決方案，并廣泛應用。

3.2.2 智慧水系統構建

（1）2022—2025 年

在水信息智能感知技術方面：開發出特征污染物與水質綜合毒性現場檢測的高密度感知技術，排放限值滿足生活飲用水衛生標準要求，形成成套星空地一體化感知技術和標準體系。

在水信息綜合模擬與智能響應方面：建成具有自主知識產權的多尺度水系統全過程動態模擬器，達到國際先進水平，并針對京津冀、長江經濟帶等國家重點發展區域，構建以流域為單元的精細化、多尺度水系統全過程動態模擬分布參數集。

（2）2025—2030 年

在水信息智能感知技術方面：開發出新興微量污染物現場快速高靈敏檢測的生物傳感技術，實現重金屬類特征污染物指標的高精度遙感觀測。

在水信息綜合模擬與智能響應方面：形成智慧水系統構建技術體系與標準體系，全面開展綜合性應用示范，針對不同類型區域，提出水系統綜合調控策略集和智慧水系統建設途徑。

在智慧水系統的流域和區域應用示范方面：建立以水生態健康安全為導向的第二代智慧水系統，覆蓋全國五大流域河流的100%國控斷面和70%省控斷面。到2035 年，形成我國流域智慧管理平臺建設技術標準體系，并在全國五大流域所有水系控制斷面進行推廣應用。

3.2.3 全過程綠色減排與水污染控制技術

（1）2022—2025 年

在城市污水再生與資源循環方面：突破能源自給與高值化資源回收協同的污水處理關鍵技術，創建新一代污水處理廠的建設、運行、維護與能源供給模式，形成與水生態相適應的污水排放標準，打造廠—網—河一體化、安全可靠的城市水環境智慧化建管平臺，在不同區域開展技術示范應用。

在村鎮水環境治理方面：形成針對不同類型農村的污染治理綜合目標、技術方案和智慧化管理系統，全面開展綜合性技術應用示范。

（2）2025—2030 年

在城市污水再生與資源循環方面：形成針對不同類型城市的水環境治理綜合目標、技術方案、智慧化管理系統與標準體系，全面開展綜合性技術應用示范，使技術整體上達到國際領先水平。

在村鎮水環境治理方面：集成村鎮污水與廢棄物協同處理的水環境治理關鍵技術，形成適合我國美麗鄉村建設的水環境治理技術體系與標準體系。

3.2.4 核心關鍵材料與重大裝備

自主研發適于我國國情的水處理工業支撐裝備系統及城市水系統韌性管網支撐裝備系統，研發空地一體化智慧流域水環境監控預警和智慧城市水務管理支撐裝備系統，逐步構建我國水污染治理核心關鍵材料與重大裝備的科技支撐體系和標準體系。

（1）2022—2025 年

突破智能膜材料、靶向吸附材料、仿生水處理藥劑產品化關鍵技術，自主研發系列化、標準化的高速分離、高速厭氧等支撐性水處理裝備，并在典型工業行業完成技術示范；突破高精高穩水質在線傳感關鍵技術，研發廣譜高端的水質分析裝備系統；研發管網智能檢測裝備和新型修復機器人，并在典型流域進行示范應用。

（2）2025—2030 年

突破厭氧過程主導的生物處理裝備化和仿生處理裝備化關鍵技術，通過若干工業行業水處理技術示范，為支撐工業全過程綠色化提供核心技術系統；研發高動態適應性的流域水環境智能化監控預警裝備系統和城市供排水管網監控預警運維修復裝備系統，在我國主要城市及重點流域進行示范應用，大幅度提高城市水系統管網安全運行保障率。

形成水處理工業3.0 支撐裝備體系，從智能材料到多元仿生水處理工業化支撐裝備系統；形成較完備的空地一體化智慧流域水環境監控預警和智慧城市水務管理支撐裝備系統，形成城市水系統韌性管網支撐裝備系統，服務于我國90%以上的重點流域及城市，實現城市水系統管網安全運行保障率達到95%，全面支撐我國城市水系統和流域水環境智慧管理服務能力的提升。

3.3 新一輪科技革命帶動下的行業技術進步

3.3.1 人工智能（AI）技術

AI 是計算機科學的一個分支，是研究和開發用于模擬、延伸和拓展人類智能的理論、方法、技術及應用系統的技術科學。近年來，隨著計算機算力的大規模發展及算法的不斷突破，為水環境污染防控、水質安全保障、涉水設施優化重構及流域生態系統管理等技術的研發和創新提供了強大的工具。

3.3.2 前瞻性和顛覆性技術

以環境科技與新興技術交叉融合為驅動，突破以合成生物技術、納米技術和信息技術為核心特征的前瞻性、顛覆性水環境治理與生態修復技術，將支撐水污染控制與治理科技的進步與跨越式發展。

3.4 市場空間預測

3.4.1 排污管網提質增效

“十四五”期間，我國將重點推進排污管網提質增效，新增和改造污水收集管網8 萬km?！丁笆奈濉背擎偽鬯幚砑百Y源化利用發展規劃》（以下簡稱《“十四五”規劃》）明確提出，到2025 年基本消除城市建成區生活污水直排口和收集處理設施空白區，原則上全國城市生活污水集中收集率應達到70%以上或比2020 年提高5 個百分點以上。預計新建排污管網投資在4500 億元以上，老舊管網改造需投資在3000 億元以上，雨污合流改造投資在1500 億元以上，若考慮建成后的管網運維費用，則“十四五”期間排污管網領域將釋放1 萬億元的市場規模。

3.4.2 污水處理與資源化

“十四五”期間我國將進一步推進污水處理與資源化利用，到2025 年，城市和縣城的污水處理能力基本滿足經濟社會發展需要，縣城污水處理率達到95%以上；水環境敏感地區污水處理基本達到一級A 排放標準?！丁笆奈濉币巹潯访鞔_提出，“十四五”期間新增污水處理能力2000 萬m3/d；新建、改建和擴建再生水生產能力不少于1500 萬m3/d。因此預計“十四五”期間全國污水處理與資源化的投資在2000億元左右。

3.4.3 污泥處理處置及資源化利用

“十四五”期間我國將更加重視污泥的處理處置及資源化利用。《“十四五”規劃》明確提出，城市和縣城污泥無害化、資源化利用水平進一步提升，城市污泥無害化處置率達到90%以上；長江經濟帶、黃河流域、京津冀地區建制鎮污水收集處理能力、污泥無害化處置水平明顯提升?！笆奈濉逼陂g，新增污泥（含水率80%的濕污泥）無害化處置設施規模不少于2 萬t/d，這部分投資預計約為100 億元，而且每年的處理處置費用在60 億元左右，因此“十四五”期間污泥處理處置投資與運營費用將超過500 億元。

3.4.4 農村污水治理

《全國農村環境綜合整治“十三五”規劃》提出到2020 年，我國農村污水處理率要達到30%以上。但目前大部分農村缺乏污水收集管網與處理設施，農村污水處理能力年復合增速在8%左右，推進速度較慢。農村污水治理2020 年產值約為844 億元，到2035 年將形成2000 億元的市場空間。

3.4.5 流域綜合治理

“十四五”期間全國重點流域水生態環境質量標準將有所提升，而且將把城鎮污水處理和水環境綜合治理相結合，實現規?；蛥f同效應。按照每千米流域治理投資在8000 萬元測算，黑臭水體治理投資將達到500 億元左右，流域治理投資將在2000 億元左右。生態環境部環境規劃院根據《水污染防治行動計劃》的工程項目，采用基于重點領域工程任務量的測算方法，依據投資單價和工程任務量兩個參數進行了初步估算，完成《水污染防治行動計劃》約需投資4.6 萬億元。其中城市黑臭水體治理、地表水飲用水水源環境保護、地下水污染防治、地表水水質保持、水質良好水體及入海河流劣Ⅴ類消除等工程措施投資需求達1.8 萬億元[12]。