王劍斌 琚鴻

摘 要：在面板數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上剖析廣州市生活污水處理的現(xiàn)狀和問題。結(jié)果顯示，廣州市常住人口數(shù)量、污水處理能力和排水管道長(zhǎng)度均呈現(xiàn)出較快的上升趨勢(shì)。從全市尺度看，污水處理能力缺口已逐漸縮小，但各區(qū)域污水處理能力發(fā)展仍呈現(xiàn)出不平衡不充分狀態(tài)。其中白云區(qū)缺口最大，達(dá)42.8萬 t/d。廣州市生活污水收集率、城鎮(zhèn)化率并不高，進(jìn)水污染物濃度偏低，污水處理效能未能有最大限度的發(fā)揮，生活污水處理提質(zhì)增效任重道遠(yuǎn)。5個(gè)城市中廣州市排水管道長(zhǎng)度、人均排水管道長(zhǎng)度排名首位，但生活污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力和排水管道密度僅處于中游水平。本研究同時(shí)提出了廣州市提升水環(huán)境質(zhì)量針對(duì)性對(duì)策，為“十四五”加強(qiáng)廣州市水生態(tài)環(huán)境保護(hù)，深入打好水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)提供支撐。

關(guān)鍵詞：面板數(shù)據(jù)；生活污水處理；排水管道；收集率；效能；節(jié)水城市；廣州

中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-9655（2023）01-00-08

0 引言

近年來，廣州市水污染防治工作得以大力推進(jìn)，水環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。2020年，全市13個(gè)考核斷面水質(zhì)總體同比改善并全部達(dá)標(biāo)，地表水水質(zhì)優(yōu)良斷面比例達(dá)到76.9%，主要劣Ⅴ類水體斷面首次實(shí)現(xiàn)全部清零，147條黑臭水體全部消除黑臭。2021年地表水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)步向好，16個(gè)國(guó)考省考斷面水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)，地表水水質(zhì)優(yōu)良斷面比例 81.3%，同比提升 4.4個(gè)百分點(diǎn)，劣Ⅴ類水體（斷面）比例保持為0；13條主要河流（段）水質(zhì)以優(yōu)良為主；8條入海河流水質(zhì)全部?jī)?yōu)良。然而對(duì)標(biāo)美麗廣州建設(shè)生態(tài)環(huán)境目標(biāo)以及人民群眾對(duì)優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)境的期待仍任重道遠(yuǎn)。廣州市重點(diǎn)流域部分一級(jí)支流水質(zhì)仍為劣Ⅴ類，優(yōu)良水體水質(zhì)達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)不牢固，城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效及排水單元達(dá)標(biāo)工作還需繼續(xù)深入；農(nóng)業(yè)面源污染、涉河違建還需加強(qiáng)整治，“散亂污”工業(yè)企業(yè)整治成效還需加強(qiáng)鞏固。

王平等人[1]結(jié)合云南省第二次污染源普查成果，分別從治理水平、城鎮(zhèn)人口與城鎮(zhèn)污水設(shè)計(jì)處理能力、生活供水量和生活污水處理量關(guān)系等方面探討了污水處理設(shè)施分布不平衡及能力建設(shè)不足等問題，然而并未見有針對(duì)某一特定城市（尤其是超大城市或一線城市）采用更加詳實(shí)深入的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析的相關(guān)報(bào)道。為此，本研究選擇廣州市污水處理的維度，在面板數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上剖析全市污水處理的現(xiàn)狀，為廣州市提升水環(huán)境質(zhì)量提出更具可行性和針對(duì)性的對(duì)策，同時(shí)與4個(gè)國(guó)內(nèi)先進(jìn)城市進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，為“十四五”廣州市加強(qiáng)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)、深入打好水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)提供堅(jiān)實(shí)保障。

1 方法

（1）設(shè)定參數(shù)統(tǒng)計(jì)

以廣州市2005—2021年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，表征污水設(shè)計(jì)處理能力和排水管網(wǎng)長(zhǎng)度，說清廣州市當(dāng)前污水處理及能力現(xiàn)狀。同時(shí)，以廣州市第二次污染源普查成果中的廣州市人均日生活用水量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，計(jì)算得出全市及各行政區(qū)污水處理需求量，分析其與污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力之間的差距。

（2）橫向?qū)Ρ?/p>

利用國(guó)內(nèi)5個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，比對(duì)廣州市在5個(gè)城市中的污水處理狀況。

2 結(jié)果與分析

2. 1 現(xiàn)狀及變化

（1）總體變化

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，廣州市常住人口數(shù)量、污水處理能力和排水管道長(zhǎng)度均呈現(xiàn)出較快的上升趨勢(shì)。2005年，廣州市常住人口為950萬人，排水管道長(zhǎng)度為4827 km，污水設(shè)計(jì)處理能力為183萬t/d；2021年，常住人口增長(zhǎng)至1881萬人，排水管道長(zhǎng)度增長(zhǎng)至40497 km，污水設(shè)計(jì)處理能力為721萬t/d，

分別增長(zhǎng)98%、739%和294%，排水管道長(zhǎng)度和污水處理能力增長(zhǎng)尤為顯著。

（2）增長(zhǎng)率變化

排水管道長(zhǎng)度增長(zhǎng)率與常住人口數(shù)量增長(zhǎng)率的比較見圖2。排水管道長(zhǎng)度和污水處理能力年增長(zhǎng)率波動(dòng)較大，但整體而言，上述兩者增長(zhǎng)率普遍高于常住人口數(shù)量增長(zhǎng)率。在2008—2010年（廣州亞運(yùn)會(huì)周期內(nèi)），排水管道長(zhǎng)度和污水處理能力提升較快，特別是2010年排水管道長(zhǎng)度同比上升約27%，污水設(shè)計(jì)處理能力同比上升約50%，而常住人口數(shù)量增長(zhǎng)率僅有7%。

（3）人均變化

以排水管道長(zhǎng)度/常住人口（即人均排水管道長(zhǎng)度）以及污水處理能力/常住人口（即人均污水處理能力）為縱坐標(biāo)作圖，結(jié)果如圖3所示。人均排水管道長(zhǎng)度在2010年以前呈緩慢增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2010年有較為明顯的提升，而后保持一定的上升態(tài)勢(shì)。2021年，人均排水管道長(zhǎng)度均達(dá)

21.5 km/萬人，約是2015年的4.2倍。人均污水處理能力則在2015年及之前增長(zhǎng)不明顯，在2016年才表現(xiàn)出較快的增長(zhǎng)。2021年人均污水處理能力為0.38 t/（人·d），是2005年的2倍。相對(duì)而言，人均排水管道增長(zhǎng)更快。

2. 2 污水處理需求統(tǒng)計(jì)分析

（1）全市

根據(jù)廣州市統(tǒng)計(jì)年鑒，廣州市2019年人均日生活用水量為263.86 L；根據(jù)廣州市第二次全國(guó)污染源普查結(jié)果，廣州市人均日生活用水量為314.61 L，均比王湘晉[2]等人研究得出華南地區(qū)人均日生活用水量170～190 L要高出不少，這無疑會(huì)讓重度缺水的廣州[3]捉襟見肘。為了能最大限度地估算當(dāng)年污水處理需求量，以人均日生活用水量為314.61 L為基準(zhǔn)，污水收集率為100%、廣州市常住人口數(shù)量以及污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力（滿負(fù)荷運(yùn)行）進(jìn)行測(cè)算。2005—2021年當(dāng)年污水處理需求量以及當(dāng)年污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力關(guān)系見圖4和圖5。

由圖可知，隨著廣州市常住人口的逐年增加和廣州市對(duì)污水處理的重視及加大投入，污水處理需求量和污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力總體呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)。2005—2009年，廣州市污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力存在較大缺口，缺口達(dá)100萬t/d以上。而2010—2011年，缺口大幅縮小，僅有10余萬t/d

的缺口。事實(shí)上，2010年對(duì)于廣州市而言是個(gè)特殊的年份。2010年廣州市舉辦了第十六屆亞運(yùn)會(huì)和亞殘運(yùn)會(huì)。乘著亞運(yùn)會(huì)的東風(fēng)，廣州市提出“以大干促大變迎亞運(yùn)”的方針，著重加大了空氣環(huán)境、水環(huán)境、交通環(huán)境、人居環(huán)境等環(huán)境綜合整治力度。藉此，2010—2011年廣州市污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力大幅提升。2012—2021年，廣州市污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力繼續(xù)提升，其盈余亦穩(wěn)步增長(zhǎng)。2021年，當(dāng)年污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力盈余129萬t/d?？傮w而言，從全市尺度看，污水處理能力缺口已被逐步填補(bǔ)。

（2）各行政區(qū)

以2015—2021年數(shù)據(jù)探究各行政區(qū)的污水處理需求量的變化，因越秀、荔灣、天河和海珠四區(qū)生活污水通常為中心城區(qū)內(nèi)收集處理，因此將上述四區(qū)合并統(tǒng)計(jì)，詳見圖6。單個(gè)行政區(qū)而言，白云區(qū)一直是污水處理需求最旺盛的行政區(qū)，這也是由于白云區(qū)的常住人口數(shù)量最多。中心城區(qū)由于較大的常住人口數(shù)量，其產(chǎn)生的污水處理需要也較大。

以2020年為例，分析廣州市各區(qū)污水處理需求量和污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力之間的差距，結(jié)果如圖7、圖8所示。單個(gè)行政區(qū)而言，白云區(qū)和番禺區(qū)2020年污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力最大，分別為75.0萬t/d和61.0萬t/d。而中心城區(qū)的處理能力達(dá)到245萬t/d。從各區(qū)域的污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力來看，污水處理能力發(fā)展不平衡。中心城區(qū)處理能力最大，白云區(qū)、番禺區(qū)相對(duì)較高，從化區(qū)、南沙區(qū)、增城等區(qū)較小。但白云、番禺、從化、南沙、增城等5個(gè)區(qū)的污水處理需求量均大于其污水處理能力，存在不同程度的處理缺口。其中，白云區(qū)缺口最大，達(dá)42.8萬t/d，缺口率達(dá)36.3%；從化區(qū)缺口率最大，達(dá)到43.8%。花都區(qū)、黃埔區(qū)和中心城區(qū)則存在不同程度的盈余。其中，中心城區(qū)盈余最大，達(dá)45.6萬t/d；黃埔區(qū)盈余率最高，為47.1%。

因此，各區(qū)域污水處理能力發(fā)展仍呈現(xiàn)出不平衡不充分狀態(tài)。

（3）生活污水集中收集率

雖然在廣州市統(tǒng)計(jì)年鑒等相關(guān)資料中廣州市目前暫時(shí)并未公布生活污水集中收集率，但《廣州市城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案（2019—2021年）》提出，2019—2021年，城市生活污水集中收集率分別達(dá)到74.5%、76%和80%?！稄V州市污水系統(tǒng)總體規(guī)劃（2021—2035年）》（征求意見稿）中規(guī)劃到2035年城市生活污水集中收集率達(dá)到90%?？梢?，在2021年排水管道長(zhǎng)度達(dá)40497 km、污水設(shè)計(jì)處理能力達(dá)721 t/d的情況下，生活污水集中收集率目標(biāo)仍然只能設(shè)定為80%左右。即使到2035年城市生活污水集中收集率也僅有90%。生活污水處理提質(zhì)增效仍任重而道遠(yuǎn)。

（4）污水處理廠進(jìn)水氨氮濃度

表1展示了2020年廣州市52家污水處理廠進(jìn)水氨氮濃度及其設(shè)計(jì)能力。其中，43家污水處理廠進(jìn)水氨氮濃度不足20 mg/L。進(jìn)水氨氮濃度偏低的43家污水處理廠，占2020年52家污水處理廠的82.7%，而這43家設(shè)計(jì)處理能力總和達(dá)533.48萬 t/d，是廣州市2020年污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力的95.1%。城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水污染物濃度偏低，導(dǎo)致集中式污水處理設(shè)施的污染物削減效能有限，成為影響廣州市污水處理效能的重要限制因素。

（5）常住人口城鎮(zhèn)化率

數(shù)據(jù)顯示，廣州市的城鎮(zhèn)化率自2006年以來處于持續(xù)提升階段。2006年城鎮(zhèn)化率為82.04%，2021年為86.46%，提升了4.42個(gè)百分點(diǎn)。但2020年廣州市仍有14%左右的常住人口居住于農(nóng)村，農(nóng)村區(qū)域的污水收集、處理是當(dāng)前廣州市能否有效提升污水處理效能的限制性因素，農(nóng)村區(qū)域的污水收集、處理等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)缺口還需進(jìn)一步補(bǔ)齊。

2. 3 橫向?qū)Ρ?/p>

為了更好地把握廣州市污水處理廠和市內(nèi)排水管道的建設(shè)和投入力度，選取上海市、北京市、深圳市和蘇州市等四個(gè)國(guó)內(nèi)相對(duì)發(fā)達(dá)城市進(jìn)行對(duì)比，相關(guān)數(shù)據(jù)來源于上述4個(gè)城市2019年統(tǒng)計(jì)年鑒。

（1）GDP與土地面積

圖10展示了5個(gè)城市2019年的GDP及其面積，圖11展示了5個(gè)城市2019年的單位面積GDP產(chǎn)出和人均GDP。

北京市面積最大，深圳市面積最?。ú缓钌呛献鲄^(qū)）。上海市GDP最高，達(dá)到了3.8萬億。而深圳市以1997 km2的面積（約為廣州市的1/3.7倍）創(chuàng)造了2.7萬億的GDP（與廣州市持平），同時(shí)以13.5億/km2的單位面積GDP產(chǎn)出在5個(gè)城市中排名首位。另外，深圳市的人均GDP亦在5個(gè)城市中排名首位，而廣州市則排在最后一名。由此可推論，廣州市在污水處理廠和配套污水管網(wǎng)建設(shè)方面的投入相比于深圳市應(yīng)存在較大財(cái)政壓力。

（2）污水處理情況

5個(gè)城市中，廣州市排水管道長(zhǎng)度最長(zhǎng)，基本與上海持平，約是深圳的1.9倍（但廣州土地面積是深圳的3.7倍）。污水處理設(shè)計(jì)處理能力則是上海最高，北京次之，廣州與深圳基本持平。

5個(gè)城市中，廣州市人均市內(nèi)排水管道長(zhǎng)度最高，為18.8 km/萬人，約為深圳市的1.7倍；而市內(nèi)排水管道密度則是深圳市最高，達(dá)7.61 km/km2，約為廣州市的2倍。

即廣州市排水管道長(zhǎng)度和人均市內(nèi)排水管道長(zhǎng)度雖在5個(gè)城市中最長(zhǎng)，但污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力和市內(nèi)排水管道密度僅位于中游水平。

（3）人均生活用水量

無論是年鑒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還是全國(guó)第二次污染源普查數(shù)據(jù)，廣州市的人均每日生活用水量均是5個(gè)城市中最高的，這對(duì)于重度缺水的廣州市而言無疑是很重要的限制發(fā)展因素。而更高的人均每日生活用水量意味著在同樣人口數(shù)量的前提下，會(huì)產(chǎn)生更大的污水處理需求，繼而導(dǎo)致在污水處理設(shè)施、排水官網(wǎng)等方面投入更多的資金。同時(shí)也反映出廣州市節(jié)約用水工作還有較大提升空間。

3 對(duì)策建議

（1）繼續(xù)加快污水處理廠建設(shè)營(yíng)運(yùn)，以滿足極端條件下的污水溢流以及廣州市常住人口持續(xù)增長(zhǎng)的需求，特別是對(duì)白云、番禺、從化等三區(qū)污水處理能力進(jìn)行針對(duì)性補(bǔ)齊。

（2）繼續(xù)加快推進(jìn)管網(wǎng)建設(shè)，提高污水收集率。加強(qiáng)農(nóng)村、老舊城區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部等薄弱地區(qū)的污水管網(wǎng)配套工程建設(shè)，逐步消除生活污水收集處理設(shè)施空白區(qū)，切實(shí)提高污水收集率。

（3）強(qiáng)化排水戶源頭管控。高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量分批加快推進(jìn)改造合流渠箱、大力開展污水管網(wǎng)“擠外水”等措施，強(qiáng)化城鎮(zhèn)污水廠氨氮、生化需氧量等主要污染物進(jìn)水濃度的監(jiān)控，提高污水處理廠污染物進(jìn)水濃度，充分發(fā)揮城市生活污水處理廠污染物削減效能。

（4）統(tǒng)籌推進(jìn)“一體化”模式。推行建管一體化、廠網(wǎng)一體化、城鄉(xiāng)一體化模式，統(tǒng)籌各行政區(qū)污水收集、處理負(fù)荷，推進(jìn)有條件的污水廠間實(shí)行互聯(lián)互通、優(yōu)化水量調(diào)度，強(qiáng)化污水溢流管控。

（5）大力推進(jìn)節(jié)水城市建設(shè)。通過加大宣傳、階梯水價(jià)等方式不斷強(qiáng)化水資源管理，減少水資源浪費(fèi)，切實(shí)提高水資源利用率，營(yíng)造規(guī)范合理的用水環(huán)境。

（6）摸清已建管網(wǎng)老舊破損等底數(shù)。強(qiáng)化管網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)，大力推進(jìn)管網(wǎng)隱患修復(fù)和錯(cuò)混接整改，有效控制溢流污染，切實(shí)提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、精準(zhǔn)性和有效性。

4 結(jié)論

廣州市常住人口數(shù)量、污水處理能力和排水管道長(zhǎng)度均呈現(xiàn)出較快的上升趨勢(shì)。從全市尺度看，污水處理能力缺口已逐漸縮小，但各區(qū)域污水處理能力發(fā)展仍呈現(xiàn)出不平衡不充分狀態(tài)。白云、番禺、從化、南沙、增城等5個(gè)區(qū)均存在不同程度的處理缺口。其中，白云區(qū)缺口最大，達(dá)42.8萬t/d，缺口率達(dá)36.3%；從化區(qū)缺口率最大，達(dá)到43.8%；而中心城區(qū)則有盈余。

（2）廣州市生活污水集中收集率、城鎮(zhèn)化率并不高，進(jìn)水污染物濃度偏低，污水處理效能未能有最大限度的發(fā)揮。生活污水處理提質(zhì)增效任重道遠(yuǎn)。

（3）廣州市排水管道長(zhǎng)度、人均排水管道長(zhǎng)度在5個(gè)城市中排名首位，但生活污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力和排水管道密度則處于中游水平。廣州市在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的投入存在較大財(cái)政壓力。

（4）應(yīng)加快污水處理廠、污水管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，摸清污水處理底數(shù)，系統(tǒng)謀劃污水處理提質(zhì)增效，大力推進(jìn)節(jié)水城市建設(shè)，提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和有效性，為“十四五”廣州市加強(qiáng)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)、深入打好水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)提供保障。

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