某城镇污水处理厂网一体化调查分析及建议

王 雄，贾 鹏，孙永军

(1.南京大学环境规划设计研究院集团股份公司，江苏南京 210093；2.江苏省工业节水减排重点实验室，南京工业大学城市建设学院，江苏南京 211800)

1 调查背景

城镇污水处理设施具有投资大、建设内容复杂、施工周期长的特点，为减轻投资压力、缩短建设周期，一般需将各类设施进行拆分建设。这种建设模式导致城市排水系统内存在厂网建设标准不统一、功能不匹配、排水管网建设分散、施工质量参差不齐等问题，使得城市水环境治理成效大打折扣。2000年以后，以BOT为代表的投资模式开始在国内水务基础设施建设中广泛应用，但绝大多数案例为具有较为显著运营收益的污水处理厂工程，并未解决厂网建设分离的问题，且建成后的污水处理厂普遍存在配套管网不完善、厂网管养职责分割、系统运营效率低的问题。在安徽、北京、上海等地开展的相关工程经验表明，污水处理厂和排水管网的一体化运营，更符合城镇排水系统的内在特性以及作为城镇基础设施的服务定位，更有利于充分发挥其水环境保障功能，提高水务管理效率和服务水平[1]。

近年来，国内多地已进行污水处理厂网一体化工作的积极探索，比较典型的例如安徽池州和安庆等地的案例。2014年12月，安徽省池州市主城区污水处理及市政排水设施购买服务PPP项目由社会资本深圳市水务(集团)有限公司与池州市住建委签约，该项目主要特点可归纳为“三合一分”：市县整合、厂网整合、资产整合、建管分离。该项目被列入财政部第一批PPP示范项目，也成功遴选为全国7个PPP经典案例之一，被业界誉为“池州模式”。2015年12月，安庆市住建委与北京城市排水集团有限责任公司签署了《安庆市污水收集处理厂网一体化PPP项目协议》，该项目整合政府投资建设或运营管理的污水处理厂、配套污水管网及污水泵站，以及PPP项目合同约定的未来新增或续建的厂、网设施交由社会资本与市城投公司组建的项目公司投资、建设、运营和管理，实现污水全收集、全处理。该项目是2014年财政部公布的30个示范项目之一。

为持续改善水环境质量，加快补齐城镇生活污水收集处理设施短板，尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理，2019年6月江苏省有关部门发布《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019—2021年)》，要求各设区市要督促指导所辖县(市)开展城镇污水处理提质增效行动，制定三年行动实施方案，优化完善城市生活污水治理工作机制。为推动城镇水环境治理工作高质量发展走在苏中苏北前列，某区住房和城乡建设局组织牵头，聘请第三方技术服务机构，从厂网分离问题入手，对城镇污水处理设施运行现状、投资建设和运营主体结构进行调研和分析，提出针对性的建议，用以指导下一步全区城镇污水治理的规划和实施。

2 调查范围和内容

2.1 调查范围

调查范围包含区内11家城镇生活污水处理厂及配套污水管网。

2.2 调查方式

调查方式包含实地调研、资料收集分析、区镇生态环境局和住建局走访交流、污水厂运营单位座谈等方式。

2.3 调查内容

(1)污水处理厂和管网现状

各镇污水处理厂网规模、污水收集率、负荷率统计、厂网运行状况、出水达标情况、污水集中处理率；污泥处理现状，包括污泥产生量、污泥性质、污水处理厂是否配建污泥处理设施、污泥末端处置方式、污泥处置单位等。

(2)厂网建设模式

污水处理厂和配套管网建设模式调查(如PPP、EPC、BT、BOT等)以及各种建设模式产生的问题(资金、规划、管理)等。

(3)厂网运营模式

污水处理厂和配套管网运营模式调查，各种运营模式产生的问题等。

3 调查现状分析

3.1 污水处理厂现状调查分析

根据本次调研结果，截至2019年7月，本区总计建成11座城镇生活污水处理厂，合计处理能力为13.2万m3/d，实际处理水量约为5.334万m3/d，总体污水处理负荷率仅为40.4%。本次调研对各污水处理厂2019年3月—7月的平均进水和出水水质数据进行了统计，主要统计了COD、氨氮、总氮、总磷等指标，根据水质调查结果，除氨氮能稳定达标外，普遍存在进水COD偏低、出水总磷超标的现象。同时，还存在进水含有一定量的工业废水、设备缺乏维护保养、生化系统活性污泥浓度低、加药量较大、在线监测设备未正常运行等现象。污泥处置方面除3座城区污水处理厂配套建有污泥浓缩和压滤设施外，其余乡镇污水处理厂均无污泥压滤设施，剩余污泥由污泥罐车外运处理。导致污水处理负荷偏低和出水指标超标的原因主要如下。

(1)厂网布局规划不合理

当地镇级工业园区基本位于建成区内，未单独建设工业污水管网，工业废水和生活污水一起进入生活污水处理厂，导致污水处理系统运行困难，超标排放。各镇(街道)除开发区外，均未编制污水专项规划，仅在镇区总体规划中一页带过，篇幅较少，不能引导城镇生活污水治理设施的建设。

(2)污水管网建设不到位

镇级污水管网建于2012年前后，建设标准较低，主管网未能覆盖整个镇区，支管网未完全建成，污水收集率不高。部分城中村无污水管网和处理设施，导致污水直排。另一方面，部分管网采用的是塑料波纹管材质，机械强度较差，易破损，存在大量雨水、河水进入破损污水管网的现象，导致进水COD偏低。

(3)设备缺乏维护保养

调研结果显示，大部分污水处理厂和污水提升泵站存在设备停运、损坏、闲置等非正常现象，特别是乡镇污水处理厂，普遍存在诸如机械格栅停运、紫外线消毒灯管损坏未运行、加药装置未运行、除臭系统风机停运、设备电机未添加润滑油等现象。

3.2 污水集中处理率估算

(1)综合生活用水定额法

利用综合生活用水定额法计算生活污水排放量，该区城镇综合生活用水定额取200 L/(人·d)(根据该地区2013版总体规划)，总人口为70.54万，人口城镇化率为61.79%，综合生活污水定额按用水定额的80%计，地下水渗入量按污水产生量的10%计，计算得出该区城镇生活污水排放总量为7.671万m3/d。根据本次污水处理厂水量调研数据，生活污水实际处理量为5.334万m3/d，则生活污水集中处理率为69.5%。

(2)实际用水量估算法

根据对自来水厂的调研，2018年该区总供水量为4494万m3，其中，公共服务用水和居民家庭用水合计2 890.7万m3，取自来水折污系数为0.9，则2018年该区生活污水产生量为2 890.7万m3×0.9=2 601.6万m3。

根据本次污水处理厂水量调研数据，生活污水实际处理量为5.334万m3/d，则年生活污水处理量为5.334万m3/d×365 d=1 946.9万m3。

生活污水集中处理率为1 946.9÷2 601.6=74.8%，因此，根据实际用水量估算法计算得出生活污水集中处理率为74.8%。

3.3 污水管网现状调查分析

受城市建设历史欠账多、资金投入少等因素影响，该区排污规划与城市总体规划衔接不够，支线管网配套严重滞后，污水收集覆盖面受到限制，污水收集率与污水处理厂设计处理能力严重不匹配。城区范围建成污水管网共计82.2 km，各镇区范围建成污水管网为179.62 km，全区建成污水管网总计261.82 km。污水管网存在的主要问题如下。

(1)原有污水管网的规划、设计和建设标准不一致，衔接不顺畅。该区各个时期的污水管网在设计施工上都有不同的规划和施工要求，这就导致目前已建成的污水管网存在标准不统一、功能不统一的现象，不能很好地满足“雨污分离”的要求。污水管网的缺失主要有以下几种情况：两头有污水管网，中间缺失；源头有污水管网，中间和尾部无污水管网；上大下小“漏斗”型，肠梗阻现象严重；管网总量不足。

(2)排水户纳管推进力度不足。建制镇管网建设滞后，排水户接管工作推进缓慢，污水收集率普遍不高。城区污水管道覆盖率虽高于建制镇，但老城区、城中村等区域管网建设密度仍然较低，不少地区甚至城区的雨污合流现象还比较普遍。

(3)道路配套管网不健全。在污水管网建设过程中，因城市规划、道路改造等，部分道路未配套建设污水管道，导致污水管网覆盖率偏低。

(4)已建污水管网损坏率较高。城区污水管道建设起步较早，其建设密度均大于建制镇，但由于“重建设、轻养护”，且已建部分污水管道在设计时使用塑料波纹管，管材标准低，城区的污水管道损坏率较高。

如图1所示，目前，该区已建成污水处理厂处理能力总计13.2万m3/d，配套污水管网为261 km，平均单位污水处理能力配套的污水收集主干管长度指标为19.8 km/(万m3·d-1)。相比之下，临近某县已建成6座城镇污水处理厂，总规模为8.65万m3/d，已建成污水管网长度总计达606 km，其平均单位污水处理能力配套的污水收集主干管长度指标为70 km/(万t·d-1)，在2018年市局组织的高质量发展考核中，该县城镇污水集中处理率达86.84%，列全市(区、县)第一，苏北地区前列。从这一指标可以明显看出，该区污水管网配套与周边先进地区相比差距较大。

图1 管网建设指标对比分析Fig.1 Comparative Analysis of Pipelines Network Construction Indicators

3.4 建设模式现状分析

如表1所示，该区城镇污水处理厂投资建设主体主要有3类：各地政府、民营企业、政府和民营企业合资公司。其中，4个镇共用D污水处理厂，其由民营企业100%出资建设，其余7个镇级污水处理厂均由当地政府出资建设。城区污水处理厂中C污水处理厂由民营企业100%出资建设。A污水处理厂和B污水处理厂由某污水处理公司出资建设，为政府和民营企业成立的合资公司。

表1 城镇污水处理厂建设模式统计Tab.1 Statistics of Construction Mode of Urban Sewage Treatment Plant

配套污水管网基本由政府为主体牵头建设。各乡镇的污水收集管网由各乡镇政府负责建设，城区污水管网建设主体有住建、城管、开发区、高新区、自来水公司等，牵头部门较多。

这就导致了厂网建设分离，以前政府与社会资本合作治污，社会资本看中的是具有回报机制的污水处理厂，管网建设等属于市政基础设施，其公共属性更强，交给了地方政府，导致厂网分离。城镇污水管网配套建设不完善，管网建设规模和污水处理厂建设规模不匹配、不同步，导致城镇污水处理厂特别是乡镇污水处理厂不得不面对“缺水”的尴尬。

3.5 运营模式现状分析

调研结果显示，该区城镇污水处理厂基本由民营企业为主运营，运营单位主要有3家，其中，运营A污水处理厂和B污水处理厂的某运营公司是民营企业与区政府成立的合资公司，民营企业控股60%，其余9家污水处理厂均为纯民营企业运营。

配套污水管网包括污水提升泵站均由当地政府负责维护运营，但往往重建设、轻管理，且缺乏有效的管网维护运营手段和资金，没有形成科学、系统、周期性的运营机制。

目前，该区所有的城镇污水处理厂和配套管网均分属不同的主体运营，污水处理厂由民营控股的第三方企业运营，管网则由政府部门负责运营维护。管网破损和接管率低导致的少水、漏水问题，则直接导致了污水处理厂运行单价高、设备闲置等。另外，自来水费中代收的污水处理费实际并未做到足额上缴财政专户，专款专用，地方政府对污水处理运维经费支付不及时，时常发生运营单位与政府间的“扯皮”现象。

4 措施建议

根据本次城镇污水处理厂网调查，矛盾最为突出的问题可归纳为两点：经费少、主体多。经费少体现在乡镇污水处理厂和管网的运营维护，特别是污水收集管网欠账较多，缺乏污水处理专项经费的投入；主体多体现在污水处理厂和管网的建设运营主体多，牵头部门多，难以统一协调管理。

针对这两个主要矛盾，本着有效、可行的原则，结合区域城镇污水处理厂网现状，参照先进地区的成功模式，提出了3个方面的目标建议：近期重点推进污水处理厂网一体化、城乡一体化，远期规划实现供排水一体化。此外，从城镇污水处理厂稳定运行的角度，提出规范工业企业排水管理的建议。

4.1 厂网一体化

厂网一体化是指对城镇污水处理厂和污水管网进行统筹建设和协调运行，以保证整个污水系统的运行安全和高效[2]。

目前，该区的城镇污水处理厂与污水管网分属不同单位进行运营管理，由于各自运营目标和管理考核不同，产生了厂是厂、网是网的统筹建设及协调运行方面的诸多问题，比如管网管理不好对污水处理厂带来水质以及水量的冲击影响，进而导致城镇污水系统不能完全发挥其应有的功能。采用厂网一体化模式进行城市水务基础设施“打包”建设，更符合城市排水系统的内在特性，可统一排水系统内厂、网的建设主体，做到污水处理厂与配套管网同步设计、同步建设、同步验收、同步投产，能解决排水系统内存在的厂网建设分散、建设标准不统一、功能不匹配等问题，提高了项目整体的建设效率和质量；能实现城市水务基础设施运行维护全覆盖，打破了原有运营维护区域分割、管养职责分散的问题[3]。

因此，实现厂网一体化，提高厂网建设的同步性、规模匹配性，有助于保证污水处理厂的水质与水量，使得城镇污水处理系统更加稳定、安全和高效。

4.2 城乡一体化

城乡一体化是指将城区和乡镇污水处理设施有机结合，进行统一规划、建设和运营[4]。

相比周边县市相对成熟的污水处理一体化模式，该区目前城乡污水处理体系相对独立、城乡分离。一方面城区污水处理厂运行相对稳定，管理相对规范，污水收集管网及泵站等配套设施相对完善；另一方面乡镇污水处理厂污水收集管网配套不完善，经费保障不足，运营技术水平较低，从而造成乡镇水环境总体上无法得到有效改善。加快推进城乡污水处理一体化能有效解决城乡污水处理差别化严重的现象，也是落实科学发展观、统筹城乡发展的迫切需要。

4.3 供排水一体化

供排水一体化是指城镇供水、污水处理、排水和节水实现有机地结合，通过由具有法人地位的、在政府监管之下运作的水务公司或者供排水公司，对城乡水资源开发、利用及保护等进行统一管理[5]。

该区供水、排水系统分别由两个主体管辖，区自来水公司属于民营企业，排水系统由区住房和城乡建设局管理。长期以来分辖两个领域，且主体性质不同，造成了各自为政、技术力量分散、协调管理困难等诸多弊端，且两个主体在自来水费中代收的污水处理费的上缴和使用上存在分歧，不利于供水、排水系统的衔接配合和运营，也不利管理水平和质量的提升。推进供排水一体化，有利于理顺供排水管理体制，对城乡区域的蓄水、供水、排水、节水、水资源保护等实行统一管理，有效将“多龙管水”改革为“一龙治水”；有利于进一步完善基础设施建设，既可从区域上通盘考虑供水与排水，也可以根据有偿使用原则，解决部分供排水运营管理费用，促进供排水产业可持续发展。

考虑到短期内收购全部供排水资产的难度较大，因此，建议将供排水一体化体制作为水务统筹发展的远期目标，近期重点实施城镇污水厂网一体化和城乡一体化，把握好统一规划、统一建设、统一运营、统一监管、分步实施的体制原则，通过专业团队提高精细化管理水平。

4.4 规范工业企业排水管理

建议该区住建和生态环境部门牵头，落实工业集聚区按规定建设污水集中处理设施，加强工业废水处理。含重金属或难以生化降解的废水以及高盐废水，一律不得接入城市生活污水处理设施。对进入市政污水管网的工业企业进行全面排查、评估，经评估认定污染物不能被城市污水处理厂有效处理或可能影响城市污水处理厂出水水质达标的，要限期退出；经评估可继续接入市政污水管网的，工业企业应当依法取得排污许可。工业企业废水超过接管标准排放时，暂停接入市政污水管网，以保证城镇污水处理厂的正常运行。