三峡库区乡镇水污染治理设施主要问题及控制对策研究

三峡库区乡镇水污染治理设施主要问题及控制对策研究

Main Problems and Control Strategies of Urban Wastewater Treatment Facilities of the Three Gorges Reservoir Area

摘 要 三峡水库作为国家战略性淡水资源储备库，其水环境质量关乎长江中下游地区生态安全。本文剖析了三峡库区水污染治理设施建设和运行存在的问题，包括库区污水处理厂规划建设标准偏低，难以达到当前水环境管理要求；污水收集管网系统建设欠账甚多，有效污水收集率低；污水处理设施运行问题多，难以稳定达到设计要求。针对目前存在的问题，提出建议：推进建立三峡水库生态补偿机制，加强资金保障；科学制定水污染治理设施升级改造计划，完善污水处理配套设施。关键词 三峡库区；城镇污水处理；问题诊断；治理对策

■文/迟明慧 秦延文 时瑶 张乐 张雷

三峡工程是举世瞩目的水利枢纽工程，是治理和开发长江的关键性骨干工程，在发电、防洪和航运等方面带来了巨大经济效益，但同时也对库区的生态环境产生了巨大影响。近年来，随着工业迅速发展和城镇化的有序推进，库区污水排放总量呈上升趋势。根据《长江三峡工程生态与环境监测公报》，2010—2017年库区污水排放总量从8.97亿t增加至13.58亿t，其中城镇生活污水排放量从6.15亿t上升至12.52亿t，涨幅显著。由此，城镇生活污染已经成为库区水体污染物的主要来源之一。2020年1月3日，**总书记在中央财经委员会第六次会议中作出了推动成渝地区双城经济圈建设的重大战略决策。成渝地区双城经济圈的建立，必将进一步加快库区城镇化发展，也将会导致城镇生活污染负荷逐年增长，给城镇生活污染治理带来更大压力。本文重点分析了库区水污染治理设施建设与运行现状，剖析了主要问题，并结合三峡库区实际情况，对乡镇水污染治理升级改造和高效运行提出相应的对策建议，以期为三峡库区水污

染治理提供参考。理厂1座、1000～10000t/d的9座、1000t/d以下的12座。处理工艺主要为厌氧—缺氧—好氧活性污泥法（A2/O）、厌氧—好氧活性污泥法（A/O）、人工湿地、人工快渗、循环活性污泥法（CASS）等。

调查方法

本文采用资料收集结合实地调研的方式，选取了库区2个重点区县进行典型调查，了解污水处理设施的建设及运行现状，综合分析自三峡工程投入使用以来，三峡库区移民城镇污水处理设施建设运行的主要问题。调查内容包括：三峡库区移民城镇污水处理设施的地域分布、设计规模、实际处理规模、处理工艺、运行状况、入水和出水水质（水质检测报告及现场检测数据）、污水管网覆盖范围、覆盖人口数量、污水处理费收费情况以及运行管理单位的意见建议等。

2019年12月—2020年5月，笔者对库区22座污水处理厂开展了调查，包括1座区县级污水处理厂和21座乡镇污水处理厂。其中，包括设计处理规模为10000～50000t/d的污水处

水污染治理设施建设与运行情况评估

污水处理设施建设现状

（1）污水处理厂标准

根据《三峡库区及其上游水污染防治规划（2001年—2010年）》《重点流域水污染防治规划（2011—2015年）》《重点流域水污染防治规划（2016—2020年）》，三峡库区城镇污水处理厂自2003年起陆续建成并投入使用，现已基本实现全覆盖[1]。截至2019年，重庆市累计建成城镇污水处理设施893座，包括城市污水处理设施72座、乡镇污水处理厂821座。

库区乡镇污水处理厂在规划建设时标准偏低，且受资金所限，

升级改造压力较大。部分乡镇污水处理厂正在实施改造，但进展较慢。

其中，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB󰀃18918—2002）一级A标准的仅有95家（城市级的68家、乡镇级的27家）。其余污水处理厂均未实现《水污染防治行动计划》提出的“2017年年底前达到一级A排放标准”要求。此外，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准的有679家（城市级4家、乡镇级675家）；执行重庆市《农村生活污水集中处理设施水污染物排放标准》（DB󰀃50/848—2018）一级标准、二级标准的均为乡镇级，分别为97、22家。

（2）污水管网建设

三峡库区已铺设污水管网的乡镇污水收集系统可以归纳为三种模式。模式一：住户直排型，沿河住户污水直接进入建于河底的截污干管；模式二：箱涵直排型，乡镇排水箱涵出口设置溢流堰，非雨期污水和山水基流混合进入污水干管，雨期溢流进入河道；模式三：近年进行标准化改造后，建设二级干管、三级支管，用于收纳住户污水（见图1）。模式三中包括合流制和分流制管网系统。污水管网中错接、漏接时有发生。据调查，某区县总长600km的排水管网中，有63.8km的雨污合流管网，雨水错接入污水管网点多达50处。雨季时大量雨水进入污水管网，由于污水处理厂的处理能力有限，部分污水直接溢流入河，对水体造成污染。调查发现，存在一级干管跨越道路且裸露在外、污水干网沿河铺设并置于河道内等情况，一旦出现管道破损，大量地表水将会进入污水管网（见图2）。

污水处理设施运行情况

（1）污水处理厂运行

运行负荷。调查的22座污水处理厂，平均年运行负荷为79%。其中，县区级污水处理厂的运行负荷较

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模式一模式二模式三直排干管住户住户住户二级干管住户住户住户山水排水箱涵住户住户溢流堰住户住户污水井污水井河道检查井河道检查井图1 流域污水管网基本模式

（a）污水从住户直接接入二、三级管网 

（b）裸露在外跨越道路的一级干管

（c）沿河道铺设的污水干管（d）各类无序管网

图2 库区污水管网建设现状图

高，年平均负荷率达到95%以上。乡污水处理厂的平均负荷率高于100%，镇污水处理厂总体运行负荷较低，其其中7月为全年最高值，负荷率达到中5座污水处理厂水量负荷率未达到112%。4—7月降雨量增加，部分管网60%的行业标准，最低负荷率甚至不是雨污混流，导致雨水进入污水管足30%。

网，造成污水处理厂进水量大幅增ENVIRONMENTAL 库区普遍存在进水水质和水量加，且进水中污染物浓度降低，增加波动大的现象。如图3所示，枯水期了污水处理厂运行压力，影响了污水PROTECTION 1、2月污水处理厂平均负荷率相对较处理厂的污染物去除率。8—12月负Vol. 49 高，其主要原因是春节期间返乡人员荷率呈波动式降低，12月负荷率为全No.06 较多，生活污水产生量较大。4—7月

年最低，为84%。

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120111%111%112%10095%100%98%105%98%90%%88%91%/84%率荷80负厂理60处水污402001月       2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月图3 2019年调研区县污水处理厂平均负荷率变化

表1 污水处理厂出水水质达标情况日平均出水浓度/（mg/L)污水处理厂名称处理工艺CODNH达标情况3-NTP1#接触氧化＋人工湿地194.2 0.7达标2#人工快渗6639.9 3.48超标3#接触氧化+人工湿地375.9 4.32超标4#人工快渗1712.4 4.44超标5#人工快渗377.4 3.18超标6#人工快渗293.1 1.7超标7#接触氧化＋人工湿地196.4 3.62超标8#CASS170.3 1.58超标9#CASS330.5 2.01超标10#A2/O272.2 1.87超标11#卡鲁赛尔氧化沟6 3.0 0.17 达标12#A/O33 3.8 0.09 达标13#A/O17 2.0 0.21 达标14#A2/O15 0.3 0.22 达标15#A/O14 3.2 0.70 达标16#A/O45 7.1 5.95 超标17#A/O16 4.9 0.57 达标18#A/O28 16.0 0.58 超标19#A/O33 3.1 0.94 达标20#A/O24 23.0 0.16 超标21#A/O25 23.5 0.03 超标22#A/O28 28.5 0.41 超标注：根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B出水标准，COD日平均最高允许排放浓度为60mg/L，NH3-N日平均最高允许排放浓度为8mg/L（水温高于12℃时），TP日平均最高允许排放浓度为1mg/L（2006年1月1日起建设的污水处理设施）。

出水水质。据调查，22座污水《城镇污水处理厂污染物排放标准》处理厂中，有14座出水水质未能达到

（GB󰀃18918—2002）一级B标准，超

标率达到了64%。其中总磷（TP）、

氨氮（NH3-N）和化学需氧量（COD）的超标率分别为45%、27%和5%（见表1）。从污水处理厂的处理工艺来看，采用人工快渗工艺的4家污水处理厂处理效果较差，COD、NH3-N、TP均出现超标现象；采用接触氧化结合人工湿地工艺的污水处理厂中，NH3-N和TP同时出现超标的较多；A/O处理工艺的脱氮效果不佳，CASS和A2/O的除磷能力欠佳。

运行管理。调查的22座污水处理厂均由第三方公司负责运行管理，有运维人员驻厂。运行费用主要来自政府财政拨款和污水处理费。鄂、渝两

省（市）分别于1998年、2006年全面开征污水处理费。如重庆市某区县城镇居民污水处理费为1.0元/t，非城镇居民为1.3元/t，区县政府以1.52元/t的价格，向运行企业支付污水处理费。

从运行效果看，采用人工湿地和人工快渗工艺的污水处理厂运维效果不佳。采用人工湿地工艺的污水处理厂在运行中会出现人工湿地植物清理不及时、人工湿地堵塞、潜流湿地漫流的现象等问题（见图4）。而人工快渗工艺易出现砂滤池堵塞、脱氮除磷效果差的问题[2]。这主要是由于库区部分采用人工快渗的污水处理厂砂滤池无反洗设备，采用静态过滤，加上过滤砂平时翻挖深度不足，表层和中层砂颜色区别明显，影响处理效率（见图5）。

（2）管网运行情况

管网运维管理。三峡库区的污水管网运维主要由污水处理厂运行公司与乡镇政府负责。部分区域维护较好，对于污水干管和二级支管有每日巡查制度，并开展日常巡查，确保二级支管污水能够进入干管。其他区

（a）潜流湿地的漫流现象

（b）湿地植物清理不及时

图4 采用人工湿地技术的污水处理厂主要问题

（a）砂滤池出现堵塞现象（b）沉砂池无反洗设备

图5 采用人工快渗技术的污水处理厂主要问题

图6 管道沉积、结垢、堵塞、破裂现状

450400表观污水收集率    有效污水收集率

350%300/率集250收水200污150100500

1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 16# 17# 18# 19# 20# 21#

乡镇

图7 污水处理厂表观和有效污水收集率对比

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域基本没有管网运行管理制度，也没有开展污水干管和二级支管的日常维护。而对于三级入户支管，污水处理厂运行公司与乡镇政府之间没有很好地协调，产权与运行责任不明晰，运行管理存在较大漏洞，导致有些管道出现破裂、结垢、堵塞、沉积等现象（见图6）。管网运维造成的问题已

经日趋严重，据调查，某区县城区管网漏损率已达10.6%～40%，乡镇更是高达30%～60%。

污水收集率分析。为了解污染治理设施的运行效果，计算了两区县21个乡镇的污水表观收集率（污水量与实际处理量的比值）和有效收集率（污水厂入厂负荷与污水厂服务范围排放负荷的比值）（见图7）。计算表明，区域的表观收集率为43%～392%，平均表观收集率为99.6%。但是，乡镇有效收集率仅为25%～207%，平均有效收集率为65%。其中，有7个乡镇的有效收集率低于50%，即必然有雨洪水、山泉水等进入污水管网稀释了污水。进水COD偏低，导致碳氧比低，对污水处理厂中氮磷的去除率造成不良影响。表观污水收集率的虚高和有效污水收集率的偏低，与污水管网不完善、现有污水管网建设无序和运维不善有关。

污染治理设施问题分析

库区污水处理厂规划建设标准偏低，难以达到当前水环境管理要求

库区乡镇污水处理厂在规划建设时标准偏低，且受资金所限，升级改造压力较大。部分乡镇污水处理厂ENVIRONMENTAL 正在实施改造，但进展较慢。污水处理厂出水大都排入二级或三级支流，PROTECTION 有的支流（如重庆主城区梁滩河）Vol. 49 生态流量小，河流流量主要靠污水处No.06 理厂出水补给，有的支流（如渝东北

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> 人工快渗工艺易出现砂滤池堵塞、脱氮除磷效果差的问题

地区的澎溪河）回水区水体流动性较差，因此污水处理厂的出水水质会对河流局部水质造成较大影响。支流的水环境功能区水质目标大都为地表水Ⅲ类，即使污水处理厂出水达到一级A排放标准，依然与水环境管理要求有一定距离。根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB󰀃18918—2002），一级A标准中NH3-N的日平均最高允许排放浓度为5mg/L（水温高于12℃时），TP为1mg/L（2005年12月31日前建设的污水处理厂），依然与《地表水环境质量标准》（GB󰀃3838—2002）中的Ⅲ类标准（NH3-N浓度不大于1mg/L，TP浓度不大于0.2mg/L）有较大差距，遑论污水排放一级B和二级标准[3]。特别是磷作为长江上游主要污染因子，城镇生活源是其主要来源之一，应当严格控制[4]。

污水收集管网系统建设欠账甚多，有效污水收集率低

由于缺乏规划、改造困难等原

因，乡镇污水管网的建造和改造过程中变更频繁，实施进度缓慢。目前乡镇中的集镇部分已基本覆盖，但受地形地势影响，其他区域污水管网覆盖率仍然偏低。污水管网与污水处理厂的建设不同步、不配套，是三峡库区的普遍情况。配套管网建设滞后，影响了污水收集率。此外，库区大部分区域尚未完全形成雨污分流制，而是合流制与分流制共存，污水管、雨水管及合流管的混接、乱接现象严重，降低了排水能力。

调研中发现，由于政府和运行企业在管网维护上责任不明晰，大多数污水处理厂运行企业对服务区的污水管网没有维护。受库区多山的地势条件和建设成本限制，污水干管埋设于河床中成为压力管道，管道堵塞或者漏损时有发生，污水管网管理困难。

污水处理设施运行问题多，难以稳定达到设计要求

调查中发现，部分污水处理厂出水无法达到设计出水标准。引起超标

的原因包括：（1）污染治理设施运行资金不足[5]，配置的运维人员普遍缺少专业知识，导致部分乡镇污水处理厂缺少定期维护，出现问题不能及时解决，污染物去除率降低，出水污染物浓度超标；（2）受管网无序建设和错接、漏接等问题的影响，地表水和雨水进入污水管网，导致污水处理厂进水水量水质变化大，影响处理效果。

城镇水污染治理升级改造和高效运行的建议

推进建立三峡水库生态补偿机制，加强资金保障

三峡水库水环境安全直接关系长江中下游7省（市）水质安全。从生态服务功能转移过程看，三峡集团公司及大坝下游省（市）是三峡水库生态服务功能维持的受益方。库区及其上游大部分地区属经济欠发达区域，为解决库区上下游发展不平衡、环保设施建设运行投入财力不足问题，

要坚持长江全流域“一盘棋”思路，推进建立三峡水库特殊功能区上、下游横向生态补偿机制和特殊功能区的纵向补偿机制，为污水处理设施升级改造和运行提供稳定的资金保障。同时，建议将污水处理厂升级改造和管网建设任务纳入长江流域水生态环境保护“十四五”规划，明确各级政府和相关企业的责任，保证任务有效落实。

科学制定水污染治理设施升级改造计划，完善污水处理配套设施

（1）推进配套设施建设

为保护好三峡水库“一库清水”，保障长江流域生态环境安全，建议对库区现有城镇（尤其是乡镇）水污染治理设施建设运行状况进行全面摸底排查。针对库区多数乡镇污水管网还不完备、有效污水收集率较低的情况，应尽快完善二、三级配套管网，同时对已有老化管网进行修复和升级改造。针对乡镇污水管网现状，逐一排查污水管网，制定污水管网改造计划。逐步完善乡镇污水管网系统，逐年提升有效污水收集率，减少污水直排。

（2）加快污水处理厂提标改造

目前库区污水处理厂基本上按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB󰀃18918—2002）一级B标准设计，但在部分区域该标准仍不能满足其水功能区目标要求，建议加快污水处理厂提标改造建设。在重要敏感水域周边选择开展污水处理厂运行问题诊断，并结合库区普遍存在的水质水量波动大的现象，合理选择处理工艺和措施，制订污水处理厂改造计划。强化生物处理能力，提高脱氮除磷能力，增加深度处理，建设污水处理厂提标示范试点，为后续污染治理做

支撑。（3）推进污水资源化利用

根据《关于推进污水资源化利用的指导意见》（发改环资〔2021〕13号），城镇生活污水是开展污水资源化利用的重点领域之一。建议以水环境敏感区域为重点，以现有污水处理厂为基础，因地制宜建设污水资源化利用设备，推动建设污染治理、生态保护、循环利用有机结合的综合治理体系。建议在重点排污口下游、支流入干流处等关键节点建立人工湿地水质净化等工程设施，对处理达标后的排水和微污染河水进一步净化改善后，纳入区域水资源调配管理体系，用于区域内生态补水、工业生产和市政杂用。

（4）加强污水处理设施运行管理

污水处理厂应在排污口设置水量自动计量装置，并对主要水质指标进行24小时在线监控。此举使得污水处理厂运营公司可以更好地根据监测结果对污水处理厂处理过程和加药量做出调整，同时方便相关部门监督,保障污水处理厂出水稳定达标。

针对库区污水管网系统普遍缺少运维，管网系统容易堵塞的现状，应建立污水管网日常维护制度，并实施日常巡查检修。具体措施包括每日例行巡查和每季度全面巡查、淤堵清理、每日记录、及时报告和加强监管等。

（5）开展溢流污染应急治理

针对城区雨水管混接污水及初期雨水排放现状，考虑当地雨水排放口情况及城区建筑密集、河道周边用地紧张等限制，建议采用源头及中途截流调蓄处理与末端截流处理相结合的综合控制方案进行雨水管混接污水及初期雨水污染治理。开展城区溢流

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污染治理，采取雨水源头控制、排水管网中途支管截流、管网末端截流调蓄、溢流处理后排放相结合的系统性溢流污染控制策略，实现从城区排水管网起端到排水系统终端的污水处理厂全流程溢流污染控制。同时，开展海绵城市建设，促进雨水下渗，减少城镇面源径流污染进入管网。

参 考 文 献

[1]冯琳, 闫阳雨, 杜彦霖, 等. 乡镇污水

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[2]续衍雪, 吴熙, 黄一凡, 等. 三峡库区

生态屏障区污水处理工艺及污水处理厂建设费用研究[J]. 环境污染与防治, 2016,󰀃38(4):󰀃95-98,󰀃102.

[3]邹曦, 郑志伟, 万骥, 等. 三峡库区生

活污水处理厂建设运行现状及对策[J]. 环境科学与技术,󰀃2014,󰀃37(12O):󰀃422-427.

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域总磷污染：分布特征·来源解析·控制对策[J]. 环境科学研究, 2018, 31(1):󰀃9-14．

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ENVIRONMENTAL PROTECTION Vol. 49 ：中国环境科学研究院水生态环境研究所、环境基准与风险评估国家重点实验No.06 室。张雷系本文通讯作者）

2021（作者单位