王凱軍：城市水環(huán)境管理與考核方式變化下的新型排水系統(tǒng)構(gòu)建

水處理網(wǎng)訊:1我國城市水環(huán)境管理與考核方式的變化

我國面臨城市水環(huán)境管理重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折期，王凱軍教授認為其具體表現(xiàn)為四大趨勢：一是從追求工程結(jié)果到關(guān)注工程效果的轉(zhuǎn)變，即從重點污染源檢測轉(zhuǎn)變到檢測河流斷面；二是主控污染物類型從過去主要關(guān)注有機污染物轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注氮、磷等營養(yǎng)元素控制；三是從點源控制到面源控制的轉(zhuǎn)變，水污染控制主戰(zhàn)場將由點源控制轉(zhuǎn)向流域綜合整治；四是從被動防治到主動修復的轉(zhuǎn)變。這是最為重要的轉(zhuǎn)變，由被動防治轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃由鷳B(tài)修復和建設(shè)，特別是特殊地區(qū)主動追求與其經(jīng)濟、社會發(fā)展相適應(yīng)的更高的環(huán)境質(zhì)量。

在北方缺水城市，排放標準與地表水質(zhì)量之間存在著巨大的差距。新的“水污染防治法”規(guī)定了省、市、縣、鄉(xiāng)要建立河長制，習總書記在2017年新年賀詞中也提到每條河流都要有新的河長，加上湖長制的公布，導致了城市水環(huán)境管理從追求建設(shè)結(jié)果到關(guān)注環(huán)境質(zhì)量效果轉(zhuǎn)變。

北京采用了準IV類水的標準后，北京、天津、合肥、太湖、浙江以及四川的兩江流域等越來越多的地方政府也加入了這個行列。王凱軍教授說，特殊地區(qū)主動追求與其經(jīng)濟、社會發(fā)展相適應(yīng)的更高的環(huán)境質(zhì)量將成為一種趨勢，為什么不斷有地方政府加入到提標的行列中？這是法律賦予地方政府的責任和義務(wù)！今后，加入的地方政府肯定會越來越多。水質(zhì)改善的需求與地表水質(zhì)量的標準是剛性的、不可逾越的紅線。

他還通過一張圖來展示紐約市地表水質(zhì)量標準的劃分，其中最差的水體標準，也是要求魚類可以生存，事實上美國1973年頒布的清潔水法有兩條最基本的原則是可游、可漁，而隨著我國不斷改變水環(huán)境的質(zhì)量，我國人民也應(yīng)該有權(quán)利且也應(yīng)該追求更高的水環(huán)境質(zhì)量。

與2007對比，2017年北京出境斷面的COD和氨氮顯著降低。其中，COD已經(jīng)基本達到了IV類水標準，氨氮差距還很大。據(jù)水務(wù)部門預測，除去雨水對北運河水質(zhì)的短期影響，全部采用工藝和工程措施，三年內(nèi)可達到“水十條”中氨氮等于4的考核目標。

通過對北運河模擬發(fā)現(xiàn)，一場25毫米的降雨將會導致北運河水質(zhì)20天達不到地表水的標準。雨水截流、濕地處理等雖然能明顯抑制污染物，河流仍會有10天左右達不到地表水的質(zhì)量標準。從而可以看出主控污染物由有機污染控制為主轉(zhuǎn)變?yōu)榈⒘谞I養(yǎng)元素控制成為主要趨勢。這也進一步說明了今后相當長時期內(nèi)，城市面源污染控制是今后的重點方向之一。

2我國現(xiàn)有排水體制與水環(huán)境目標管理的不適應(yīng)性

《室外排水設(shè)計規(guī)范》（2016年版）中鼓勵分流制，在截流制里也鼓勵截流式，基本不鼓勵合流制。而我國現(xiàn)階段的排水體制遺留了大量截留式的合流制。王凱軍教授分析，合流制的主導思想是“截”，以控制徑流總量為目標，各國的徑流截留率一般在80-95%；而截留式合流制雖名曰“截”其實質(zhì)是“排”，只以能截留的n倍為目標。

近20年前北建工的車武教授就對初期雨水污染進行了研究。從分析數(shù)據(jù)可以看出，初期雨水的濃度甚至高于污水的濃度，而相當時長的降雨時間后，排放雨水濃度仍然不能滿足水環(huán)境的要求。

國外一般是采用合流制，雨季流量是旱季流量的3-5倍。合流制溢流污水(控制污染物一般是大腸桿菌或懸浮物)一般采用幾種形式處理：一是一級或一級強化處理，在生化段旁路直接排河；二是建立存儲池先截留，雨后再到污水處理廠處理；三是單獨建立一級或強化一級處理。

我國的截留式合流制溢流污染問題究竟有多大？按濃度大小將之分為三個等級，并指出十倍的雨水跟污水混合后其濃度仍然高于現(xiàn)在的地表水水環(huán)境質(zhì)量標準。

3污水管網(wǎng)建設(shè)存在短板并導致嚴重后果

全國幾個重點城市的污水濃度，并與雨污分流比較徹底的國家——新加坡進行對比，通過用水量、處理水量、人口排污當量和進水濃度分析發(fā)現(xiàn)，上海、廣州的COD有40%-60%損失，新加坡?lián)p失只有10%，北京則與新加坡相當，而全國整體污水濃度損失將近70%。這些損失事實上是截污不完全，是造成黑臭水體的主要原因。

我國的管網(wǎng)存在重大問題，通過全國監(jiān)督性檢查各流域污水處理廠進水濃度情況對比發(fā)現(xiàn)，全國4000多個污水處理廠中COD低于150mg/L的占到50%以上。這種情況下，按水量區(qū)分，如果一個城市的污水處理廠收集的水量遠遠低于其用水量，說明其管道建設(shè)是不充分的；如果水量和用水量相當卻濃度又低，說明其有一半以上的污水沒有收集，同時管道滲漏嚴重；如果水量超過了用水量，則說明管道破損嚴重，地下水滲入，且還有一部分污水量沒有收集到。

王凱軍教授說，針對低濃度污水現(xiàn)在有四種可能的解決方案：一是盡快建立雨污分流系統(tǒng)；二是建立海綿城市解決雨水問題；三是擴大合流制處理雨污水問題；四是建立新型污水排放體系。通過對全國管網(wǎng)建設(shè)情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，2017年形成管網(wǎng)55萬公里，固定資產(chǎn)在10-15萬億之間，而全國建設(shè)有污水處理廠將近5000多座，日處理量不到一噸，總資產(chǎn)不到1萬億。由此可見，建分流制和建污水處理廠的投資比例達10：1以上。因此，他指出現(xiàn)在一些城區(qū)已經(jīng)很發(fā)達了，再建設(shè)分流制管網(wǎng)投資太大。

歐美等發(fā)達國家大多采用合流制，可控制80%以上的雨水溢流，結(jié)合建立的溢流存儲池，基本上可控制合流制溢流污水的污染問題。海綿城市的主要目的是減少70%的徑流，而從兩批共30個海綿城市試點城市看，每平方公里投資達1.5億到2億元。按照1000毫米的降雨量計算，一平方公里每年的降雨量為100萬方，平均每天2000多方。加上雨季比較集中，半年計降雨量也不過5000方。投資1億以上解決每天5000方的雨水，這樣的投資效率太低，這也違背了“利用自然的力量排水，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”的目標。

基于此，王凱軍教授指出，學習國外的經(jīng)驗要首先全面了解、認真學習、然后融合貫通，才能結(jié)合我國具體國情提出借鑒的方案。了解國外合流制和LID系統(tǒng)建設(shè)的順序和數(shù)量都很重要，西方在合流制系統(tǒng)實施了近百年之后，從開始研究推行低影響開發(fā)，即先通過合流制解決了80%以上的問題，LID是解決合流制系統(tǒng)溢流僅5-20%的流量，且他們?nèi)匀唤o出每年容許溢流的次數(shù)和水量。在這點上，我國與他們有明顯不同，我們要求“最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響，將70%的降雨就地消納和利用”。海綿城市解決方案對大、中小城市的投入是千億和百億級，而分流制解決方案則是百億和十億的投入。合流制雨水處理處理解決方案則是十億和億級的投入，每個差了一個數(shù)量級。

4新型城市排水系統(tǒng)建設(shè)的政策、技術(shù)和標準支撐

王凱軍教授指出，新型城市排水系統(tǒng)建設(shè)需要有政策、技術(shù)的和標準的支撐。

在美國控制雨水徑流是一個非常重要的方式。1973年美國清潔水法頒布后的十幾年里，針對城市和工業(yè)發(fā)了十萬許可證。1989年，美國開始對合流制的雨水污水徑流采取控制，在暴雨一期期間面向大型建筑物發(fā)了約25萬份許可證，大大超過了工業(yè)和城市的許可證數(shù)量。2000年左右，美國暴雨二期期間又發(fā)了10萬份許可證，可見雨水溢流污染是水環(huán)境質(zhì)量管理的非常重要的一個方面。王凱軍教授提出政策建議之一，在政策上我國應(yīng)該盡快實行濃度限批，節(jié)水優(yōu)先，提高下水道工程的施工質(zhì)量，加快研究制定城市面源污染物排放標準和許可發(fā)放。

政策建議之二是海綿城市建設(shè)應(yīng)該從理念層面倡導，全社會的部門分工合作，全面建設(shè)海綿城市。建設(shè)部門應(yīng)負責建筑和周邊規(guī)劃建設(shè)，如屋頂花園滲水，停車場等；園林部門應(yīng)負責景觀、綠地等；道路部門則要制定與道路相關(guān)的標準，如邊溝的存續(xù)水等；水利部門應(yīng)負責雨水資源化的有效利用和雨水回灌地下水等問題；環(huán)保部門則盡快制定雨水排放許可證，控制溢流雨水污染。

海綿城市工程建設(shè)的重點應(yīng)該是解決城市面源污染控制的最后一公里，實施精準海綿。根據(jù)國家地理信息系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)的方法，要精準構(gòu)建灰綠復合的海綿空間，解決合流制溢流污染問題。他還通過展示通州的國家地理信息系統(tǒng)后表示，海綿城市建設(shè)思路是精準海綿建設(shè)，而不是要大面積鋪開。

在技術(shù)上，王凱軍教授建議要盡快開發(fā)一級處理和一級強化處理，并表示現(xiàn)在已經(jīng)有一些成熟的方法，如磁分離裝置、微沙沉淀方式，都比初沉池高效的多。從過濾上看，動態(tài)過濾和濾布濾池負荷遠高于傳統(tǒng)處理。

解決合流制溢流污染控制的主要方式是生物處理技術(shù)的提升。他說，我國80%左右的污水廠沒有達到滿負荷，其中大部分負荷甚至低于50%，30%左右的污水廠負荷在50-100%之間。因此，可以研究利用這些余量處理溢流雨水，甚至可以超負荷處理。他說，把污水處理廠本身的能力挖潛，加上二沉池負荷的提高，現(xiàn)有的污水廠至少可以處理2-4倍的合流制污水。

王凱軍教授列出了新型排水系統(tǒng)以及新型排水系統(tǒng)實施的路線圖，并指出新型排水系統(tǒng)應(yīng)該是這四種方法的組合，應(yīng)該首先最大可能利用處理廠的改造，即生物和二沉池的改造，包括初沉初級處理的提升，其次建設(shè)管網(wǎng)末端和在線的雨水存儲和處理措施。同時，新型處理系統(tǒng)應(yīng)該包括綠色基礎(chǔ)設(shè)施（即海綿城市），他們共同構(gòu)成了新型排水系統(tǒng)。

通過估算我國雨水完全分流和海綿城市的建設(shè)投資，認為其投資額至少要幾十萬億，并結(jié)合我國的經(jīng)濟實力，推算這需要二、三十年的時間。因此他還將之分成為2025年、2035年和2050年三個階段。其中，第一階段的主要任務(wù)是要繼續(xù)修建合流制的污水管，進一步擴大污水處理廠處理能力，特別是應(yīng)該涵蓋雨水的處理，解決溢流污染，即黑臭問題；第二階段是實行末端處理，精準海綿，這一階段的任務(wù)是初步達到地表水低的標準；第三階段才能考慮水環(huán)境全面達到高的標準、水資源的全部合理利用。

原標題:王凱軍：城市水環(huán)境管理與考核方式變化下的新型排水系統(tǒng)構(gòu)建