中國水污染治理總體思路及解決方案

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     前言 

      環(huán)境問題一直是世界各個國家關注的事情，隨著人類社會的高速發(fā)展，我國的環(huán)境危機問題日益嚴重，幾乎很快就要成為一個污染大國。國家環(huán)境保護總局副局長潘岳曾警告：“如果我們的環(huán)保腳步跟不上進度，我們經(jīng)濟奇跡就會結(jié)束。中國的環(huán)境如果再這樣惡化下去，將影響到國家經(jīng)濟、大眾健康、社會穩(wěn)定與國家的尊嚴。”       一、政府行為與決策決定環(huán)保成效及未來發(fā)展       馬克思在《政治經(jīng)濟學批判》中指出，每個人在追求自己的私人利益的時候，也就不知不覺地為普遍利益服務。在市場經(jīng)濟范圍內(nèi)，個人的利己行為對社會利益的貢獻是正面的。        但是，環(huán)保產(chǎn)業(yè)卻是例外。宏觀來看，無論是社會、國家還是個人或某個特定團體在謀求財富利益的時候，都需要有個良好的可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境資源，這是共同的基礎；而從微觀的角度，恰恰是相反的。作為個人或某個特定團體來講，面對有限的環(huán)境資源，為了努力創(chuàng)造個體的財富，則最終以通過搶占資源、破壞環(huán)境而達到目的。因此，環(huán)保產(chǎn)業(yè)是一個“宏觀需求與微觀需求”對立的產(chǎn)業(yè)。環(huán)保產(chǎn)業(yè)很難用一般市場模式去套用。生搬硬套的套用之下，就會出現(xiàn)很多南轅北轍的政策悖論。        因此，環(huán)保產(chǎn)業(yè)不能簡單地把它推向市場化，而需要政府積極地加以干預。也因此，政府對環(huán)保產(chǎn)業(yè)的總體治理思路，是決定中國環(huán)保政策成敗的關鍵所在。        過去十多年的環(huán)境保護（污水治理）效果不盡人意，也許，是政府的總體環(huán)保治理思路出錯了！        二、現(xiàn)行總體環(huán)保治理思路應進行適時調(diào)整！        中國污水治理的總體思路，概括而言就是：“每個城市（縣鎮(zhèn)）建立一個污水廠”。用管網(wǎng)將全城的污水收集到污水廠，集中處理之后，排入江河湖海。這就是“集中式”污水處理思路。一直以來，集中式的處理模式就被廣泛的應用，各級政府已經(jīng)將環(huán)保與“大型污水廠建設”劃上了等號。        但是，中國這么多年來的環(huán)保治理“越治越污”，其中最根本的原因當屬集中式處理這一總體思路了。        1，管網(wǎng)建設，中國城市不堪重負        從各種口徑的數(shù)字測算，大概可以得出一個概念，配套的污水收集管網(wǎng)投資成本大概是污水廠的3-5倍，平均算4倍吧。如此一來，我們不難算出一個行業(yè)收益率：按照1000元/噸.天的污水廠投資成本，加上4000元配套管網(wǎng)投資，每天每噸的污水治理投資成本在5000元左右；作為這個投資的補償，即使按照0.8元/噸的居民排污費征收，每噸每天污水治理毛利大約在0.2元，以此補償5000元的投資成本，年回報率僅有1.46%，遠遠低于社會平均資金使用成本。換句話說，這個產(chǎn)業(yè)根本不具備市場化的基礎。        政府硬要將這個沒有市場化根基的產(chǎn)業(yè)推向市場，政府就不可避免地要背負起污水治理社會總投資成本的80%（管網(wǎng)錢），而僅僅將那20%拿出來市場化。這種嚴重失衡的投資結(jié)構(gòu)，給本來就不算富裕的國家財政造成重大的負擔。毫無投資回報可言的管網(wǎng)投資，是國家財政權(quán)衡之后所不愿意負擔的。于是，很多“九五”計劃的污水處理廠拖到“十五”，“十五”拖到“十一五”……        大量的污水處理廠因為配套管網(wǎng)建設跟不上而“無污可治”，成為“曬太陽工程”。污水從污水廠旁邊流過，大量污染物依然直接進入河流湖海。        2，管網(wǎng)建設，中國農(nóng)村無法實施        我國是個發(fā)展中的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口是城市人口的兩倍多，農(nóng)村的村落分散，地廣人稀，生活污水和農(nóng)副業(yè)產(chǎn)生的污水污染源分散難以大規(guī)模收集，經(jīng)濟落后，配套設施不完善，禽畜養(yǎng)殖污水往往不經(jīng)任何處理直排周邊水系或污染滲透底下水。污水收集管網(wǎng)建設無法實施。        一項以保護全國環(huán)境為目的的國策，假如在全國占2/3以上人口的區(qū)域無法實施，那我們很難想象這項國策最終能夠完成歷史使命。這就是中國，中國就必須考慮農(nóng)村問題。        3，綜合國力支撐不了“集中式治污模式”        以下這組數(shù)據(jù)對比，能夠使我們量化理解上述的第1，2問題。        對比項污染源能源價格（石油）污水治理投資        30-40年代的美國2億人口20-30美元/桶4000億美元        現(xiàn)在的中國13億人口+世界工廠140美元/桶？？？        在現(xiàn)行的“集中式治污模式”總體思路之下，大量的面子工程和在管網(wǎng)建設、污水廠的建設過程中產(chǎn)生各種暗箱操作不斷的產(chǎn)生，腐敗、漏洞滋生使得一個產(chǎn)業(yè)無法自身完成市場的良性循環(huán)。最終的結(jié)果是國家投入大量人力、物力、財力卻見不到成效，造成國家資源的大量浪費。這個結(jié)果已經(jīng)被這么多年環(huán)境治理歷史結(jié)局所證明。環(huán)保產(chǎn)業(yè)因此被稱為“一個尷尬的朝陽產(chǎn)業(yè)”。        也許，是時候重新審視一下這個被歷史事實證明了是錯誤的但仍然被寫進了未來國家規(guī)劃之中的治污思路。其實，錯誤不難發(fā)現(xiàn)，難的是糾正錯誤的勇氣。     三、解放思想，認清主要矛盾，尋找一線陽光！        既然管網(wǎng)建設我們投資不起，那么，不建管網(wǎng)又如何？這一下子可以節(jié)省下80%的投資成本。不建管網(wǎng)，將一個污水廠“化整為零”，就是適合中國國情的基本思路。起碼，這個思路應當可以在農(nóng)村或者經(jīng)濟不發(fā)達的城鎮(zhèn)，取代現(xiàn)有的集中式污水處理思路。        化整為零（分散治理），是中國環(huán)境保護（污水治理）的必由之路！        以下是“化整為零”（分散治理）思路所包含的5個核心要點，就當是給國家的五個建議：        1，一廠多點，節(jié)省管網(wǎng)：        --化整為零，突破中國污水治理資金瓶頸        目前我國城市污水處理廠普遍采用的工藝為普通活性污泥法、氧化溝法、SBR（間歇式活性污泥）法、A－B法等，與美國、德國等發(fā)達國家所采用的技術與工藝幾乎在同一水平上，必須配套大規(guī)模的管網(wǎng)來收集污水進行集中式的治理，投資費用十分高昂。        正如上一節(jié)所論述，管網(wǎng)的建設成本占整個污水處理項目社會總負擔的80%左右，而這一毫無效益可言的財政負擔，在我國現(xiàn)階段經(jīng)濟承受能力之下，就成為了完成污水治理目標的最大障礙。        突破這一障礙的方法，就是在經(jīng)濟實力不足以投資建設管網(wǎng)的地區(qū)，將一個規(guī)劃中的集中式污水處理廠，分成幾個，分別建設在城市納污水系周邊，原有城市排污口相對密集的地方。這樣，利用城鎮(zhèn)原有納污管網(wǎng)，就能夠既解決污水處理問題，又大幅度節(jié)省新增管網(wǎng)建設投入。        一廠多點，可以理解為將一個廠分成幾個分廠或者幾個車間，各自獨立完成污水處理任務。只不過這幾個車間依據(jù)城鎮(zhèn)原有排污口所在分布在不同位置。        理解小單元污水處理思路，也就同時解決了中國農(nóng)村污水處理問題：村村自建污水廠。        當然，“集中式處理模式”主要考慮的是一個“規(guī)模效應”問題，也即是說，單位投資成本因為建設規(guī)模的擴大而下降。因此，一廠多點要考慮的技術因素就是如何尋找可以突破“規(guī)模效應”的低成本技術。這是下面第二個問題要討論的。        2，因地制宜，豐儉不拘        --靈活應用多種生態(tài)技術，追求最優(yōu)性價比（最高“削減系數(shù)”）        要做到“一廠多點”或者實現(xiàn)農(nóng)村的小規(guī)模污水處理單元，就必須應用“單位投資成本”和“單位運行成本”不受規(guī)模效應影響的技術。而這種技術體系，是存在的。這方面的技術實際上已經(jīng)是十分成熟的，其中涵蓋了：接觸氧化法，人工濕地，泛氧化塘（穩(wěn)定塘）等等。        依據(jù)各地污水自然匯集形態(tài)，因地制宜，選擇：小型的接觸氧化，人工濕地，或者穩(wěn)定塘等不同模式，再通過添加高效的人工“基質(zhì)”的辦法極大地提高這些成熟工藝的處理效率。這種將水體自凈能力極大提升的生態(tài)技術思路，最大限度減少污水匯集土建成本，依據(jù)不同的污水承載水體，添加不同量的“基質(zhì)”就行。因此，完全突破了“規(guī)模效應”的束縛，單位投資成本和營運成本，甚至比號稱擁有規(guī)模效應的各種活性污泥法還要低得多。        評判一項技術是否適合中國國情，我們認為，最重要的一個指標就是性價比，也就是說單位投資成本每天削減的有機污染量。我們用一個公式描述：                                             C                            α（削減系數(shù)）= ———                                            A+B   　　其中：    　　C = 每天系統(tǒng)削減的COD總量    　　A = 系統(tǒng)總投資（包含土地、管網(wǎng)、污水廠）按照8年折舊計算出的“每天投資總額”    　　B = 系統(tǒng)每天營運總費用    　　α（削減系數(shù)）= 系統(tǒng)單位投資加營運的削減總量    　　* 削減系數(shù)，應依據(jù)污染源污染濃度，橫向比較應用。    　　削減系數(shù)公式為：                                            C                           α（削減系數(shù)）= ———                                           A+B   　　其中：C = 每天系統(tǒng)削減的COD總量；A = 系統(tǒng)總投資（包含土地、管網(wǎng)、污水廠）按照8年折舊計算出的“每天投資總額”；B = 系統(tǒng)每天營運總費用；α（削減系數(shù)）= 系統(tǒng)單位投資加營運的削減總量（* 削減系數(shù)，應依據(jù)污染源污染濃度，橫向比較應用。）   　　舉例計算說明：   　　某A污水處理廠：   　　集中式處理，活性污泥法處理工藝，日處理量為1萬噸，COD進水300mg/l，出水COD≤50 mg/l。投資費用管網(wǎng)3500萬+污水廠建設1000萬，工程占地15畝（按均價15萬/畝計）營運能耗0.6元/噸。    　　置換削減系數(shù)公式為：    　　C=（300 mg/l -50 mg/l）=250 mg/l·d×10000噸/天=2500000 mg/l    　　A=（管網(wǎng)3500萬+污水廠建設1000萬+土地費用225萬）÷8年折舊÷365天=16182元/天    　　B=（0.6元/噸×10000噸/天）=6000元/天                        2500000 mg/l   　　　則α（削減系數(shù)）=————————  =  113 mg/l·元   　　　　　　　　　　　　22182元   　　如進水量在5000d/t的話，則該系數(shù)公式為：    　　C=（300 mg/l -50 mg/l）=250 mg/l·d×5000噸/天=1250000 mg/l    　　A=（管網(wǎng)3500萬+污水廠建設1000萬+土地費用225萬）÷8年折舊÷365天=16182元/天    　　B=（0.6元/噸×5000噸/天）=3000元/天                       　　　1250000 mg/l   　　　　　　則α（削減系數(shù)）=————————  =   65 mg/l·元   　　　　　　　　　　　　　　　　19182元   　　某B污水處理廠：   　　分散式就地處理，“一廠多點，節(jié)省管網(wǎng)”阿科蔓處理工藝，日處理量為1萬噸，COD進水300mg/l，出水COD≤50 mg/l）。投資費用管網(wǎng)“零”+污水廠建設合共800萬，工程占地10畝（直接利用暗涵、地埋式兼容綠化用地等等，節(jié)省用地，按均價15萬/畝計）營運能耗0.3元/噸。    　　置換削減系數(shù)公式為：    　　C=一半達標（300 mg/l -50 mg/l）=250 mg/l·d×5000噸/天=1250000 mg/l      　一半削減70%（300*0.70）=210 mg/l·d×5000噸/天=1050000 mg/l    　　合計：C=1250000+1050000=2250000 mg/l    　　A=（管網(wǎng)0+污水廠建設1000萬+土地費用150萬）÷8年折舊÷365天=3938元/天    　　B=（0.3元/噸×10000噸/天）=3000元/天                       　　　　　2250000 mg/l   　　　　　　　　則α（削減系數(shù)）=————————  =   324 mg/l·元   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　6938元   　　如進水量在5000d/t的話，則該系數(shù)公式為：    　　C=一半達標（300 mg/l -50 mg/l）=250 mg/l·d×2500噸/天=625000 mg/l      　一半削減70%（300*0.70）=210 mg/l·d×2500噸/天=525000 mg/l    　　合計：C=625000+525000=1150000 mg/l    　　A=（管網(wǎng)0萬+污水廠建設500萬+土地費用75萬）÷8年折舊÷365天=1969元/天    　　B=（0.3元/噸×5000噸/天）=1500元/天                       　　　　　　1150000 mg/l   　　　　　　　　則α（削減系數(shù)）=————————  =   332 mg/l·元   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3469元   　　332 vs 65，分散治理削減系數(shù)是傳統(tǒng)污水處理模式的5倍。   　　而實際情況會令這個差距更加大，因為，很多地方實際污水量要比規(guī)劃少得多，在“規(guī)模效應”之下，污水廠建設通常遠遠大于實際污水收集量。這樣一來，實際的投資削減系數(shù)就會下降到60-70。只有分散式的“一廠多點”的15%左右，優(yōu)劣更加明顯。    　 “削減系數(shù)”越高，表明這種技術體系單位投資效率越高。我們提出“削減系數(shù)”的概念，旨在提出一種新的技術評判模式，這種評判模式有助于中國發(fā)掘性價比最優(yōu)的污水治理技術。          我國城市經(jīng)濟能力尚不強，何況廣大的農(nóng)村地區(qū)。對于城市污水處理后的出水要求應根據(jù)我國國情，制定相應適當?shù)臉藴?，不必一律向發(fā)達國家看齊，要求絕對的達標。發(fā)達國家的城市污水廠出水標準也是隨經(jīng)濟能力逐步提高的，象污水處理事業(yè)發(fā)達的美國在七十年代主要采用膜法，70％的污水處理廠采用高負荷生物濾池，其原因主要是它的造價低、運行穩(wěn)定、能耗小。后來隨著經(jīng)濟實力的增強，出水標準提高，生物濾池不能滿足要求，才逐漸采用活性污泥法等。因此我們應在適當?shù)臉藴实幕A上，選擇適合我國國情的，削減系數(shù)最高的技術工藝。    　　3，理清主次，鎖定目標    　　——達標與削減結(jié)合，完成總量削減目標    　　在“集中式治理”模式之下，污水廠達標似乎成為了環(huán)保各界唯一的目標。而忘記了，總量削減才是我們國家總控的目標，點上的達標是實現(xiàn)總量削減的手段。        手段與目標不清，產(chǎn)生了很多奇怪的現(xiàn)象。    　　例如，南方某城鎮(zhèn)，全鎮(zhèn)污水自然匯集到“城東”流入一個飲用水源。省里環(huán)保局要求鎮(zhèn)政府將污水引導到“城西”建一個污水廠，然后排入另外的水系，以此保護城東的飲用水源。初衷是好的。       但是，鎮(zhèn)里財政困難，無力承擔數(shù)千萬元的管網(wǎng)和污水廠建設。鎮(zhèn)里提出首先在“城東”投資數(shù)十萬元建一個泛氧化塘，用人工基質(zhì)提升處理能力，使污水大幅削減進入飲用水源；第二步，在省里撥下管網(wǎng)錢之后，再在城西建污水廠。這樣分兩步走，既是鎮(zhèn)里力所能及的，又有效保護了飲用水源。        結(jié)果，省里環(huán)保部門與建設部門扯皮，以鎮(zhèn)里的這個方案不符合污水廠建設規(guī)范，不符合飲用水源保護條例為由，否決了。于是，鎮(zhèn)里污水繼續(xù)“合法地”流入飲用水源。        這是一個多么悲哀的結(jié)局，我們的應用水源被各部門“依法”污染著。這就是手段與目標錯位之下的政策悖論。    　　因此，環(huán)保部門和建設部門應該解放思想，理清手段與目標的關系，不能做出以“手段”為由阻礙了目標的達成。    　　這一點，與上述第2點的“削減系數(shù)”息息相關。假如目標清晰，則會鼓勵各級政府量力而行，選擇地方政府負擔得起的“削減系數(shù)”最高的技術工藝，完成總量削減的任務。而假如各職能部門機械地圍繞“手段”工作，則會領到地方政府停工待料，等待上級政府撥款，而因為我們本文第一章節(jié)提到的國力原因，這個等待將會遙遙無期，污水繼續(xù)“依法”直排！    　　另外，流域總量削減總體目標的監(jiān)控應該是“流域斷面”。這是另外一個問題，以后另文討論。    　　4，科學規(guī)劃，長短兼容    　　--提高污水處理單元的兼容性，減少污水廠重復建設    　　“集中式治理”模式并非不可行，而僅僅是與中國目前的國力所不相符而已。那么，我們在提倡以“分散式治理”思路解決目前中國總體國力之下的污水治理問題的同時，還需要考慮的是未來的發(fā)展，也就是說，當我們的國力強大到一定程度，或者某些地方經(jīng)濟發(fā)展到可以支持建設大規(guī)模集中式污水處理廠的時候，該如何操作？   　　這里涉及到的是一個“未雨綢繆”的超前規(guī)劃問題。    　　我們認為，這個短期污水分散治理，未來污水集中處理的長短期兼容思想，應該被制訂到一個區(qū)域的長遠建設規(guī)劃里。    　　具體而言，我們建議在建設規(guī)劃里，對未來集中式污水處理廠的工藝選擇，應選擇與分散式模式可以兼容的工藝，以便暫時用在分散式治理工藝里（如穩(wěn)定塘）的人工“基質(zhì)”，可以被用作集中式污水處理廠的填料。這樣就可以最大限度地減少重復建設的資源浪費。諸如此類。    　　那么，這種思路之下，也許生物固著法（接觸氧化法）應該是較優(yōu)的選擇，而不是活性污泥法。    　　5，保護生態(tài)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟    　　--最大限度的保持水態(tài)原貌    　　“水是城市活的靈魂，如果我們進行錯誤的城市水系改造，必將導致城市特色流失，功能萎縮，影響城市可持續(xù)發(fā)展和人對環(huán)境的友好。”這是建設部副部長仇保興在2005年5月30日舉行的首屆“城市水景觀建設和水環(huán)境治理國際研討會”上闡述的觀點。    　　集中式的污水處理思路，實際上很大程度改變了一個流域原有的水態(tài)，城內(nèi)河網(wǎng)歷史上往往都有納污功能，將污水截走，也就使之失去了補水。很多城市的內(nèi)河干涸都是來自于污水被截走。    　　“分散治理”的思路，基本上不改變原有水態(tài)，只是實現(xiàn)污水削減凈化后排回內(nèi)河，甚至在 “河中治污”，這樣就最大程度地保持了水態(tài)原貌，從而保護了原有生態(tài)，起碼不至于以保護環(huán)境之名破壞生態(tài)。    　　從循環(huán)經(jīng)濟的角度出發(fā)，分散式治理思路比起集中式處理思路更加具有可操作性。以集中式之理思路處理完的污水，應該處在整個流域的下游，要實現(xiàn)中水回用，就需要再建回用管網(wǎng)以輸送回城。從經(jīng)濟的角度來講，建管網(wǎng)收集污水尚且不是我國國力所能承受得起的，更遑論建設回用管網(wǎng)？    　　而分散式治理要發(fā)展水資源循環(huán)經(jīng)濟就容易實現(xiàn)得多，污水經(jīng)過就地處理，就能實現(xiàn)就地回用，所需要的，無非是在穩(wěn)定塘或者人工濕地或者接觸氧化池里，多放點人工基質(zhì)，令它們的處理能力再深度提升而已。    　　總結(jié)而言，我們認為，中國目前應當在中國現(xiàn)有國力條件下，量力而行，在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)推行分散式污水治理模式，實現(xiàn)全國水污染“總量削減”的根本目標。本文權(quán)當拋磚引玉，引起各界對此問題的關注，以推動中國水資源治理思路的良性變革。