摘要：随着环境质量的社会关注度不断加大、相关法规对污水排放的标准日趋严格以及新环保法对区域水环境问责制度的建立，污水处理厂的提标改造势在必行。本文通过分析提标改造实际推进过程中面临的水质水量波动大、用地受限、运行成本增加以及资金缺乏等一系列问题提出相应建议，并从商业模式创新角度以知合环境发展有限公司(以下简称:知合环境)的生态商业开发模式为例进行阐述，助力真正实现污水处理厂在我们城市建设发展过程中保护水环境的生态目标。
随着国家和民众对环境质量整体提升诉求的日渐强烈，以及“水十条”等一系列政策的加持，现行针对集中式污水处理厂出水水质的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准应用的越来越广泛，势不可挡。甚至有些地区的集中式污水处理厂出水水质按照更加严格的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水执行，随之而来的污水处理厂全面提标改造也迎来了轰轰烈烈的大发展。除此之外，需求侧政策的不断加码，势必带来市场加速释放。不难发现，不管“提标”政策是否最终落地，“改造”已经成为既定事实，但是提标改造是牵一发而动全身的系统工程，涉及众多管理部门和学科，也与上下游设施的建设息息相关，需要全盘考虑。集中式污水处理厂提标改造工程的密集实施，与水处理先进技术应用、工艺优化、工程施工以及运行管理等方面不能很好的相匹配，导致集中式污水处理厂提标后的稳定达标排放存在问题。目前只有着力解决好这些问题，才能发挥好集中式污水处理厂的真正作用，实现我国污水处理事业更好地发展。
一、提标改造过程中面临的困境
（1）提标改造工程的建设资金缺乏
关于标准改革的讨论，无论是接近严格的标准参数，还是为达标而投入的追加处理工艺，最终的落脚点均在“成本”二字。已有数据表明，一个污水处理厂从一级B排放标准到一级A排放标准的追加投资等于该处理厂原始投资成本的50%-70%。若以一座平均处理能力为40，000m3/d的污水处理厂为例，一级B污水处理厂基础建设投资约为6000-8000万元，其升至一级A需要的追加投资为3000-5600万元。此外，由于我国大部分污水处理厂目前执行的还是一级B或二级标准，因此升级标准所带来的新旧设备的更换成本，特别是提标过后，更高要求的膜技术广泛使用所产生的高额运行费用，无疑将是一笔不菲的开支。比如一级B标准要求COD从350mg/L处理至60mg/L，而一级A则把标准升至50mg/L，这不惜成本的10mg/L削减量对于环境敏感的重点封闭湖泊或许有其意义，但对于局部环境容量较大的非敏感区域，“一刀切”的大规模投入的意义值得商榷。因此，有不少业内人士从“成本高”的角度认为这是一项具有“市场风险”的政策行为。由于市场前景仍不明朗，原有的生产线将被大量的资金投入所取代，相当于增加了污水处理企业扩大再生产的时间成本。
与高成本的生产投入相对应的另一个负重前行的因素，是历史欠账问题长期以来，不少污水处理厂存有处理工艺上的缺陷，甚至在建厂选择工艺时并没有根据自身水质情况选择相匹配的处理工艺，而是采用直接复制模版的方式，使得污水处理历史欠账问题突出。因此，“改造”需要因地制宜地改造污水处理全流程生产线，因地制宜地治理原先不达标污水排放而造成的水体环境污染，这将又是一笔造价不菲的成本投入。
（2）提标改造用地受限
污水处理厂规划用地多按照二级标准预留，规划时污水厂大多只考虑远期需扩建的用地，很少会同时规划提标改造的用地。随着各项处理要求和处理标准的不断提高，提标改造需要的用地也十分紧张。加上污水处理厂选址时，还需要考虑周边一定范围的环保防护距离，设置绿化、环卫或其他公共设施，从而导致污水处理厂被城市中各种建筑包围，而提标改造工程一般都需要在原污水处理厂的红线范围内进行建设，这给提标改造项目的设计和施工都增加了很大的难度。特别是对于以前设计就很紧凑的集中式污水处理厂，很可能由于建设用地不足而不能采用最经济有效的方案，只能选择膜处理设施这类占地小但投资高、运行费用也高的工艺单元。
（3）污水处理厂负荷率低且受进水水质冲击严重
相对于匹配快速城镇化进程而高速发展的城镇污水处理厂建设速度，我国对于污水的来源和收集缺少详细的规划和充分的论证，管网和泵站等辅助设施的建设相对滞后，导致污水处理设施的设计和处理能力远高于实际运营后的污水量。现有污水处理厂的年均负荷率低于75%的还占较例。而考虑到目前的管网中，雨污分流制的管网长度仅占到管网总量的40%，在我国的南方地区，尤其在丰水期，有大量的雨水、河水进入污水处理系统，实际污水处理设施的负荷率可能更低。此外，现有的城镇污水处理设施还接纳了部分工业污水，如果将这部分污水的负荷扣除，则现有负荷率势必还要更低，已建成污水处理厂利用率明显不足。
此外，虽然原则上工业废水必须经过处理达到《污水排入城市下水道水质标准》，然后才能纳入城市管网，进入集中式的污水处理厂。但是，由于中国目前的点源污染管理制度和手段尚未完善，工业废水私自排放的现象频繁发生。加上我国很多工业企业生产装置工艺较为粗放，没有采用清洁生产工艺进行精细化管理，产生的废水存在浓度高、水质不稳定、组成复杂以及含有毒性或生物抑制性物质等情况，很容易影响城市集中式污水处理厂的正常运行。城市污水处理厂污水处理过程的核心是微生物的生化作用，而微生物的培养是一个复杂的过程，在温度和其他适应条件下，微生物的培养至少需要半个月以上的时间，所以一旦城市污水处理厂受到进水严重影响，微生物会大量死亡，直接导致城市集中式污水处理厂运行瘫痪。因此，如果不加强污染源的源控制或者集中式污水处理厂的预处理，污水处理厂提标改造升级后，也很难达到预期目标。此外，在中国生活污水处理厂的升级改造过程中，进水碳源的短缺已成为一个普遍问题。
（4）污水再生处理能力及回用率不高，污泥处理处置率偏低
据《2016年城乡建设统计公报》显示，2016年我国城市再生水生产能力2762万m3/d，再生水利用量45.3亿m3。按城市污水处理厂1.49亿m3/d的处理能力，年均负荷率70%估算，再生水处理率及利用率分别为26.5%和11.9%，而县城污水处理厂这一比率肯定会更低。相比国外城市较高的污水处理回用率，如以色列1997年生活污水回用率就达100%，我国城镇污水处理厂在该方面的表现差距较大。此外，全国城镇污水处理厂污泥总产量（以含水率80%计）已突破3000万t/a。据相关统计，我国污泥综合利用率仅有20%；在污泥处置方式中，土地填埋占比60%左右，还有相当一部分采用的是露天堆放和简单外运填埋，带来了很大的环境隐患。而且，一些城镇污水处理厂要主动和被动接收工业废水，污泥性质可能会改变，使得污泥处理处置难度进一步增加，风险进一步升级。许多媒体甚至认为，中国投资1000亿元的污水处理是为了换取“污染转移”，80%污泥尚未得到安全处理处置。
二、应对污水处理厂提标改造工程困难的策略及建议
（1）科学合理地制定排放标准及其他相关政策
政府应承担起更大的责任及需要明确政府、企业、公众三者在“提标改造”过程中的角色职责，制订出台更加人性化的、科学的、具有实操意义的配套措施，以弥补我国城镇污水排放处理的技术短板、资金短板和发展短板。国外关于排放标准的定义及判定方法则相对更严谨科学。以欧盟为例，欧盟组织形式有点类似中国的中央集权组织形式，1991年欧盟就颁布了《城镇污水处理指令》（91/271/EEC），就城镇污水（包括工业部门排放的可生物降解的废水）的收集、处理、排放均做出了相应规定。该指令除了规定年均值的限值外，还对BOD5、COD及TSS指标规定了采样允许不合格标准。同时，对采样检测不合格的项目做出了限定，BOD5、COD不合格指标数值偏离标准不得超过100，不合格的TSS偏离不超过150，TN及TP采用年均值判定是否合格的标准。可以看出欧盟是结合了年均值与合格率来判定污水处理厂出水是否合格的标准。这些标准制定的出发点是考虑到了城市污水的波动特性、成本收益原则以及不同指标对环境的不同影响，清晰明确，便于执行，值得借鉴。
（2）加强上游来水监测预警
污水处理厂提标改造以后，对于管理人员、操作人员的要求会比以前更高。一要加强监测。对于进水冲击问题要加强对上游的监测，排水管理部门必须对进水水质进行有效的控制，防止工业企业未经处理直接偷排，也可增加一些水质预警装置，尽量让上游来水水质水量可控。同时设计人员在进行污水处理厂提标改造设计工作时，也要充分考虑可能的负荷冲击情况；二要及时发现及时报告。当发现进水异常时，须密切关注，停止进水并积极调整工艺，同时及时报告上级部门，配合排水管理部门进行排查，及时制止工矿企业异常废水的再次排入；三要制定预案积极解决。根据区域内各种复杂进水情况制定计划，并采取必要措施调整工艺和操作设备，根据预案进行减少进水、调整工艺参数、投加碳源、闷曝、减少曝气量或者调整循环时间等方法进行工艺调整，尽可能减少损失。
（3）因地制宜进行规划设计，并从度吸纳创新思维
设计单位应在制定设计方案之前对原污水处理厂做切实的实地调研，对污水处理厂的原始资料特别是管网、工艺设备信息、历史运行状况和数据都应该做深入了解，根据原有用地情况进行科学布局，尤其需要对污水厂的进水水质进行详细的分析调查和统计，对于总氮、氨氮和总磷等指标应充分考虑，必要时还需要在工程前期进行试验研究，在此基础上才能形成有针对性的提标设计方案。方案中设备选型时建议尽量选择高效、节能、易维护的设备。设计时还需要注意的部分细节，例如遵循“顺势而为”的原则、减少治理过程水处理药剂的添加、最大程度减少水体提升次数等。在设计提标改造工程的同时应配套污泥处理处置设施，确保污泥的无害化、减量化或资源化处理处置。
提标改造不能只停留在单一的数字上，要坚持把改善污水排放的生态环境作为基本原则，改变原有低效的污水处理工艺，改变原有难以满足巨额污水处理体量的方式方法。同时要创新技术手段，例如本世纪初有两个重大的水处理技术创新——厌氧氨氧化和好氧颗粒污泥，它们为污水处理的进一步发展提供了无限的可能性。厌氧氨氧化推翻了传统的反硝化工艺理论，可以降低能耗和碳源消耗，开辟了将废水处理从耗能转化为产能的可能性; 而具有易沉降和高生物量优势的好氧颗粒污泥可有效减少污水处理厂工程占地。未来废水处理的最终目标应该是充分回收和利用废水中的资源和能源。此外，应当发力于提升运营效率和污水处理能力、降低投资及运营成本，从而在驱动国内集中式污水处理服务更好发展的同时，吸引社会各生产部门委托水处理服务商提供专业的环境服务，提升行业的专业生产盈利能力。
（4）知合环境新型的污水处理厂提标改造模式——生态商业开发模式
知合环境是知合控股的环境投融资平台，专注于生态、市政和工业领域的环境治理。知合环境具备全生命周期环保产业整合的服务能力及系统化、社会化、生态化的新思路及新模式，在生态文明的大逻辑下，挖掘生态产品的衍生价值，才可以实现它真正的价值。其中，知合环境在集中式污水处理厂的提标改造服务方面探索了可行的技术创新及商业模式。
知合环境建议在区域层面构建内部纵向闭合的“企业小循环”，服务对象拓展至集中式污水处理厂上游企业，为企业提供污废水处理的源头统筹治理服务，帮助企业实现水污染物的达标预处理。同时，采用节能减排、清洁生产及先进的废水处理技术和工艺，改进和优化集中式污水处理厂的整体工艺设计，构建废水处理络，实现源头削减污染、过程优化管控、资源综合利用以及末端达标控制等。
此外，还建议把产业新城集中式污水处理厂的提标改造和区域的商业开发结合起来，打造新型的产业新城生态商业开发模式：通过投资治理产业新城区的环境质量，尤其是集中式污水处理厂的提标改造，全面改善环境质量后，周边的土地开发也由其来负责，将生态价值嫁接到土地价值，当负面资产转为正面资产，有收益的时候，可以用收益来反哺集中式污水处理厂的提标改造治理费用。产业新城集中式污水处理厂的整治完成不仅改善了产业新城的环境质量，还会推动城市转型发展，实现环境保护与城市发展共赢。
结语
从全局来看，由于我国的环境容量、治污基础、排放量、自然水体纳污能力等都不容乐观，污水处理厂提标改造是一个复杂的系统工程，因此，一方面需要搞清需求，摸清家底，因地制宜，系统规划、精细管理，不能盲目提标改造；另一方面，也需要在国家统筹的前提下强化地方责任，加强地方的重视和财力支持，保障污水处理厂得到良好的建设、运营，完成提标升级改造；与此同时，还需要对复杂技术方案、专业化运营更加专业的第三方治理服务主体和资本参与进来，通过市场化提高提标改造效率，才能真正实现集中式污水处理厂在城市建设发展过程中保护水环境的生态目标。(来源:知合环境 环境研究院 刘牡 乔瑞平)
