A3：科技智慧
纵观世界各地的城市治水，中国表现出两大特色：在排水管网上基本普及了分流制排水体制，而西方城市以合流制为主；在处理设施上基本普及了污水脱氮除磷和深度处理，占比远超西方城市。西方国家大多规划在2045年前后彻底解决城市水污染问题，而这两大特色有望使人口密度大﹑建设密度高﹑环境容量小的中国城市在不远的将来超前解决。目前的分流制排水系统“四水混流”﹑“分流制建设合流制运行”，导致分流制排水系统雨季溢流污染严重；高标准建设的处理设施存在诸多缺陷，能耗物耗过高，致使减污降碳无法协同。这些问题需要按“雷厉风行”与“久久为功”两个节奏予以解决，其中，合理确定雨水诱导的入流入渗率（RDII）﹑合理确定氮磷排放限值是两项事关全局的基础性工作，前者破解污水处理厂是否扩容的难题，避免“盲目扩容”或“盲目反对扩容”，后者破解是否提标的难题，避免“盲目提标”或“盲目反对提标”。中国排水与污水处理行业在通过污水水源热泵和光伏发电回收能源方面进展迅速，有望在国际上成为新的特色，但在污水再生利用以及污泥综合利用方面大大滞后，资源循环利用存在明显政策障碍，与缺水和耕地贫瘠的国情不相称。目前污水处理费征收及使用管理机制不支撑行业发展，亟待完善或改革。
城市治水有两个基本任务，一是治涝，二是治污，两者深度关联。过去的二十多年，中国城市治水事业高速发展，在立足国情的城市治水实践中，逐步形成了有别于西方的治水路线。这一路线在实践中还有很多问题，但与西方国家的治水模式相比，它极可能是一条高效率﹑高质量的路线，是最适合中国国情的路线。坚持和发展中国特色城市治水路线，对于构建人与自然和谐共生的水生态环境，建设美丽城市﹑助力美丽中国建设具有重要意义。
01 全面推行并普及分流制是中国城市治水一大特色
治涝，就是将雨水收集并快速排除；治污，就是将污水收集并输送到污水处理厂进行处理。雨水排除与污水输送共用一根管道的排水系统是合流制排水体制，用不同管道分别排除或输送的排水系统是分流制排水体制。
1.1 西方城市特别是大城市基本上都采用合流制排水体制
历史上，管道是为排除雨水而建造的，它们用于收集雨水并输送到附近的水体。随着时间推移，生活污水顺其自然地被排入这些原本为收集排除雨水而建造的管道，变成了合流制排水系统。因此，早期开发的城市都是合流制排水系统。人们认识到水污染问题的严重性并着手开始大规模治理，在时序上滞后于排水管道大规模建设至少50年，当发现分流制排水体制更有利于污水收集处理时，大规模合流制排水系统在各地已经形成。截止目前，欧洲约320万km排水管道中超过70%是合流制排水管道，意大利全国100%是合流制管道，丹麦合流制管道占比45%，是欧洲合流制排水系统占比最低的国家。英国全国有10万km合流制排水管道，合流制比例非常高。欧洲大中城市基本上都是合流制，少量的分流制排水体制主要分布小城镇。美国东北部﹑五大湖周边以及旧金山和西雅图等开发较早的西部城市参考欧洲建设了大量合流制排水系统。20世纪50年代，美国决定不再新建合流制，全面推行分流制，因此，美国合流制比例低于欧洲。美国3.4亿人口中，18%居住在乡村地区，采用原位分散排水方式，82%人口居住在城镇，采用集中排水方式。采用集中排水方式的人口中，约1.5亿人口采用分流制，主要分布在中小城镇，另外的人口采用合流制，主要分布在大中城市,合流制管道总长度超过20万km。芝加哥8000km排水管道均为合流制，底特律合流制占比接近100%，纽约合流制占比超过60%。日本全国城市建成区的20%采用合流制排水系统，主要分布在特大城市，大阪市几乎全部为合流制，东京都合流制比例也超过60%。
1.2 我国所有城市基本上普及了分流制排水体制
我国大规模城市建设始于20世纪80年代。《室外排水设计规范》( GBJ14—87)的第1.0.4条为“同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度，新建地区的排水系统宜采用分流制”，这是首次在规范性文件里倡导分流制排水系统。《室外排水设计规范》（GB50014-2006）维持了同样的表述，同时提出“合流制排水系统应设置污水截流设施”的要求。2000年发布的《城市污水处理及污染防治技术政策》提出“对于新城区，应优先考虑采用完全分流制；对于改造难度很大的旧城区合流制排水系统，可维持合流制排水系统，合理确定截留倍数”，明确“应优先考虑采用”完全分流制。2013年发布的《城镇排水与污水处理条例》第十九条提出“除干旱地区外，新区建设应当实行雨水、污水分流；对实行雨水、污水合流的地区，应当按照城镇排水与污水处理规划要求，进行雨水、污水分流改造”，首次以法规形式明确我国实行分流排水体制。2015年国务院发布了《水污染防治行动计划》（水十条），提出“现有合流制排水系统应加快实施雨污分流改造，难以改造的，应采取截流、调蓄和治理等措施”。2019年，住房和城乡建设部会同生态环境部和国家发展和改革委员会发布了《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019—2021年）》，进一步提出“新区污水管网规划建设应当与城市开发同步推进，除干旱地区外均实行雨污分流”。在上述政策﹑法规以及标准规范的引领下，我国分流制排水系统建设以及合流制改造进展迅速。2011年《全国城市建设统计年鉴》首次对排水管道开展分类统计，全国合流制管道占总管道的25.3%，十年之后的2020年下降到12.6%，2023年进一步下降到8.22%。历史上合流制占比较高的北京和上海分别下降到7.3%和5.3%。至此，我国在全国范围内基本普及了分流制排水体制，成为合流制占比最低的国家，这是城镇排水与污水处理行业的一件大事。
1.3 分流制是高效的污水收集排除系统，普及分流制具有重要的环境﹑社会乃至经济意义
分流制与合流制孰优孰劣是个一直争论的百年话题。可以明确的是：分流制雨污溢流量远低于合流制，在控制溢流污染的情境下，源﹑网﹑厂系统总投资明显低于合流制，在雨水具备简易排放的条件下总投资则将大大降低。在压力排水地区，或在岩石施工地区，分流制则成为必然选择。当然，在降雨量小且时空均匀的地区，合流制具有一定的技术经济优势，但随着气候变化加剧，极端降水事件增多，这样的应用场景在逐渐变少。合流制的另一个特点是雨水可与污水一起同步得到较高标准处理，但这需要根据实际场景与截流式分流制进行技术经济比较。在养护管理方面，由于分流制难以像合流制那样实现周期性自行反冲洗，养护难度较大，但随着下水道养护技术装备的发展，这已经不是问题。总起来看，随着公共卫生以及水环境质量要求的不断提高，伴随气候变化的影响，分流制的优势愈加明显。相反，西方合流制系统的缺陷则日益凸显，主要表现为严重的溢流污染。
1.4 欧美国家在合流制溢流污染控制方面长期投入巨大，但仍污染严重
西方国家合流制溢流污染普遍严重。分布在欧洲各地的众多合流制排水系统溢流口每年约发生65万次溢流。美国746个社区采用合流制排水系统，共有9348个溢流口，2004年监测全年共有32亿m3未经处理的污水溢流进入水体。2014年，监测全年共有8.2亿m3未经处理的污水通过合流制溢流口溢流进入五大湖水体。巴黎中心城区全部为合流制，共有2100km合流制管道，分布着200多个溢流口。为控制溢流量，历史上不同时期共建设了250万m3池容的调蓄设施，近两年为巴黎奥运会又进行了扩建，污水处理厂负荷也留有较大冗余，但雨季仍有大量未经处理的污水溢流进入塞纳河，导致粪大肠杆菌等水质指标超标。由于溢流污染，塞纳河自1923年以来一直禁止公众下河游泳。巴黎奥运会开幕式当天降雨导致的溢流污染，甚至对第三天的水上赛事造成了影响。与巴黎相似，伦敦从57个合流制溢流口每年向泰晤士河排放大约3900万m3未经处理的污水。英国现在的排水系统大多建成于维多利亚时代（1837-1901年），基本上为合流制，在全国大约有15,000个溢流排放口。2021年度统计，90%的排放口至少溢流了一次，其中5%的溢流点排放超过100次，许多溢流排放进入了特别科学兴趣地（SSSI）等高优先级自然水域，8%的溢流口位于游泳区，溢流对游泳者造成了不良影响。除了对健康影响，全国7%的水体受到了溢流污染冲击，无法达到良好生态状态（GES）。
西方国家已经投入并还将继续投入巨额资金治理合流制溢流污染。英国明显感受到，随着气候变化加剧，极端降水事件频发，溢流污染的影响也在增大。2022年，英国政府制定了溢流污染控制目标：到2035年，改善所有排放到或靠近指定游泳区域的溢流，改善75%的排放到高优先级自然水域的溢流；到2050年，将不允许任何非异常降水情境下的溢流排放，不允许溢流造成生态影响。如果采用合流制改造成分流制的路线实现上述目标，估算总投资在3 380~5 930亿英镑，这一估算结果远远超出政府与公众的承受能力；如果采用雨污调蓄路线实现上述目标，估算总投资在1 212~1 879亿英镑，这一估算虽然投资降低，但需要单独征用大量土地，费用效益分析结果不理想；如果采用源头控制径流的路线（英国称之为可持续排水系统，SuDS），则首先是受城市建设布局的限制无法实现规划目标，其次是投资仍然巨大，不透水区域径流控制50%需要投资1 416~2 158亿英镑，反而高于调蓄方案。英国最终决定采用现有现有设施提效挖潜﹑雨污调蓄﹑可持续排水系统建设多措施并举的路线实现2050年控制目标，并提出了560亿英镑的强制性投资计划。美国于20世纪80年代开始合流制溢流污染治理，相继提出了充分利用现有设施的六项基本要求和九项基本要求，和以灰绿结合为核心理念的长期控制对策（LTCP），并把溢流排放纳入排污许可体系。2004年，美国全国排放32亿m3未经处理的合流制溢流污水，以此为基数，提出2020年减少50%的排放，2045年减少90%。目前，全美746个合流制社区的20%采用合流制改分流制的方案完成了溢流污染治理，其余合流制社区的95%完成了基于LTCP治理方案的编制并开始实施。其中，著名的芝加哥隧库计划（TARP），又称“深隧计划”，是由大直径深层隧道和水库组成的雨污调蓄系统，总体调蓄容量7779万m3，总投资38亿美元。一期工程2006年投入运行后，溢流天数从100天降低到50天，2029年完工后将基本控制溢流污染。按照《清洁水法》要求，联邦政府于2001年﹑2004年﹑2007年﹑2016动态向国会报告了CSO溢流污染治理进展。2011年，EPA发布备忘录《通过市政雨水和污水计划实现水质目标》，2012年发布了《可持续性规划：水和废水公用事业手册》和《综合市政雨水和废水规划方法框架》，要求并指导各城市编制可持续全面解决方案，综合绿色与灰色﹑雨水与污水﹑管网与处理厂等各方面提升措施，实现现有总最大日负荷（TMDLs）目标以及投资效益最大化。在以上实践的基础上，美国国会在2019年颁布了《水基础设施改进法》(WIIA,H.R. 7279)，把包括合流制排水系统溢流治理﹑分流制排水系统维护﹑雨水处理以及污水处理设施改造等专项的综合规划一并纳入立法。2021年，27个城市按照法律法规要求编制了综合规划，13个城市得以批复并进入实施。这13个规划都包括了合流制溢流治理﹑分流制溢流治理﹑雨水排放与处理﹑污水处理设施改造四部分内容，平均投资7.45亿美元，平均实施周期21年。针对2045年治理目标，合流制溢流治理与雨水收集处理总需求在1 500亿美元以上。综上，欧美国家合流制溢流污染治理长期大量投入，但仍存在较为严重的溢流污染，离最终治理目标还有很大距离，还需要继续长期巨额投入。这也印证了，我国普及分流制排水体制是何等重要！与欧美国家相比，我国城市人口密度大﹑建设密度高，单位面积污水产生量大，大城市海绵城市建设空间受限，难以像西方绿色基础设施那样在溢流污染治理中发挥重要作用，同时，建设大型调蓄等灰色基础设施的空间同样受限，再考虑到环境容量小，如果我国也采用合流制排水体制，那将是城市治水的一个死结！
1.5 坚持并完善分流制排水体制，把规划建设的分流制变为现实运行的分流制
我国推行并普及了分流制排水体制，截止2023 年末，全国城市排水管道长度 95.25 万km，其中合流制管道仅占8.22%，为率先彻底解决城市水污染问题奠定了基础，但目前效果还远未显现。2018年，通过地方上报、公众举报、卫星遥感监测等手段与地方核实相结合，在全国295个地级及以上城市范围内，共排查确认黑臭水体2100个。此后，经过《城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》（2018）﹑《城镇污水处理提质增效三年行动方案》（2019）﹑《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》（2020）﹑《深入打好城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》（2022）等一系列密集的行动，城市水体黑臭状况明显改善，但2024年进行的第三轮第二批中央生态环境保护督察发现，城市水体黑臭现象仍普遍存在，在一些地区问题突出。城市黑臭水体有很多种类，各类黑臭水体“黑臭在水里﹑根源在岸上﹑关键在排口﹑核心在管网”。
归纳起来，我国排水管网的核心问题就是在花大气力建设的分流制排水系统内存在“四水混流”，造成分流制效能低下。“四水”是指污水﹑雨水﹑地下水﹑河水，“四水混流”主要包括雨水与污水的混流﹑地下水渗漏进入下水道的混流﹑河水倒灌进入下水道的混流三类情景。雨污混流又分为错接﹑漏接﹑混接造成的雨污混流和雨水向下水道入流入渗（RDII）造成的混流。污水管错接进雨水管导致污水直排，旱天也直排；雨水管错接进污水管则导致雨水侵占下水道容量以及处理设施的能力，大概率导致或加剧下游的雨污溢流。雨水向下水道入流入渗（RDII）是个客观存在，但入流入渗量存在合理值，入流入渗量过大说明污水管网建设或养护管理不佳，雨水排除不畅导致路面积水则会进一步增大入流入渗量，而过大的入流入渗量则导致处理设施超过设计水力负荷。地下水渗漏进入下水道也是个客观存在，但存在合理渗漏量，过大的渗漏量说明污水管网建设或养护管理不佳，合理渗漏量取决于当地地下水位，南方河网地区的渗漏量远大于其他地区。平原地区城市河道雨天水位高于下水道溢流堰口是普遍情况，加之在河道上密布的各类截留闸坝，河水倒灌也是客观存在，未设置防倒灌设施的溢流口一定存在着严重的倒灌现象，而倒灌的河水将侵占下水道容量以及处理设施的能力，大概率也导致或加剧下游的雨污溢流。历史上，“四水混流”现象非常普遍。以武汉市为例，主城区规划建设排水系统分流制面积占比80％，2004年水务部门对排水管网进行普查发现，几乎所有被调查的雨水管中都有污水接入，绝大部分污水管中也有雨水接入，按分流制实施的雨水和污水管道实际上成了双排合流管道，全市实际分流制面积占比仅为22％。经过近几年提质增效改造，排水系统分流效能大有提升，但迟未提高的污水处理厂进水浓度表明“四水混流”状况仍未得到根本改变，污水直排﹑雨污溢流导致的水体黑臭尤其是雨天返黑返臭仍普遍存在。
科学谋划，精准施策，完善分流制，把规划建设的分流制变为现实运行的分流制。精准施策就是在科学谋划的基础上循序解决“四水混流”，可参考美国合流制溢流污染控制的经验，分阶段实施。投资小﹑实施易﹑见效快的措施要抓紧实施，要“雷厉风行”；投资大﹑实施难﹑耗时长的措施要在全面调查基础上编制并优化实施方案，持续作战，“久久为功”。纠正雨水与污水的错接﹑漏接﹑混接，在溢流口加设防倒灌设施，都属于“雷厉风行”的范畴，必须抓紧实施；雨天降低河道水位防止倒灌﹑污水处理厂雨天大水量降标运行属于科学管理对策，应打破部门壁垒共同研究采用。控制地下水渗漏﹑控制雨水入流入渗都需要提高管道及其附件的抗渗漏性能，而要提高埋入高密度城市建成区地下的数十万公里下水道的抗渗漏性能，无论采用何种工法，无论提高到何种程度，这都是一项巨大工程，不可能靠“雷厉风行”的行动计划，只能“久久为功”。另外，控制内涝，减少路面积水是控制雨水入流入渗的前提，路面积水会通过检查井等管道附件大量入流入渗进入下水道。内涝严重的城市或地区，防汛人员到达现场通常先打开下水道井盖快速排涝，在这样的情境下，分流制建设变成了合流制运行。控制内涝是个系统工程，需要源头快渗﹑中间快排﹑末端快泄三位一体，而在高密度建成区尤其是平原河网地区，三位都受到制约，要实现路面不积水﹑不淹泡，需要海绵城市﹑强排泵站﹑雨水调蓄多措并举。下水道抗渗漏修复是大工程，控制内涝是个系统工程，都属于投资大﹑实施难﹑耗时长的范畴。因此，应把污水处理厂扩容纳入方案评估，不盲目扩容，也不盲目反对扩容。英国要求各流域水务公司在制定溢流污染治理方案时，要注重管道修复与污水处理厂扩容的费用效益比较。在“久久为功”过程中，应关注临时溢流污染治理设施的建设，这些设施虽然处理标准低，但污染物去除量大，可有效遏制溢流污染影响，尤其是这些设施占地小﹑投资低﹑建设快，投入产出高。目前，临时溢流污染治理设施建设遇到了没有标准依据等制度性障碍，相关部门应加强协同，突破瓶颈，推动建设。
开展以降水诱导的入流入渗量（RDII）计算方法为核心的基础研究至关重要。污水管道的容量或末端污水处理厂处理能力应该由三部分组成：基本污水量（BWF，Base Wastewater Flow）﹑地下水旱季入渗量（GWI，Groundwater Infiltration）和降水诱导的入流入渗量（RDII，I/I，Rainfall-Derived Infiltration/Inflow）。以往的规划设计侧重于基本污水量（BWF）及其变化系数，对地下水旱季入渗量（GWI）尤其是降水诱导的入流入渗量（RDII）缺少关注和计算，这是导致分流制溢流和污水处理厂超负荷运行的主要原因之一。美国服务于1.5亿人口的19000个分流制排水系统全年发生溢流事件在 23000～75000次，约1/3到2/3排水系统存在溢流，几乎所有大型排水系统都定期发生污水溢流，造成数千万吨污水直排水体，这还不包括污水倒灌进建筑物的情景。我国普及了分流制，且普遍存在“四水混流”的状况，分流制溢流事件应远远高于美国。对于某一确定的分流制排水系统，降水诱导的入流入渗量（RDII）存在一个合理值，如果该系统存在溢流，那么这个合理值就是制定溢流污染治理方案的最重要依据。如果实际入流入渗量（RDII）高于合理值，应该首先改造管网，控制入流入渗，反之就应该对末端污水处理厂实施扩容改造。当然，基于技术经济比较，也可以得出源头控制与末端治理相结合的方案，但是，不管哪一种方案，都应该首先得到降水诱导的入流入渗量（RDII）的合理值。美国最初向各地推荐包括RDII在内的总污水量日均值作为判定依据，大湖地区和密西西比河上游的十个州都有自己的判定值，分布在380～570L/（人·d）之间，EPA则推荐450L/（人·d），新泽西州则采用80%的入流入渗率作为判定依据。后来，EPA更多地向各地推荐计算和预测方法，更加准确地确定RDII合理值。目前，适应不同情境的预测方法有十多种。不同情境下RDII合理值差别很大，南北方不同﹑河网地区与非河网地区不同﹑新旧排水系统不同﹑各种管材也不同。我国目前尚未建立降水诱导的入流入渗量（RDII）的概念和计算方法体系，建议参考供水行业控制管网漏损那样形成工作体系，纳入重大研究计划，尽快形成适应各地状况的RDII预测方法以及合理值标准，唯此，才能不盲目扩容，也不盲目反对扩容，为科学控制溢流污染打下基础。
02 普及污水脱氮除磷及深度处理是中国城市治水的另一大特色
近二十年，我国高速建设了大批污水处理设施，截至2023年末，5000多座城镇污水处理厂总处理能力达到2.27亿m3/d，构建起世界上最大的市政排水基础设施体系，在水污染治理中发挥着关键作用。
2.1 我国普及了污水脱氮除磷及深度处理，占比远超西方国家
按照住房和城乡建设部统计，执行一级B排放标准的污水处理厂对应的污水量占总处理量的5.9%，执行一级A排放标准的占61.8%，执行高于一级A排放标准的占31.9%，总起来，执行一级B及以上的处理设施对应的处理量总计占比99.7%，这些处理厂均具有脱氮除磷功能，因此，我国完全普及了污水脱氮除磷。达到一级A及以上标准的污水处理厂对应的污水量占总处理量的93.7%，这些污水处理厂均设置了混凝沉淀过滤或膜分离等深度处理单元，因此，我国基本普及了污水深度处理。
欧洲共有20000余座污水处理厂，年总处理规模为5.44人口当量（PE），70%的处理厂具有脱氮除磷功能，脱氮除磷的污水量占总处理量的68%，深度处理占比11.3%，除了瑞典和丹麦深度处理占比较高，其他欧盟国家都很低。截至2022年1月1日，美国共有17544座公共污水处理设施（POTWs），服务于2.7亿人口，占总人口的82%。其中，具有污水脱氮除磷功能或（和）深度处理的处理设施对应的服务人口仅为1.4亿人，占美国总人口的42%。2022年，加拿大总人口3890万，市政污水处理设施服务总人口的86%，其中，具有污水脱氮除磷功能或（和）深度处理的处理设施对应的服务人口仅为1864万人，占加拿大总人口的48%。日本共有2100余座市政污水处理厂，年处理污水量为153.6亿t，其中，20%的污水处理厂具有脱氮除磷功能，实际处理量占比27%，具有深度处理的污水处理厂占比仅为20%。综上，我国基本普及了污水脱氮除磷及深度处理，占比远超西方国家，这是城镇排水与污水处理行业的另一件大事。
普及污水脱氮除磷及深度处理源于污水处理厂排放标准的不断加严。《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定排入GB3838 地表水Ⅲ类功能水域的污水处理厂执行一级标准的B标准，因此，一级B成为污水处理基本标准，而城镇污水处理要达到一级B则必须脱氮除磷。之前建成的污水处理厂，包括当时全国最大的百万吨级北京高碑店污水处理厂都没有脱氮除磷功能，都需要展开面向脱氮除磷的改造，这是第一轮提标改造。2006年，环境保护部门发布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）修改单（2006），要求“城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准”，因此，一级A又成为污水处理基本标准。一级标准的A标准要求BOD5和SS都小于10mg/L，本来是作为回用水的基本要求，修改为排放标准后，意味着污水处理厂必须设置深度处理单元才可能达标排放，从而引发了第二轮提标改造，一批刚投运不久乃至还没完工的处理厂又旋即进行了提标改造。在这样的背景下，笔者与时任北京市水务局分管排水的局处领导共同研究策划了百万吨级高碑店污水处理厂面向地表Ⅳ类水质的提标改造，首次会议在密云水库宾馆进行。当时的逻辑是：北京是严重缺水城市，与其污水处理厂反复提标，还不如一步提标到位，把“污水处理厂出水向城市河湖排放”转变为“污水处理厂出水向城市河湖补充”，使污水经处理后彻底恢复水资源属性。此后，市政府决定将高碑店污水处理厂面向地表Ⅳ类水质的提标改造扩展为城区全部污水处理厂，全市的污水处理厂也统一改名为再生水厂。2012年，北京市发布了《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB11/ 890—2012），包括A标准和B标准，A标准对应地表Ⅲ类水质，B标准对应地表Ⅳ类水质，都大大严于国家一级A标准。此后几年，北京市的提标改造引发了各地面向GB3838 地表水环境质量标准的改造，各地建设了大批严于国家一级A标准的污水处理厂。另外，《污水监测技术规范》（HJ 91.1-2019）也助推了高标准污水处理设施的建设。《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）施行混合样日均值，而《污水监测技术规范》（HJ 91.1-2019）规定“当排污单位的生产工艺过程连续且稳定，有污水处理设施并正常运行，其污水能稳定排放的（浓度变化不超过 10%），瞬时水样具有较好的代表性，可用瞬时水样的浓度代表采样时间段内的采样浓度”，这一规定客观上将污水处理厂混合样达标改成了瞬时样达标，实际上进一步加严了排放标准。标准的层层加严，业内争论很大，科学性有待商榷，但客观上推动了污水脱氮除磷及深度处理设施的普及。
2.2 普及污水脱氮除磷及深度处理具有重要的环境﹑社会乃至经济效益
污水脱氮除磷对于遏制日益严重的富营养化具有重要作用。目前，旱季城市黑臭水体总体上已经得到控制，但旱季缺少径流流量，城市水体尤其封闭半封闭水体普遍存在富营养化现象，普及污水脱氮除磷在一定程度上起到了遏制作用。
污水深度处理使污水处理厂出水品质大大提高，带来了明显的社会﹑环境乃至经济效益。污水经深度处理后具备了水资源属性，是重要的非传统水资源，完全可以纳入水资源配置，开展大规模再生利用。目前，各地纳入统计的再生水量不大，利用率不高，水资源替代率更低。实际上，对于受纳水体，污水经深度处理后不应再定义为“排放”，而应是“补充”，下游抽升用于农业灌溉或其他用途的大量回用量都没有纳入再生利用统计范围，西方将这部分称之为事实回用（De Facto Water Reuse），如果计算事实回用，各地尤其是北方城市的再生水利用率将大大提高。如果不普及污水深度处理，事实回用量将大大降低。污水经生化处理的二沉池出水SS通常在15～20mg/L，透明度只有数十厘米。经混凝-沉淀-过滤的“老三段”工艺处理后SS可降低到5～10mg/L，对应的浊度在2～5NTU，此时出水透明度将超过1.5m甚至更高，排入水体后使水下光强增强，光合作用带变深，为沉水植物的生长创造了条件。以繁茂的沉水植物为核心构建的水生态系统健康稳定，形成“水下森林”景观，使水质更加清澈，真正实现“鱼翔浅底”。水体透明度与浊度呈明显的反比关系, 且在低浊度下水体透明度随浊度降低呈指数递增。如果用膜分离代替“老三段”工艺，污染物去除率虽没有明显增加，但出水浊度将稳定低于1NTU，透明度可达数米。南方平原河网地区的很多城市水体，水质评价超过地表Ⅲ类，考核等级很高但外观不透亮，由于水下光强不足无法形成健康的水生态系统。另外，水清岸绿﹑鱼翔浅底的城市水体除满足市民休闲需求，还极易诱发水岸经济，生态“好水”转化成为经济“活水”。随着北京亮马河国际风情水岸80万m2景观廊道的建设，在亮马河、永定河、三里河、北运河等河湖水系，滨水商业、文旅运动方兴未艾。水岸经济在一条又一条河流中孕育，也赋予了古老河流以新的活力。而水岸经济成功的前提，离不开清澈的水体，而清澈的水需要深度处理。
2.3 进一步优化并完善污水处理设施，实现减污降碳协同
减污降碳协同是新形势下生态环境领域的工作目标，这也要求城镇污水处理领域进一步优化并完善污水处理设施的建设﹑改造以及运行。如何进一步减污﹑减哪些污，如何降碳﹑在哪里降碳，这都是值得深入讨论的课题。
城镇污水处理减污降碳协同，首先需要在宏观尺度上明确受纳水体与处理设施的界面，这个界面就是排放标准。确定排放标准的限值应以基准为依据，包括健康基准和环境基准。通常认为，标准是个技术经济或法规概念，基准是个科学概念，实际上，无论标准还是基准都是个世界观问题。碳﹑氮﹑磷是生命基本元素，也是最重要的环境因子。生物合成把无机物转化成有机物，成为生命的物质基础，而有机物矿化实现了有机物稳定化或无机化，使环境保持稳定。有机物矿化途径多﹑效率高，所以，有机污染不是个全球性问题。有机污染物排入水体导致黑臭，但治理见效快，影响范围有限；相比有机物，无机营养物的控制见效慢，环境影响长期而广泛，成为全球性的环境问题。磷对环境的影响是个局部问题，是个固相与液相转化问题，转化路径简单而通畅。磷成为全球问题首先是因为磷资源缺乏，全球接近一半的磷资源储存在摩洛哥这样一个小国家，摩洛哥﹑中国﹑南非和美国占了全球磷资源的83%。污水中的磷占磷流通量的比例很高，因此，磷回收应成为污水处理的重点关注。自然界的氮素分为惰性氮和活性氮，惰性氮就是氮气，占空气的78%，应有尽有。活性氮（Reactive Nitrogen，Nr ）包括尿素、胺类、氨基酸和蛋白质等有机氮和无机氮，无机氮包括氨和铵等还原态氮和硝态氮﹑氮氧化物以及过氧乙酰化合物等氧化态氮。历史上，自然界存在活性氮与惰性氮的动态自然平衡，生物固氮将惰性氮转化为活性氮用于合成蛋白质，自然界的反硝化将活性氮转化为惰性氮。20世纪初，德国化学家哈伯(F.Haber）发明了合成氨工艺，迅速打破了全球氮素平衡。目前，全球自然界年生物固氮1亿吨，而工业合成并消费活性氮多达2亿吨，其中包括少量化石燃料燃烧产生的活性氮，工业合成是生物固氮的2倍。经济越发达，工业合成的倍数越高，美国工业合成是生物固氮的5倍，中国各省份工业合成消费量与当地生物固氮量之比与当地的人口密度与人均GDP呈明显线性关系。在反硝化途径有限且不通畅的情况下，大量工业活性氮消费使环境中活性氮积累量日益增大，成为全球性环境问题。活性氮累积局部造成水华﹑蓝藻爆发以及海洋赤潮，更广泛的是形成大面积缺氧区（hypoxia zone），也称死区。大型水生生物会避开缺氧区，无法长途移动的将会死亡，因此，缺氧区只存在低等水生生物，多样性锐减，生态失衡。目前，全球有欧洲﹑北美和东亚三大缺氧区聚集区，这些发达区域分布着大小众多缺氧区，说明人类活动导致过量氮积累是缺氧区形成的根源。世界上最大的缺氧区位于波罗的海，总面积超过8万km2，第二大缺氧区位于美国墨西哥湾，超过2万km2，我国在长江口和珠江口等河口海湾也存在缺氧区，长江口的缺氧区已超过1万km2。
（未完待续）