城市污水的分散与集中处理对比研究

任德胜
（南京市环境保护科学研究所 南京市场门口2号 邮编：210013）

　　【摘要】本文针对城市污水处理的现存弊端，通过调查分析、对比研究，提出了“分散处理、集中管理”的新型市场化操作模式。本文主要思想是把分散的小规模处理设施当成一个大污水处理厂统一实施、集中管理，简言之就是“分散处理、集中管理”。本文为决策者在城市水环境保护方面提供了一条新思路。
　　【关键词】城市污水、分散处理、集中处理、集中管理

1．前言

　　城市污水包含的种类很多，泛指排入城市排水管网的全部污水，各种水质差异还是比较大的，但其中生活污水占有较大比重，污染较严重。由于受城市发展与布局的限制，虽然建设了大大小小各种市政污水处理设施，但城市的污水处理局面和效果并不理想，大家对城市污水处理的深层认识并未统一。
　　在城市污水处理历史上，教训比较深刻的就是“无动力生活污水净化装置”的大范围推广使用，主要原因还是当时人们对污水处理的基本知识太匮乏，再加上急于完成处理指标的功利心态。其造成的恶果影响是非常大的，资金浪费，水环境恶化，使用中隐患不断显现。
　　而相继建成的很多小型有动力污水净化装置在使用中也问题不断。好像有种痛定思痛的感觉，以为充分认识到了城市污水的危害性，为了达标排放，大型城市污水处理厂蜂拥而上。媒体不断报道有数十万吨的城市污水处理厂相继立项、审批、上马等。
　　但问题解决了吗？现实中，城市水环境恶化局面依然在加剧。
　　建设部标准定额司于2000年3月组织有关部门和专家专门对城市污水处理进行了深入研讨，并以建设部、国家环境保护局、科技部三家名义联合发布了《城市污水处理及污染防治技术政策》（以下简称“技术政策”），政策中对城市污水处理目标、城市污水收集系统、污水处理工艺、污泥处置以及污水再生利用和防治二次污染等几个方面给出了指导方针和处理原则。
　　该“技术政策”中主要从宏观面上考虑较多，总体上给予了原则性指导意见。但是，该“技术政策”对处理设施的投资建设和营运管理方面基本没有涉及，另外，对于收水区域、处理规模以及项目选址这样重要的原则问题也未作明确阐述，使得在实际操作应用中很难把握。
　　还有就是对污水再生利用强调不够，城市污水也是一种资源，这一点并没有引起人们的足够认识。根据“技术政策”，到2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50％，设市城市的污水处理率不低于60％，重点城市的污水处理率不低于70％，但对回用率没有提及。
　　污水处理并不是单纯的技术问题，还牵涉到诸多管理问题，尤其是对于城市污水，处理方式不同于一般工业废水处理，其真正的难度往往并不在于处理技术本身如何改进提高。对于一些具有多年历史的大型城市，在全面达标的前提下，要尽快完成城市污水目标处理率，必将面临并最关心的主要问题应是：处理规模与选址、资金筹集与建设周期、维护管理与运行成本三个方面。
　　其中处理规模与选址是首先必须明确回答的问题，处理规模的大小将直接影响到选址难易、投资大小、建设周期和运行成本等一系列方面。处理规模如果以区域收集水量确定，那么区域面积又如何确定？显然，如果不能明确给出污水处理规模确定的原则，则很容易在规划中造成误导，具体操作中模棱两可，并容易导致重复建设、实际运行困难。
　　确定处理规模的大小，其实质就是权衡分散处理好，还是集中处理好。

2．对比

2.1集中处理存在的问题
　　现在一般的媒体提法城市污水要搞集中处理的偏多，分散处理搞不好。实际上要完全做到集中处理达标排放，难度非常大，特别对于管网建设滞后的老城市，短期内几乎不可能。主要存在以下问题：
2.1.1搞集中处理，大型污水厂要面对的第一个问题是“吃不饱”。目前的现实状况是我国大部分城市的排水收集系统建设非常落后，特别是对于那些老城市，比如，像南京这样的城市其现有排水管网一般都是就附近河道设置，部分生活污水通过排水管网最终还是流入城市河道。南京江心洲污水处理厂早期设计规模26万吨/日，自建成以后持续多年的时间里实际处理量只有6-8万吨/日。同时，由于现在房地产发展速度较快，大多数是在城市周边地区开发建设，而配套的排水管网建设却无法跟上，也造成了污水收集困难；
2.1.2由于“吃不饱”，处理设施利用率低，处理能力浪费现象严重，造成运行成本较高，污水厂亏损加剧，前几年建成的污水处理厂很多都是这样；
2.1.3集中处理占地面积较大，特别是对于老城市，污水处理厂的选址非常困难。同时，带来的拆迁工作量巨大，增加了投资；
2.1.4管网建设耗资较大，需要建中间提升泵站，导致总投资太高。一般大型城市污水处理厂总投资约为工程直接投资的二到三倍，甚至更高；
2.1.5由于耗资巨大，资金筹措困难，不能按时到位，建设周期拖延较长，不可预见因素太多，难以和住宅建设发展同步；
2.1.6很多地方环保部门要求宾馆、写字楼、小区等建设项目，在当地的城市污水处理厂建成之前必须自行处理达标排放，那么将来集中污水厂建成后，这些分散处理设施怎么办？
2.1.7实施的方案往往是几年前论证确定的，但处理技术日新月异在发展，新技术很难及时得以应用，一定程度上阻碍了新技术的发展。
2.1.8由于配套政策等问题也严重困扰着大型集中式城市污水处理厂建设和运行。
2.2分散处理存在的问题
　　实际上，城市生活污水集中处理喊的较多，动的较少，而分散的小规模处理设施在很多地方却断断续续地投入使用了不少，如宾馆、写字楼、居民区等的一些生活污水处理装置。
　　而对于小规模的分散处理设施（一般为每日1万吨以下），通过对南京地区及苏南等地的一些分散小规模生活污水处理装置的调查研究，分析结果如下：
2.2.1污水处理排放不达标现象较为普遍，处理装置半停半开，甚至不开，作为摆设，无人管理现象经常可见；
2.2.2设计不规范，缺乏统一的技术要求，方案设计随意性大，对运行管理缺乏考虑；
　　小型污水处理的市场竞争较为激烈，市场恶性竞争现象较严重。设计方案五花八门，边施工边设计现象较为普遍。很多细节没有统一明确的技术规范要求，能应付过去就行了。其实这为将来的运行管理带来了很大的风险和隐患，尤其对居民区的生活污水处理影响更大。
2.2.3规划管理滞后，环保考虑不足，特别是后期的运行，缺乏有效的监管机制；
　　目前，在居民小区的建设过程中，对小区内污水的收集处理没有引起足够的重视。综观从立项到验收的全过程，既没有一套严格的监督管理办法，也没有明确哪一个部门对此负责。小区的污水收集、处理、排放并不纳入验收内容。
　　现有的监测验收办法对城市生活污水处理装置也不能做到全面正确的评价，有的甚至一直没有验收，这也是导致目前市场混乱的主要原因之一。
2.2.4没有行之有效的技术保证制度。
　　对于污水处理方案的确定，目前通常的做法是专家评审制，或者直接由业主自行根据环保部门的处理要求，和几家从事环境工程的公司或设备厂协商确定。实际操作情况专家评审并不一定能保证达到预期的环保投资效果，反而成为市场竞争者的手段之一，管理部门无法控制方案实施过程，结果如何与当初的评审没有关系，责任认定困难。
2.3集中处理与分散处理的对比
　　城市污水集中处理和分散处理的特点归纳比较结果见表1。

表1 城市污水集中处理与分散处理的比较

比较项目 大规模集中处理 小规模分散处理 建设周期 长，1-3年 短，3-6月 建设内容 复杂，配套设施多，需设提升泵站和集水管网 简单，可以一体化设计，无需长距离输送管道 服务范围 大、全面 局部、有的地方难以落实 处理效果 稳定、较好 容易产生波动 投资 巨大，总投资一般为主体工程造价的2-3倍以上，资金筹措困难 小，容易实施，可以自行落实 工艺 成熟、较少，设计比较规范 灵活多样，存在设计不规范现象 实施 实施难度较大，周期长，施工管理比较严格 容易实施，短平快，存在施工不规范现象 运行费用 难以达到设计负荷，造成运行费用偏高 较低 管理维护 容易，配备专职人员 难，经常无人管 占地 大，一般需大量拆迁，选址困难 小，可利用闲地或公共场所地下 周围影响 大，涉及面较广 小，涉及内容少 再生利用 还需再建一套回用管网，难！ 容易，稍加处理即可做到就近回用 污泥处理 可以厂内解决 一般需外运处置

　　通过以上对比可以看出：大规模集中处理所面临的困难是必不可避免的客观存在，如占地面积大、投资高、周期长、收水困难等，这些问题也是困扰城市污水处理发展迟缓的主要原因。而小规模分散处理存在的缺点一般由人为因素造成居多，如设计不规范、无人管理等等。
　　再比较二者优点，不难看出在占地方面，小规模处理的优势比例是相当大的，而大规模处理效果稳定的优势则是建立在庞大的运转费用开支之上，这对于小规模处理从技术上并不难做到，实际上通过加强管理、优化技术同样可以做到处理出水稳定达标排放和回用。
　　所以，出台一套较为完善的管理办法，如果能够消除分散处理存在的缺点，那么就可以发挥小规模优势，以避大规模处理之短。

3．对策

3.1解决方案
　　小规模分散处理存在的最大缺点既然是管理薄弱，那么直接的解决办法就是针对薄弱环节加强管理。而最有效的加强管理手段就是将现有分散的运行操作方式尽可能集中，即把分散的小规模处理设施当成一个大污水处理厂统一实施、集中管理，简言之就是“分散处理、集中管理”。
　　该方案的最大优点是：由于集中管理可以充分明确行为主体，如同大型污水处理厂一样，由一家或几家公司管理，这样就可以基本上消除分散处理现存的弊端，而充分发挥出小规模处理的优势。具体表现有以下几个方面：
　　主体明确，责任认定清楚，可以保证工程设计和施工质量；营运管理可以落实到位，以保证处理设施运转效果；
　　分批实施，资金投入适度，并可合理分配，设施利用率高，避免浪费；
　　分散处理节省大量管网建设费用；
　　小规模分散处理选址容易，基本无拆迁的烦恼；
　　视具体情况确定处理规模，可以分片做到相对的集中处理，以减少盲区；
　　根据需要，工艺灵活，就地进一步采取处理措施，容易做到中水回用。
　　走“分散处理、集中管理”之路，特别对于大型老城市，其优势是较为明显的。不过要最终落实，在实际操作中还必须面临同大型污水处理厂一样必须解决的问题：融资与收费，否则，很难取得预期效果。要解决融资与收费问题则必须改变原有的传统操作模式，引入资本运营概念，污水处理彻底市场化，如此这样才可能使城市污水处理走向正轨。
3.2运行模式
　　新的“分散处理、集中管理”方式操作是市场化操作模式，其实质不同于现行的无序失控操作方式，完全是市场化运营，谁投资、谁实施、谁管理、谁负责，其实现前提是排污收费。对于本文讨论的城市污水排污收费办法则是通过收取自来水费时收取，即提高水价。目前，实际上已经开始收取城市生活污水排污费，可以预计做到排污完全收费为时不久，并会得到广大老百姓认可。
　　新型的操作运行模式见图1。

图1 城市污水“分散处理、集中管理”运行模式示意图

3.3操作说明
　　如图1所示，由投资方委托或成立专门的污水管理公司（如水务公司）负责全面操作，包括工程设计、施工、营运、管理等有关工作，而环保局则依据规划、环评意见以及监测部门测量结果对其依法进行监督管理。
　　投资方可以是银行、财团、投资公司，或者开发商等有条件的集团公司。
　　污水管理公司具有独立法人资格。该公司通过招标获得城市某区域污水处理投资经营权，然后再根据规划局、环保局要求统筹安排污水处理设施分布、数量、规模，并自行负责污水处理设施的资金筹措、技术论证、工程招标、建设安装、运行维护及管理等有关工作。
　　抄表工作可按现行办法由自来水公司执行，结果报银行和污管公司即可。
　　污水处理费和自来水费则统一由银行代收，如同现行的电话费、煤气费交纳收取方式一样。然后银行再按照政府规定的比例和办法将其中的污水处理费和自来水费分别划拨到污水管理公司和自来水公司各自的专用帐户上。
　　房产开发商将污水处理这一块全部转让给污水管理公司操作后，仅配合做好预留用地和接管工作即可。将来的污水处理与其无关，房价不需分摊任何污水处理投资费用（也不能分摊）。
　　安装公司和营运公司则从污水管理公司取得承包权，并接受其统一管理。
　　按此模式操作，政府有关部门将大大减少现有的工作量和不必要的麻烦。其管理对象仅仅是个别几家，甚至是一家污水管理公司。其面对的是具法人资格的实体公司，而不再是无人问津的废弃污水处理设施，特别是面对居民小区这样的生活污水超标排放现象，有了明确的处罚对象，不再是力不从心。
　　污水管理公司则需对董事会负责，并承担还贷风险。因而其必须积极避免处理技术落后、设计不规范、工期拖延、工程质量隐患、污染事故、超标罚款等不良现象，否则其面临的后果可能是亏本破产，这是任何投资者所不愿看见的。
　　对于分散处理，原有的操作方法最大困难是后期营运管理无法保证，可以说现有的小型城市污水处理设施将来市场营运化可能性几乎为零。而新的模式由于完全纳入市场化轨道，分散处理的现存弊端基本上可以得到有效消除，尤其对于城市生活污水效果将非常明显，新的运作模式给投资者提供了一个新的投资机会。

4．可行性

4.1技术
　　目前常用的小型城市生活污水处理工艺路线有SBR、AO、BAF、氧化沟等工艺。无论分散处理，还是集中处理，其工艺机理基本相同，并且比较成熟，均可以做到达标处理，超标风险非常小。而且对于分散处理在工艺的选择上更加灵活，可以针对不同地区的具体情况做适当调整，以获得最佳工艺效果。在控制上，常用机电设备选择范围较广，名牌产品质量较为可靠，基本可实现自动化，做到无人值守。
　　技术规范化很容易做到，小规模处理经过近几年的发展，也积累了较为丰富的经验，管理部门提出具体的规范要求，设计院完全可以进行标准化设计。
4.2经济
　　投资分散的污水处理设施，无需大面积拆迁征地、无需大面积排水管网建设改造，将大大减少资金投入，缩短建设周期。同时，可以紧密配合房产开发，分步实施，确保污水处理设施利用率，减少浪费，运行费也可以维持在正常水平。
　　由于是大面积区域操作，虽然是分散处理，但总体水量上可以远远超过一个大型城市污水处理厂规模，所以，统一规格、规范设计、批量生产是完全可行的，这样又进一步降低了分散处理的投资费用。
　　参照苏南地区近三年的平均处理水平，小规模城市生活污水处理设施的工程投资目前一般为800-1100元/吨水，人均工程投资约170-210元/人，运行费约0.35元/吨。考虑到回收投资等其它因素，则每吨废水处理基本费用在0.87元左右，再综合目前的自来水价格，则每度自来水收费应该在2元以上。实际运作结果表明老百姓是可以接受的。
　　一般污水处理设施主体工程使用寿命大于30年，设备平均更换周期为6-8年。投资成本分摊到每吨水按0.45元计算，投资偿还周期约8-12年，而假定污水管理公司经营权为15-25年，则其投资回报比率将大于100%。实际上经营期限和设施寿命还要长一些，所以，投资污水处理受益还是相当可观的。
　　环保行业属朝阳产业，是二十一世纪投资热点之一。有目共睹，很多国外财团觊觎中国的污水处理市场（比如以BOT方式操作），该市场具有明显的区域垄断性，回报稳定，实际上投资城市污水处理厂风险非常小。
4.3运行与管理
　　虽然处理装置分散，但技术上操作一个与操作多个没有区别，操作人员主要工作为巡视检查和监测，实际工作量并不大，一人完全可以承担数套装置的日常监管工作，对于设备更换、淤渣清掏和排泥工作则包给专业公司定期完成。污水管理公司因此在管理上将变得非常简单和清晰，大部分工作均发包完成。同时，因为是甲乙方关系，任务明确，责任清楚。
　　对于政府有关管理部门，工作量也因此将大大简化，其工作重点可以放在有关政策和管理办法的制定和指导上面，可以充分利用政府的监管功能对污水管理公司实施监督，发现超标排放后，有了明确的处罚对象。

5.结语

　　城市污水的处置是一项庞大的系统工程，必须要树立全局观念，避免重复建设，要树立污水也是一种资源的概念，要有超前意识，要有迫切感。在解决对策上，大小宜结合考虑设置，并配合城市开发步调，轻重缓急，分批实施，将能取得事半功倍的效果。
　　对于排水设施落后的城市，走“分散处理、集中管理”之路，可以改善现有污水处理的局面，做到因地制宜。可以预计，其污水处理步伐将大大加快，水环境改善也将指日可待。

参考文献：

1． 《地埋式无动力污水净化装置调查与研究》南京市环科所1997.07
2． 《净化槽在日本生活污水处理中的作用》日本琦玉县环境科学国际中心2000.09
3． 《城市污水处理及污染防治技术政策》建设部标准定额司2000.05
4． 《南京市生活小区污水收集处理状况调查报告》南京市环科所1999.12
5． 《城市可持续发展与水污染防治对策》中国建筑工业出版社1998.03
6． 《给排水设计手册》（5）中国建筑工业出版社1986

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任德胜，男，1966年出生，籍贯山东，汉族，1988年毕业于东南大学环境工程系，高级工程师，江苏省注册咨询专家。多年来一直从事污水处理工程设计研究和环境管理咨询工作，现任南京市环境保护科学研究所环境咨询中心主任。
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