近年來，我國城鎮(zhèn)污水處理比例不斷提高，但是排水系統(tǒng)雨天溢流造成的城市面源污染，已成為城市水體污染的重要問題之一。溢流污染的有效控制，對(duì)改善水環(huán)境，提升人民幸福感、獲得感與安全感有著重要作用。而隨著全國黑臭水體治理到了攻堅(jiān)和收尾階段，城市污水治理設(shè)施逐步完善，消除“城市面源污染”成為了下一步改善水環(huán)境的重要任務(wù)。

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近年來，我國城鎮(zhèn)污水處理比例不斷提高，但是排水系統(tǒng)雨天溢流造成的城市面源污染，已成為城市水體污染的重要問題之一。溢流污染的有效控制，對(duì)改善水環(huán)境，提升人民幸福感、獲得感與安全感有著重要作用。而隨著全國黑臭水體治理到了攻堅(jiān)和收尾階段，城市污水治理設(shè)施逐步完善，消除“城市面源污染”成為了下一步改善水環(huán)境的重要任務(wù)。國家發(fā)改委：下達(dá)35億元中央投資 治理重點(diǎn)流域水環(huán)境

近期，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院及生態(tài)環(huán)境部水專項(xiàng)管理辦公室組織召開了“促進(jìn)城市黑臭水體長治久安推動(dòng)城市面源污染全面管控研討會(huì)”，針對(duì)城市黑臭水體治理推進(jìn)過程中的城市面源污染問題展開探討，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、國家環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理與評(píng)估工程技術(shù)中心主任王凱軍以城市水環(huán)境管理與考核變化引起的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)問題為背景，分享了他在合流制溢流污染控制方面的看法。

城市面源污染控制將是重點(diǎn)方向之一

王凱軍介紹道，我國面臨城市水環(huán)境管理重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折期，具體表現(xiàn)為四大趨勢：

從追求工程結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注環(huán)境效果。過去追求點(diǎn)源污染治理，在河長制推行后，從監(jiān)控重點(diǎn)污染源轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控河流斷面水質(zhì)。

污染源發(fā)生變化。主控污染物類型由機(jī)污染控制為主轉(zhuǎn)變?yōu)榈�、磷營養(yǎng)元素控制。生態(tài)環(huán)境部水司司長張波也曾表示，在下一階段的城市水環(huán)境治理任務(wù)中，COD濃度不再是主要問題，河流中的氨、氮等污染物的控制將成為關(guān)注重點(diǎn)。

從點(diǎn)源控制轉(zhuǎn)變?yōu)槊嬖纯刂�。水污染控制主�?zhàn)場由點(diǎn)源控制向流域綜合整治方面轉(zhuǎn)變。不僅如此，農(nóng)村和城市面源污染治理的比重也將進(jìn)一步提高。

從被動(dòng)防治轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)修復(fù)。王凱軍表示，由過去被動(dòng)防治轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和建設(shè)，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)量是一個(gè)普遍趨勢。

在上述四大趨勢中，王凱軍重點(diǎn)分析了城市面源污染控制對(duì)城市水環(huán)境的影響。他表示，雨水溢流污染帶來的面源污染在很大程度上影響了我國河流斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)率，我國河流斷面水質(zhì)在汛期達(dá)標(biāo)率明顯低于非汛期。而國控?cái)嗝婵己祟l率不斷提高，過去一個(gè)季度監(jiān)測四次，隨著斷面自動(dòng)監(jiān)測站的普遍建立下一步或許將發(fā)展到周、日考核階段，達(dá)標(biāo)率或?qū)⑦M(jìn)一步下降。

以北京市通州北運(yùn)河(北關(guān)閘下游段)為例，王凱軍進(jìn)一步解釋，以目前的現(xiàn)狀來看，當(dāng)城市出現(xiàn)中小降雨時(shí)，城市及農(nóng)田面源徑流直接入河，在短期內(nèi)將會(huì)對(duì)河道水質(zhì)產(chǎn)生較大影響，北運(yùn)河河道水質(zhì)指標(biāo)將迅速由30-40mg/l上升至70-90mg/l，局部水質(zhì)指標(biāo)甚至將達(dá)到100mg/l以上。針對(duì)北方地區(qū)緩流水體，在上游來水缺乏及河道發(fā)揮自凈作用有限的前提下，雨后10-15天左右，河道水質(zhì)一般無法達(dá)標(biāo)。如果夏季出現(xiàn)多場降雨，將對(duì)整個(gè)夏季的河道水質(zhì)達(dá)標(biāo)率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

王凱軍總結(jié)道，根據(jù)建設(shè)2035年美麗中國的建設(shè)目標(biāo)，城市面源污染控制不得不重視，在未來相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，城市面源污染控制是今后的重點(diǎn)方向之一。

我國排水體制已不適應(yīng)環(huán)境管理變化的需求

雨天排水系統(tǒng)造成的溢流污染作為制約城市水環(huán)境面源污染控制的重要因素，成為了城市水環(huán)境治理領(lǐng)域中難點(diǎn)問題，排水系統(tǒng)采取合流制還是分流制的爭論也成為了行業(yè)內(nèi)的焦點(diǎn)。

王凱軍表示，我國排水體制已不適應(yīng)環(huán)境管理變化的需求。根據(jù)當(dāng)前和下一步的水環(huán)境問題的徹底解決應(yīng)當(dāng)聚焦于合流制與分流制的制度的頂層設(shè)計(jì)，當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，采取合流制或分流制的原因已經(jīng)與降雨無關(guān)，而不要糾結(jié)與評(píng)價(jià)兩種制度孰優(yōu)孰劣。目前我國排水體制是城市排水思路的設(shè)計(jì)，而不是水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)思路考慮的，這也是傳統(tǒng)治理體系造成部門條塊分割的結(jié)果。事實(shí)上，分流制體系雨水的初期雨水污染對(duì)水環(huán)境的影響沒有進(jìn)行制度設(shè)計(jì);對(duì)于合流制排水體制，歐美等發(fā)達(dá)國家大多數(shù)采取合流制，比如，英國、法國、德國合流制都在70%左右，西班牙更是高達(dá)80%。德國科隆市合流制管系甚至占94%、日本東京合流制系統(tǒng)占90%以上。而我國普遍采用的截留式合流制下，以往規(guī)定的截留倍數(shù)比較低,同樣對(duì)于合流制溢流污染(CSO)控制也還沒有列入議程。

在中國現(xiàn)階段的排水系統(tǒng)，遺留了大量截留式合流制系統(tǒng)。從國際經(jīng)驗(yàn)來看，國外的初期截流倍數(shù)比我國大得多，以控制徑流總量(T)為目標(biāo)，世界各國徑流截留率一般在80-95%以上，在考慮綠色基礎(chǔ)設(shè)施之前就已對(duì)溢流污染有所考慮，在雨水來臨之時(shí)，對(duì)溢流部分是基本可控的。而我國采取的是有限截流設(shè)計(jì)理念，雖然名曰“截” ，但其實(shí)質(zhì)是“排”，只以能截留的n倍為目標(biāo)，是為“小n思路”。

根據(jù)研究表明，初期雨水污染物濃度高于污水廠排放標(biāo)準(zhǔn)，混合雨水污染物濃度也不能滿足水環(huán)境要求。我國下一步將采取更大倍數(shù)截流標(biāo)準(zhǔn)，然而根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》3.3.3條款中截流倍數(shù)宜采用2～5的要求，甚至采用10倍截留率，以Ⅲ類水、Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)來看，溢流污水濃度也不能滿足水環(huán)境的要求，氮、磷這部分仍然超標(biāo)。

“水質(zhì)凈化”凈化的又是什么水?這些問題不解決，在某種程度上就是沒有抓住根本問題，治標(biāo)不治本。

數(shù)據(jù)顯示，采用完全分流制的新加坡，污水處理廠進(jìn)水COD濃度達(dá)565mg/L，北京城區(qū)COD濃度為513mg/L，但是上海僅為280mg/L，廣州更甚，僅為181mg/L。王凱軍分析道，通過用水量、排水量和進(jìn)水濃度以及理論排放當(dāng)量，可以推算出可以推算出沒有接管的污水量，我國COD漏損率至少有40-50%，這才是真正導(dǎo)致導(dǎo)致黑臭水體的根源。數(shù)據(jù)也恰恰證明了這一點(diǎn)，雖然上海市明確提出污水處理率達(dá)94%，但根據(jù)城市6000多平方公里范圍內(nèi)雨水管網(wǎng)混接污染溯源和1萬多條河流排放清單分析，56%的污水直接或間接排入河道�！冻鞘泻诔羲�體整治工作指南》規(guī)定了二十四字方針，黑臭水體的整治應(yīng)按照“控源截污、內(nèi)源治理;活水循環(huán)、清水補(bǔ)給;水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)”方針。“控源截污”到底應(yīng)該控制什么，這是一目了然的問題?這也是社會(huì)輿論一直在提黑臭水體治標(biāo)不治本的問題所在。

王凱軍總結(jié)，盡管我國污水處理量大，但進(jìn)水污染物濃度低，導(dǎo)致各地的污水處理率虛高。將36個(gè)重點(diǎn)城市污水處理量、COD削減量及COD遺失率對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其中25個(gè)城市COD漏損率超過50%!這一現(xiàn)象背后的原因按目前低濃度情況，按用水量區(qū)分，有以下三種情況：1、如果水量小，說明用水浪費(fèi)，并且管網(wǎng)建設(shè)落后;2、如水量相當(dāng)，說明有一半以上污水沒有收集，并且雨污不分;3、如果水量大，說明污水沒有收集或管網(wǎng)破損嚴(yán)重。

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”，北京全市污水處理率從84%提高達(dá)到94%，到2019年底，兩輪投資接近600億的投入。如此高投入才換來94%的處理率，王凱軍表示，最主要的原因是污水沒有全部接入管網(wǎng)，是全收集的問題沒有根本解決。

溢流污染的解決途徑

王凱軍表示，解決溢流污染的途徑主要有四類：一是盡快建立雨污分離系統(tǒng)，二是建立海綿城市理念解決雨水問題，三是擴(kuò)大合流制處理雨污水問題，四是建立新型污水排放體系。從以上途徑來看，主要思路圍繞雨水收集展開，和污水處理與水質(zhì)提升問題關(guān)系并不十分緊密，黑臭水體三年提質(zhì)仍停留在“黑臭”層面，對(duì)下一步水環(huán)境提升的效果并不大。

從我國排水管道情況和分流制改造來看，近年來，我國雨污合流改造并未發(fā)生太大變化，根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，我國雨水管道和污水管道在2013-2017年間都增加約20萬公里，雨污管道一直未有太大變化，此類設(shè)施基本位于城中心，基本沒有改動(dòng)，實(shí)踐證明也改不動(dòng)。在如此情況下，合流制將普遍存在，也必將長期存在，合流制溢流污染，避無可避!如果進(jìn)行分流制改造，按照管道建設(shè)投入與污水廠基礎(chǔ)設(shè)施投入算一筆賬的話，排水管網(wǎng)長度在 2017 年達(dá)到 55 萬公里，形成3萬億元以上固定資產(chǎn)。截至2017年，全國城鎮(zhèn)建成污水處理廠5027座，污水處理能力達(dá)1.88億立方米/日，形成固定資產(chǎn)不到1萬億元，目前投資的數(shù)量級(jí)約為3-5：1，因此，并不十分建議優(yōu)先在管道建設(shè)方面進(jìn)行投資，這個(gè)投資最大。不過地方政府在沒有管道的新建城市建設(shè)管道是合理的。

從海綿城市建設(shè)方面來看，我國30個(gè)海綿城市，平均每平方公里投入1-2億，再考慮綠化投入等因素，海綿城市如此發(fā)展下去，等達(dá)到40%建成區(qū)時(shí)，將變成海量投資。王凱軍提醒道，合流制和LID系統(tǒng)建設(shè)順序和數(shù)量的問題很重要，根據(jù)國際經(jīng)驗(yàn)來看，國外治理溢流污染主要以大腸桿菌、懸浮物(懸浮性有機(jī)物)為控制目標(biāo)，在合流制系統(tǒng)實(shí)行近百年，80%-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。王凱軍表示，建設(shè)海綿城市之前，一定要先解決基礎(chǔ)問題。

王凱軍將海綿城市建設(shè)方案、分流制方案與合流制方案進(jìn)行對(duì)比之后，發(fā)現(xiàn)海綿城市建設(shè)對(duì)于小城市而言是百億級(jí)別的投入，分流制改造方案為10億級(jí)別的投入，合流制雨水處理方案為億級(jí)投入，從經(jīng)濟(jì)選項(xiàng)來看，合流制雨水處理方案為最優(yōu)選擇。加拿大某城市也做過類似對(duì)比，發(fā)現(xiàn)海綿城市建設(shè)是投資最高的，完全分流制位列第二，污水廠改造則是效益最高的一種方案。

加拿大某城市處理方案對(duì)比

根據(jù)以上結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，若充分利用已建成的污水處理基礎(chǔ)設(shè)施與管網(wǎng)系統(tǒng)，目前我國污水廠進(jìn)水濃度低反而是一項(xiàng)優(yōu)勢。因?yàn)楹唵握f污水處理池容的設(shè)計(jì)與流量和濃度的乘積成正比，如果濃度低一倍，流量則可以提高一倍。對(duì)于我國污水濃度普遍偏低的情況，這樣產(chǎn)生一個(gè)問題是否可以利用富裕能力處理2倍以上雨水?或許有人質(zhì)疑，如果流量多了，那么水利條件則會(huì)發(fā)生變化，王凱軍解釋道提高流量整個(gè)系統(tǒng)的限制性因素是沉淀時(shí)間，提高沉淀速度一部分處理廠可至少處理2-4倍的雨污水。有條件的污水廠若進(jìn)一步修建雨水存儲(chǔ)池，則可控制80-90%的徑流總量。這是需要業(yè)界打開思路積極探索的一個(gè)問題。

解決合流制溢流污染的政策建議

CSO治理需要頂層設(shè)計(jì)優(yōu)先，確定明確的路線圖，這不是一個(gè)短期任務(wù)，是需要未來二、三十年進(jìn)行治理的問題。除了路線圖以外，還應(yīng)當(dāng)在政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面都應(yīng)建立配套設(shè)施。

建議一：我國應(yīng)該盡快實(shí)行濃度限批，節(jié)水優(yōu)先，杜絕劣質(zhì)下水道工程。濃度沒有達(dá)標(biāo)不考慮其它基礎(chǔ)設(shè)施的國家投入，地方政府可以此為導(dǎo)向，先解決最基本問題。這是從問題導(dǎo)向與結(jié)果導(dǎo)向來解決難題。生態(tài)環(huán)保部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)也十分認(rèn)同這一思路，并且說在2010年左右，就曾在地方采用過濃度限批手段，通過從嚴(yán)審批倒逼地方政府解決當(dāng)?shù)毓芫W(wǎng)問題。

建議二：海綿城市重點(diǎn)應(yīng)該是解決城市面源污染控制的最后一公里——精準(zhǔn)海綿建設(shè)。因?yàn)楹＞d城市建設(shè)理念是需要承建、交通、住房、水利等各部門齊抓共管的項(xiàng)目，需要涉及一系列標(biāo)準(zhǔn)，比如馬路應(yīng)該低于綠地這一最為基本的問題涉及道路標(biāo)準(zhǔn)問題，要和與水無關(guān)的各部門打交道。所以要精準(zhǔn)構(gòu)建灰綠復(fù)合海綿空間解決CSO問題，利用地形、河道主要通過自然的手段精準(zhǔn)建設(shè)海綿城市設(shè)施，結(jié)合儲(chǔ)存等灰色基礎(chǔ)設(shè)施有效解決溢流雨污水(CSO)問題。
 

為了解決CSO問題，王凱軍團(tuán)隊(duì)在通州開展了納米絮凝劑中試研究，以3倍的流量在雨天沖擊5小時(shí)，出水COD、氨氮、TN、TP并沒有受到影響，能承受5小時(shí)以上沖擊。關(guān)于沉淀問題，并非只有一種解決方式，如果將此問題拋給企業(yè)，企業(yè)會(huì)有更多技術(shù)和方法來解決。在通州的規(guī)劃中，結(jié)合污水廠超負(fù)荷運(yùn)行，，雨季每天可多處理7.5萬立方米污水。同時(shí)，結(jié)合碧水廠的現(xiàn)狀13.5萬平米、7-8米調(diào)蓄水深，容積>100萬立方米坑塘，如果利用20萬立方米調(diào)蓄庫容存儲(chǔ)雨水，整體超過海綿城市建設(shè)徑流控制率75%的要求，在降雨量33mm情況下可實(shí)現(xiàn)全面控制，解決副中心雨水徑流污染問題問題

建議三：我國應(yīng)該修訂城市污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)雨季超水力負(fù)荷處理，制定相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)同控制城市面源污染或雨水溢流污染。

昆明已經(jīng)在這方面有所行動(dòng)，制定標(biāo)準(zhǔn)，是國內(nèi)第一個(gè)明確規(guī)定，如果雨季達(dá)到1.3倍以上，雨季預(yù)留可以執(zhí)行最低標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定�？梢哉f昆明的舉措在國內(nèi)打開了一個(gè)方向，通過鼓勵(lì)雨季多處理雨水，配套相應(yīng)經(jīng)濟(jì)措施，從末端解決問題。第一步可以盡量利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施與污水管網(wǎng)系統(tǒng)，尤其是現(xiàn)有的負(fù)荷嚴(yán)重不足的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，再進(jìn)行雨水調(diào)蓄，兩相結(jié)合。王凱軍認(rèn)為，若按該思路制定發(fā)展路線圖，未來仍然需要10-20年的時(shí)間，才可以徹底解決城市面源污染或雨水溢流污染。