我国城市黑臭水体治理面临的挑战与机遇

2.3.2 我国城市分流制系统雨污混接严重

我国城市污水管网建设滞后城市发展20余年，率先发展的中心城区在城市排水骨干管网未普及的情况下，为了解决这些区域的污水排放，采取雨污水混接等临时性措施，将污水接入了城市的雨水管网，暂时满足了污水的排放需求。由于在较长时间内没有实施改造，临时措施变成了永久措施，时至今日，大量污染仍然直接排入雨水管道，雨污混接仍然比较普遍。

根据我国南方部分城市的调查结果，排入雨水管网的污水下雨时发生溢流污染，排放COD高达800~1 100 mg/L，导致河道雨天黑臭。我国国家水体污染控制与治理科技重大专项课题曾以某个城市为示范，开展了分流制排水系统雨污混接识别与改造的研究。图5是我国东部城市23个分流制排水系统雨污混接情况的调查结果，非法排入雨水管道污水量占服务范围总污水量的平均比例约26.2%，最高达70%。

2.3.3 分流制系统雨污混接和合流制系统沉积导致雨天水体黑臭

我国城市水体雨天黑臭主要原因是分流制系统和合流制系统雨天溢流污染。表2是我国南方部分城市以及法国、德国和美国雨天溢流污染浓度，可以看出，在我国南方地区，合流制系统雨天排水时，COD高达1 200 mg/L，均值高达540 mg/L；分流制系统的溢流污染浓度，无论是最大浓度或者中值，均比表中所列的国家严重，甚至高出2倍以上。

3 技术需求和市场展望

我国城镇化快速发展，城镇化率已从2000年的36.22%提高到了2016年的57.35%，但地下管网等基础设施建设却没有跟上。长期以来，我国城市管网建设投入不足，排水管网系统破损严重。随着城市黑臭水体治理中出现的顽症问题的暴露，社会公众乃至决策层终于认清了一个现实，城市排水体系建设的滞后，正在成为我国城市水环境水质改善的绊脚石，成为一道绕不过去的坎，或迟或早都必须要面对的问题。

3.1 技术需求

由于人口密集，交通繁忙，高楼林立，我国城市管网问题的解决非常困难，地下勘察、地下修复、地下施工存在巨大技术需求。在高密度发展的城区修复破旧管网，比新建管网还要困难。这是我国长期以来“重地上轻地下”的发展思路导致的结果。

（1）雨污混接改造。这是解决我国城市水体黑臭问题的关键，查明地下管网雨污混接情况是进行改造的前提。迫切需要开发混接污染源的溯源与追踪技术和地下管网探测与诊断的机器人，确定针对性的工程技术。高度现代化的城区实施地面开挖进行雨污混接改造十分困难，目前，我国城市采取的措施为初期雨水调蓄和旱流污水截流，对于雨天黑臭问题的解决十分有限，溢流污染末端快速净化和拦截装置开发十分重要，排水管网自动调度实现在线调蓄很有必要。

（2）管道修复。由于污水的腐蚀、侵蚀、冲刷、沉积及地面荷载等影响，排水管网存在着破损、错口、渗水、漏水、淤积、堵塞等不同程度的缺陷。地下管网探测仪器设备的开发十分迫切，地下管网诊断和修复技术的需求大大增加，非开挖管网建设和带水修复技术急需引进。目前，国内市场正在应用的技术是点状原位固化法、不锈钢套筒法等局部非开挖修复技术和紫外光原位固化法、管片内衬、短管内衬、胀管法等整体非开挖修复工艺，相关环保产业和工程建设市场也将迎来一轮爆发。

（3）沉积物清理。远距离输送的合流管道沉积物清理是控制溢流污染的有效措施。目前，我国基本采用人工疏浚，效率较低，因此，预防管网沉积技术，机械清淤和水力自动冲洗等技术方法有很大的需求空间，清淤污泥无害化与资源化处理处置技术需求非常迫切，随着对管道沉积污染的重视，相关装置、结构设计、施工和建设管理将会成为热点。

（4）低影响开发。通过绿色基础设施的拦、截、蓄、渗作用，可以有效减少降雨径流，从而减少合流制管网与分流制雨水管道的溢流污染。已有研究表明，绿色基础设施可以有效减少溢流频率，减缓沉积物的冲刷，尤其在中小雨的情形下，效果十分明显。传统灰色排水设施和绿色排水设施的耦合设计与优化管理运行将成为我国城市提高排涝能力、减少径流污染的主流技术。

（5）智慧水务。我国大部分城市，特别是中小城市的排水管网运行管理水平较低，很多城市仍然沿用传统的、依靠纸图甚至老工人记忆和经验的管理模式。尽管随着计算机技术的普及和发展，不少城市对排水管网数据进行了信息化处理，但信息化和专业化程度比较低，无法体现排水管网的系统性。另外，部分城市采用了基于GIS的管理系统，实现了城市排水管网地理特征的地图显示和查询功能，但无法实现排水管网的网络分析、动态模拟和优化分析，不能为城市排水管网安全运行提供科学的决策支持。基于传感器的管网、河网运营监控以及集合数学模型预测、实时数据分析、专家案例库查询与推理的智慧水务平台开发，也具有很大的发展空间。

3.2 市场展望

2015年4月，财政部、环保部发布《关于推进水污染防治领域政府和社会资本合作的实施意见》，提出在水污染防治领域推广PPP模式，完善投融资环境，引导社会资本积极参与、加大投入，提升水污染治理能力。我国黑臭水体治理正由潜在的市场变成现实的市场。我国政府实施依效付费，在黑臭水体治理PPP项目运营过程中定期对社会资本的投资治理和运行效果进行考核，考核结果作为支付项目运营服务费用的依据。社会资本参与城市黑臭水体治理，不仅可以解决政府短期集中投入资金短缺的问题，还可以将环境治理的工程，转换成一个按效果付费、易于管理的合同。这样，通过多方协作的方式，将短期整治与长期维护相结合，推动黑臭水体治理，并保障治理方案稳定运行。目前，河道水环境治理PPP项目已经发展到一定规模，截止到2018年7月，财政部入库河道水环境治理PPP项目共131个，总投资额2 259.18亿元。

目前，我国城市水环境治理PPP项目基本没有将现有管网修复与完善包括在内，这也是现有城市黑臭水体治理PPP项目“治理反复、反复治理”的根本原因。PPP项目只有将排水管网的完善与修复纳入其中才能见到长效。但是，我国城市管网资料跟实际情况差距较大，排水管网普遍存在地下水入渗、异物穿入、管道错接、管道淤积、管网破裂等问题，国内参与PPP项目的运营企业多为综合性环保服务企业或是具有雄厚资本实力的跨界者，专攻黑臭水体治理的企业不多，缺乏管网修复的专业技术，面对高密度城市排水管网修复与完善这道难题，无论是技术上还是工程建设上，他们都显得无能为力。

根据图6所示，我国城市污水管网仅为供水管网的2/3，意味着城市污水收集管网约有1/3的缺口。表3是我国某设计院承接的排水系统的造价分析，排水管网建设成本720~1 899万元/km²，据此计算分析，我国城市污水收集管网建设还需投资近万亿元。据国内目前已经开展的排水管网的勘察情况，大城市已建地下管网的破损率将近30%，中小城市的情况可能更加严重，据此估算，我国城市管网修复的工程投资将超过数万亿元。据公开资料报道，仅“十三五”期间，我国污水管网建设和改造的投资将超过3 000亿元。目前，我国有关城市管网的话题明显增多，与管网相关的许多企业业绩良好，过去并不受重视的城市污水管网，逐渐迎来产业风口。

目前，我国城市排水管网运行基本上由各级政府下属的城市投资建设集团的子公司运营，专业化运营维护水平不高。城市排水管网的运行管理也应该探索新的运营模式，引进专业化的运行管理队伍，采取合同管理或PPP等新运行模式，利用专业队伍的专业人才、新技术、新工艺，为政府提供涵盖“调查、诊断、治理、维护”4个阶段的管理服务，负责城市排水管网运行的全过程管理，解决排水管网的现有问题。政府实施城市排水管网运行管理结果考核，实现管理方式由“以建为主”向“监督管理”转变，相应的市场费用估计也将超过数千亿元。

城市排水管网修复完善和后续管理与PPP项目结合，会从根本上改变城市排水管网的现状问题，有助于实现城市黑臭水体治理的目标，并推动环保市场的蓬勃发展，新技术、新装置和新的运营管理模式将催生一批专业从事管网修复与管理的企业，我国巨大的市场将给其带来巨大的收益。2018~2020年将是我国黑臭水体治理市场发展的关键时期，市场和政策整合力度将进一步加大，服务模式也将进一步创新，以治理技术为基础，打通产业链的服务新模式将成为未来市场的重要方向。

4 总结

城市排水管网完善与修复是城市黑臭水体治理重点，迫切需要新技术和新产品，包括雨污混接识别、溢流污染快速处理、排水管网带水修复、非开挖建设、绿色排水设施等技术，智慧水务、生物技术、绿色技术、新材料融合应用是我国管网高覆盖率城市黑臭河道治理的关键技术手段。要提高城市排水管网的服务质量与效率，不仅要加快城市排水管网的全覆盖，更要保障排水管网的健康运行，才能实现城市排水管网对污水的全收集、全输送。

我国黑臭水体治理已经到了中期“复盘”的关键时刻，今后3~5年的路该如何走，是政府、企业以及社会公众需要共同面对的课题。此外，除了295个地级城市，还有县级市、县城、建制镇的黑臭水体治理压力不容小觑。已经治好的河道如何巩固效果，确保不反弹，也是未来需要面对的问题。

打好城市黑臭水体治理攻坚战，关键在推进城市环境基础设施建设，督促地方建立长效机制，确保黑臭水体长制久清。我国治理黑臭水体的经验以及城市排水管网修复技术与管理模式，对发展中国家的水环境治理具有指导和借鉴意义。