导读：17日，格兰富联合国际水务智库(GWI)在北京发布了一份涵盖中国水资源利用、污染治理及可持续发展等内容的白皮书——《水美中国：共谱水与能源同美共生的可持续新未来白皮书》。
本文节选白皮书关于城镇污水管理的部分内容，以飨读者！
如何妥善且高效地处理城市污水，已成为当前中国城市化进程中各界关注的焦点问题之一。
据《2015年全国环境统计公报》数据显示，2015年全国直接排放至自然环境中的污水总量（含处理和未处理污水）高达735.3亿立方米/年，相当于黄河的年径流总量。巨大的污水排放量不仅需要城镇污水系统达到同等或更大的处理规模、并配以足以将污水水质处理至排放标准的污水处理技术，同时也对配套污水管网系统的收集、分类和排放效率提出了相当高的要求。在多轮政策的相继驱动下，中国的城镇污水处理系统正在向具有更高效率、更高质量的精细化模式转变。
一、城镇污水管理的困境与挑战
如果将污水处理厂比作城市污水系统的“器官”，那么污水管网便是城镇污水系统的“血脉”所在，二者共同支撑城镇污水的处理和运输，缺一不可。
据全国城镇污水处理管理信息系统统计，在2007年至2017年间，中国的污水处理量从176.5亿吨增加至569.8亿吨，实现了逾三倍的惊人增长。然而，与全国范围内的污水排放总量相比，这一处理规模仍然有所不足。不仅如此，现有污水厂的低效运行和空置等现象对实际污水处理能力的削弱，使污水处理规模的进一步提升愈发紧迫。
除污水处理厂之外，所配套的污水管网的“数量”和“质量”也存在部分问题亟待解决，如新建管网铺设长度不足、已建管网雨水和污水混接现象严重、以及因管网材质差和维护不力等原因造成的管道破损等问题。
总体而言，目前城镇污水系统大致面临以下挑战：
挑战一，城市合流制下水道溢流污染严重
暴雨天气下合流制污水溢流所产生的污染，将街道和农田的营养物和沉积物以及农药和重金属等其他污染物带入水体。国际上许多国家面临着这个困境，中国也已将这点确定为水环境的一大挑战。2017年，中国分流制排水管网长度为265,513公里，合流制排水管网总长度为111,149公里。管网系统的改造和升级依然任重而道远。
根据十三五规划，2016年到2020年，中国预计将新建和铺设125,933公里的排水管道。
挑战二，污水收集率低导致未处理污水直排入自然水体
城镇污水处理系统的不完整覆盖、不健全收集以及管理上的疏忽，导致原本应纳管入污水系统的污水未经处理就直接排放入地表水体中，给社区带来严重的环境和健康风险。
据国际水务智库（GWI）研究数据显示，2016年中国的城镇污水收集率仅为56.6%，远低于发达国家水平——美国污水收集率为78.2%、英国为85.8%、新加坡则为100%。常见的污水直排包含沿河的生活污水、垃圾渗滤液、及各种道路清扫污水经雨水收集口而排入雨水管道从而进入地表水体，是造成水体污染的重要原因。
挑战三，管网破损造成地下水等外水入渗
在高地下水位的地区，由于污水管网埋设在地下水中，老旧的管道系统因断裂、破损和塌陷等问题，会使地下水从破裂口直接渗入污水管道内部，而引起污水稀释使潮湿天气条件下合流排水系统的流量明显上升。这一问题不仅增加了污水处理厂的能源消耗，同时也可能对污泥管理过程中的处理效率和能量回收产生不利影响。
据《2015城镇排水统计年鉴》所统计的约2,600家污水处理厂数据显示，当年城镇污水厂进水的平均化学需氧量(COD)浓度为255毫克/升左右。而其中近20%的污水处理厂的进水COD水平却低于150毫克/升。
这一矛盾显示，目前中国的城市污水管网系统中地下水入渗现象依然严重，排水管道的漏损排查和老旧替换非常重要。低水平的有机化合物除了影响处理效率外，同时也是污泥管理厌氧消化过程中沼气产气速率低的主要原因。与此同时，因管网漏损造成的污水直排也会对附近的地下水造成污染。
挑战四，污水厂进水水质复杂、处理效率低
除了以上城市污水管网系统存在的三大挑战外，污水处理厂也面临进水水质复杂、污水处理效率低，出水水质有待提高等问题。
目前，中国的城镇污水管网系统除了接受主要的生活污水外，同时还接收部分工业废水、垃圾渗滤液、初期雨水、以及其他非生活污水。这一污水收集来源不明确的问题，致使城镇污水系统的进水成分相当复杂，其中可能含有易干扰市政污水处理厂运行的污染物，如难降解有机物、重金属等有毒有害物质。
仅依赖于城镇污水厂的生物处理技术较难将这些污染物去除，不仅大幅增加了污水处理设施的运行负担，同时导致一些有毒有害成分大量残余在污水处理过程中所产生的污泥中，进一步增加污泥处置和管理的困难。
二、未来技术和管理发展趋势
趋势一，污水系统厂网一体化
过去，污水处理厂通常与污水管网分开建设、分开管理，规划的不周密导致许多污水处理厂的处理量不到其最大处理能力的一半。
在政府政策的支持下，将污水处理厂和配套管网捆绑在一起的“厂网一体化”项目越来越普遍，具有相当大的项目规模和投资额。然而，由于管道建设和维护成本高，势必需要适当的风险分担和定价机制。
物理集成是一方面，改善排水管网系统和污水处理厂运营部门之间的信息沟通和及时反馈也同样重要。
趋势二，排水系统智能化
采用智能化的软件系统对城市雨水和污水排水系统进行管理和控制，最早在欧洲和美国等发达国家开始流行，如今在中国也日益受到关注。智能化的管理系统不仅可以提高污水厂的运行效率，还可以通过有效的能耗控制成本。
一般地，智能系统在污水收集管道中主要通过安装传感器对各项指标进行监测，然后将数据传回中央指挥中心进行分析、同时提出解决方案。
比如在某些情况下，当流量达到峰值或过量时，中央控制系统能够通过智能化的分析决定应打开或关闭哪些闸门，重新引导污水流。
趋势三，管理标准趋严化
“美丽中国”目标的实现对污水处理厂的运营提出了更高的挑战，不仅反应在日益趋严的排放标准上，也体现在不断提高的监管要求上。
在城镇污水处理厂的排放标准上，已经从一级B、一级A，逐渐向地表准四类、四类水体、甚至是三类水体水质标准提升；在监管标准上，污水处理厂运营数据的公开机制以及2016年推行的中央环保督察机制，使得监管体系形成了全流程、全天候、全社会的标准，更加促进了城镇污水处理的质效提升。
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