環保部在“十二五”規劃綱要中，已明確將氨氮、氮氧化物的監測約束性指標加入到現有監測指標體系中。另外，水利部也開始重視水質監測工作，逐步建立覆蓋全國的水質監測網絡體系。
城鎮污水處理量控向質控提升
城鎮污水排放是我國水環境污染的關鍵要素。我國城鎮污水排放數量大，并隨著城鎮化發展呈逐年上升趨勢，占全國廢水排放總量的比例也最大。
我國雖然已經具備處理大規模城鎮污水的能力，但僅僅實現了量的突破，在城鎮污水的治理水平上與發達國家相比仍存在較大差距，即距離質的突破還有距離。
今后5-10年，我國城鎮污水處理將面臨前所未有的挑戰，城鎮化進程的快速發展對水資源的需求壓力將持續增長，水源性缺水和水質性缺水均制約著國民經濟的可持續發展。我國水質標準的戰略地位需提升，同時須加強水質標準科學性系統性方面研究，開拓符合我國國情的城鎮污水處理融資機制。水污染防治將是大氣污染防治之后另一重點環保投資領域。
水環境污染形勢嚴峻
近年來，隨著我國經濟的發展和城市生活水平的提高，我國水環境面臨的形勢日益嚴峻，主要體現在河流、湖泊(水庫)、地下水3個方面。
中國環境公告顯示，2012年，長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、浙閩片河流、西北諸河和西南諸河十大流域的國控斷面中，Ⅰ-Ⅲ類、Ⅳ-Ⅴ類和劣Ⅴ類水質斷面比例分別為68.9%、20.9%和10.2%。主要污染指標為化學需氧量、五日生化需氧量和高錳酸鹽指數。
62個國控重點湖泊(水庫)中，2012年Ⅰ-Ⅲ類、Ⅳ-Ⅴ類和劣Ⅴ類水質比例分別為61.3%、27.4%和11.3%。主要污染指標為總磷、化學需氧量和高錳酸鹽指數。
同時，除密云水庫和班公錯外，其他60個湖泊(水庫)中，4個為中度富營養狀態，占6.7%；11個為輕度富營養狀態，占18.3%；37個為中營養狀態，占61.7%；8個為貧營養狀態，占13.3%。
地下水方面，依據《地下水質量標準》，2012年全國地下水綜合評價結果顯示，水質呈優良級的監測點580個，占全部監測點的11.8%；呈良好級的監測點1348個，占27.3%；呈較好級的監測點176個，占3.6%；水質呈較差級的監測點1999個，占40.5%；水質呈極差級的監測點826個，占16.8%。主要超標指標為鐵、錳、氟化物、“三氮”(亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和氨氮)、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物等，個別監測點存在重(類)金屬超標現象。
與2011年相比，2012年，有連續監測數據的水質監測點總數為4677個，分布在187個城市，其中水質呈變好趨勢的監測點793個，占監測點總數的17.0%；呈穩定趨勢的監測點2974個，占63.6%；呈變差趨勢的監測點910個，占19.4%。
隨著我國現代化和工業化進程的不斷提速，廢水排放總量呈現持續增長態勢。2001-2012年，我國廢水排放總量從2001年的433億噸增長到2012年的685億噸，12年間增加了252億噸，平均每年多排放了21億噸廢水，平均年復合增長率約4.3%。
從廢水污染源來看，我國廢水污染源主要分為工業源、農業源、城鎮生活源，以及少量的集中式污染設施排放源，其中城鎮生活源污水排放量的增加是我國廢水排放量增加的主要原因。
我國城鎮污水排放量占廢水排放總量比例逐年提升，從2001年的53.2%上升到2012年的67.6%。2001-2012年，我國城鎮生活污水排放量年均增量19.4億噸，占廢水排放總量年均增量的92.2%。
在三種廢水污染源中，工業廢水特點是排放數量及污染物含量相對小，但污染物種類多、治理難度大，引起水環境發生質化污染；農村污水特點是排放數量絕對大，但截至2010年，全國范圍內農村污水處理覆蓋率不及10%，發展尚處于起步階段；與工業廢水、農村污水相比，城鎮污水的特點是排放量及污染物含量絕對大，但污染物種類少、治理難度低、治理工藝相對成熟、城鎮污水處理覆蓋率已經達到一定水平，對水環境的影響屬量化污染。
城鎮污水COD及氨氮占全國廢水COD及氨氮的比例大。一般情況下，COD和氨氮是城鎮污水中所含的最主要的兩種污染物，也是國家驗收、環保部門對污水處理廠例行檢查時優先選擇的指標。以2012年為例，城鎮污水COD排放量913萬噸，占全國廢水COD排放量的72.9%，氨氮排放量145萬噸，占全國廢水氨氮排放量的84.6%。
標準 立法 融資尚待提升
城鎮污水處理是一項系統工程，涉及到立法機構、政府、技術標準協會、社會資金方等多部門工作。以最有可比性及參考價值的美國為例，科學的標準、完善的法律法規、嚴格的污水進出管理制度及嚴厲的違法制裁、成熟的融資渠道體系，是其成功的經驗。
與我國環境標準與法規管理截然分離的情況不同，美國的環境標準以環境法規的形式頒布，環境保護標準是美國環境法規體系的一個子集。完善與科學的水質標準體系驅動美國水環境質量的不斷改善。在《清潔水法》和《安全飲用水法》兩部基石性法律的指導下，美國城鎮污水處理得到了有效控制。
與美國相比，我國水污染控制制度對違法者制裁偏輕，制裁范圍較窄，沒有威懾力；美國《清潔水法》中規定了眾多處罰條款，對違反污染物排放許可證制度和守法命令的，規定由法院處以每違法日高達2.5萬美元以下的行政罰款；對嚴重的違反行為可處以高達25萬美元以下的罰金，或者15年以下的監禁，或者二者并罰。監管對象除了違法排污者，還包括故意偽造、謊報法律規定上報或保存資料、故意偽造、破壞、篡改監測設施和方法的人。
我國城鎮污水的處理進程及處理水平與美國存在差距。美國城鎮化已基本完成，污水處理能力已經達到較高水平，目前美國主要發展方向是污水的二次處理、針對保護性水源等重要水體的深度處理，美國污泥的資源化利用程度也遠高于中國。
而我國城鎮化尚處發展階段。截至2010年底，美國城鎮化率已達到82.3%，基本完成城鎮化進程，而我國城鎮化率僅49.7%，尚處于發展階段。
我國城鎮污水處理能力將隨著城鎮化發展而持續增長。我國“十二五”的城鎮化率目標為51.5%，屆時城鎮人口將超過農村人口，城鎮污水量持續增加，新增污水處理建設也將繼續增長。在新增污水處理設施中，建制鎮等中小城鎮將是建設的重點。
美國城鎮污水深度處理向超深度處理邁進。隨著美國許多流域開始執行嚴格的營養物標準，研究界正在大力開發基于技術極限的處理技術(LOT)，為污水處理超深度提標改造提供技術支撐。
我國污水排放標準的項目范圍在逐步擴大。國內污染物排放標準的項目范圍從最初的COD、BOD、SS，擴展到營養鹽氮、磷的從嚴控制，污染物排放標準的項目在拓寬范圍，但從項目的限值來看，我國標準的限值比美國的限值寬松，存在提升空間。
目前我國一級A污水處理廠占城鎮污水處理廠數量及規模比例過低。《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的頒布和實施，進一步提升了城鎮污水處理要求，明確了將一級A標準作為污水回用的基本條件，城鎮污水處理開始從“達標排放”向“再生利用”轉變。截至2010年底，在我國建成投入運營的污水處理廠中，按照一級A設計的污水處理廠，數量占比和規模占比僅分別為20.7%和15.4%，總體來看，比例過低。
我國大批污水處理廠需提標改造。我國《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中，最嚴格的一級A標準在部分區域仍不能滿足水環境質量改善的需求，尤其是太湖、巢湖、滇池等敏感水域。隨著水環境質量要求的不斷提高，我國大批污水處理廠需要進行升級改造，增加脫氮除磷功能，大多數按二級標準設計的污水處理廠需要提升到一級A或一級B排放標準；部分按一級B標準設計的污水處理廠需要提升到一級A標準。
我國再生水回用事業尚處起步階段。與美國相比，我國技術路線發展滯后，難以持續保證出水水質穩定性和可靠性；水質標準制定工作起步較晚，且無配套法律法規；再生水成本受制于處理工藝及處理規模，成本較高；商業模式以政府指導、政府強制用戶使用為主，缺乏市場化機制。
美國污水回用技術路線的關鍵性轉變是由單項技術轉變為綜合系統技術。即從“以達標排放為目的，針對某些污染物去除而設計工藝流程”，轉變為“以水的綜合利用為目的，將現有技術進行綜合、集成，以滿足所設定的水資源化目標”。
美國污水回用相關指導文件及法律法規編制工作開展時間早。早在1992年，美國EPA就編制了《水回用建議指導書》，為各州再生水回用提供指導；到2002年，大部分州已頒布再生水相關法律法規及技術指南。
我國再生水利用事業與美國存在較大差距。差距主要體現在技術路線、水質標準、成本、商業模式等方面。截至2011年底，我國城鎮污水處理再生水生產能力26.8億立方米，城鎮污水再生利用率低于10%。
目前，我國僅針對城市雜用水、景觀環境用水、工業用水、地下水回灌用水等再生水用途頒布了5個推薦性國家水質標準和1個強制性國家水質標準《城市污水再生利用農田灌溉用水水質》。我國水質標準與美國相比，戰略地位不高，缺乏統一協調部門，建立基于我國國情、科學完善的水質標準體系仍待時日。
投融資機制方面，美國政府早年即通過“清潔水州立滾動基金”計劃。截至2009年，每1美元的聯邦政府投入，撬動2.53美元的社會資本的投入，產生的“杠桿效應”巨大。
而我國城鎮污水處理的投資主要依賴政府。根據《國務院辦公廳關于印發“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃的通知》，“十二五”期間，全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃投資近4300億元，單靠政府出資難以實現。隨著巨大資金需求和城市建設資金不足的矛盾日益凸顯，很多地方政府舉債建設污水處理設施，進一步加重地方政府的財政負擔，社會資本亟須參與城鎮污水處理的建設與運營。引入社會資本的意義在于，一是解決政府“暫時性”的資金不足(而不是替代政府投資)，二是通過市場化機制提高投資及運營效率。
但社會資本進入城鎮污水處理領域面臨諸多難題。我國在融資渠道、融資成本、稅收、土地政策等方面引導與支持社會資本的力度不足。
社會資本以銀行貸款為主，其他融資渠道支持力度較小。有些社會資本企業(如工程技術型內資企業)自身的資金非常有限，而目前以商業銀行貸款為主的融資方式要求企業有較大比例的自有資金，這導致企業在投資一定數量的項目后無力做新項目，限制了社會資本作用的發揮；在以銀行貸款為主要的融資方式中，社會資本在污水行業中的貸款利率多在基礎利率上下浮動，成本較高；同時社會資本企業的項目中，土地劃撥資金數量大、周期長，對社會資本企業造成壓力。
產業鏈各環節均現亮點
參照上述與美國之間的差距，我們認為，我國的后續工作重點可能在提高中小縣鎮污水處理能力、現有水廠升級改造、污泥處理處置、再生水利用、膜在污水處理升級改造及再生水利用中的應用、成立水業投融資平臺等方面下大力氣。
截至2010年，我國縣鎮污水處理率60.1%，建制鎮污水處理率不足20%，未建成投運的污水處理廠主要分布在東北和中西部的省份；根據《國務院辦公廳關于印發“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃的通知》，“十二五”期間，我國新增城鎮污水處理能力投資1040億元，占總投資4300億元的24.2%，可能主要投資于中小縣鎮的新建污水處理設施。
預計到2015年，我國城鎮污水處理市場規模789億元，其中，膜市場規模500億元，占比最大。
與傳統活性污泥處理法相比，膜處理法具有出水水質高、占地面積小、適應能力強、剩余污泥少、運維管理易、系統能耗低等優點。目前城市污水處理工藝一般采用一級處理和二級處理。一級處理主要通過物理方法去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，經過一級處理的污水一般達不到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的要求。二級處理一般采用生物處理技術，利用微生物將污水中的有機物降解去除。國內外的污水處理廠中，絕大多數采用的是活性污泥處理法和膜處理法。從原理上講，兩種方法均利用微生物去除廢水有機物，但是兩者在污水處理原理、技術成熟程度等方面存在較大差異。
膜處理法憑借自身技術優勢，在城鎮市政污水處理的市場占有率逐步擴大。雖然目前活性污泥處理法市場占有率遠高于膜處理法，但未來，基于出水水質高、占地面積小等技術優勢，膜處理法在市政污水處理的市場占有率在逐步擴大。
MBR得到日益重視和推廣。膜生物反應器(MBR)是一種由膜過濾取代傳統生化處理技術中二次沉淀池的工藝。上世紀60年代末，美國最初在生活污水處理中以超濾膜分離來代替二沉池，取得了極好的效果，但當初膜技術處于發展初期，膜價格昂貴，壽命短，能耗又高，未能得到推廣和應用。上世紀80年代后，隨著膜制造技術和膜分離工藝的日益完善，MBR的研究和應用重新得到重視和推廣。
中國膜市場產值不斷擴大，占世界的市場份額逐步提高。1999年，全球膜行業總產值在200億美元左右，中國膜行業的總產值在28億元人民幣左右，僅占全球總產值的2.2%左右；而到2009年，全球膜行業總產值達到450億美元左右，中國膜行業的總產值在250億元人民幣左右，占全球膜行業總產值提高到9%左右。
MBR國際市場集中度較高，國外領導企業為GE，國內領導企業為碧水源(行情,問診)，且碧水源已成為GE最大競爭對手。根據Bluefield Research公司統計：在全球大型MBR系統中，國外的GE、國內的碧水源等大型供應商占據了該市場超過74%的份額，市場集中度較高。GE在該市場的市場占有率為47%，處于市場領導者位置，GE的主要市場在美國、阿聯酋、韓國、澳大利亞、法國等，但在新興的中國市場供應量較小。
環境產業面臨“政府將從總量考核向質量考核改革”紅利，現有水廠應政策要求將提標改造。《國務院辦公廳關于印發“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃的通知》中，內容包括加快污水處理廠升級改造，對部分已建污水處理設施進行升級改造，進一步提高對主要污染物的削減能力；“十二五”期間，全國規劃范圍內的城鎮升級改造污水處理規模2611萬立方米/日，可分別按行政級別及地域進行劃分。
從北京的情況來看，污水處理廠升級改造是主要建設任務。到“十二五”末，升級改造污水處理廠20座，新增污水處理能力228萬立方米/日，其中，中心城區升級改造污水處理廠5座，新城升級改造污水處理廠12座，鄉鎮升級改造污水處理廠3座，所有行政區域均有覆蓋。
再生水廠建設對國家緩解水資源供需矛盾、保障城市可持續發展具有重要意義，受國家高度重視。根據《國務院辦公廳關于印發“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃的通知》，到2015年，城鎮污水處理設施再生水利用率達到15%以上，新建污水再生利用設施規模2675萬立方米/日，可分別按行政級別及地域進行劃分。
我國城市每年污泥產量巨大，并且快速增長。截至2010年，我國濕污泥產量2040萬噸；污水處理廠的發展帶動了污泥產量的迅速增加，預計到2015年，污泥產量將達到2600萬噸。
目前國外污泥處理多為厭氧消化或好氧發酵，處置方法多用土地利用方法、以農用為主，資源化利用程度遠高于國內。
而我國污泥處理方法中，以濃縮脫水為主；污泥處置方法中，以填埋為主。北京市環境保護科學研究院專家于2007年曾對我國污水處理廠污泥處理、處置進行研究。結果表明，多數污水處理廠采用濃縮脫水來處理污泥，而采用穩定化處理的污水處理廠比例不到20%。多數污水處理廠污泥的主要處置方法是填埋，而采用堆肥農用處置的比率不到15%。
按照《國務院辦公廳關于印發“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃的通知》，我國多數污泥尚未得到無害化處理處置，截至2010年，我國污泥無害化處置率低于25%。到“十二五”末期，我國污泥無害化處置率的目標為：設市城市達到70%(其中36個重點城市達到80% )、縣城及建制鎮達到30%。目前來看，差距很大。預計2015年我國污泥處理處置市場規模將達到64億元。從污泥處理處置費用看，根據不同的處理處置技術，每處理處置1噸污泥需要的資金從100多元至800多元不等。
與國外城市污水再生利用相比，我國污水回用水平在污水再生利用率、再生利用水平、再生利用相關制度等方面與國外存在較大差距。
再生水利用對緩解水資源供需矛盾、減輕水環境污染、提高城市水資源利用綜合經濟效益等具有重要意義，但我國存在城市再生水配套管網建設滯后、再生水相對自來水成本較高等制約因素。因此，再生水將在我國經濟發達、嚴重缺水地區發展良好。假設再生水平均年復合增長率為10%，預計2015年，我國再生水利用總量將達到54.3億立方米；假設再生水價格取3.5元/立方米，則到2015年，我國再生水市場規模將達到190億元。
根據《北京市人民政府關于印發北京市加快污水處理和再生水利用設施建設三年行動方案(2013-2015年)的通知》，到“十二五”末，北京市規劃新建再生水廠47座，所有新建再生水廠主要出水指標一次性達到地表水Ⅳ類標準；其中，中心城區新建再生水廠11座，新城新建再生水廠15座，鄉鎮新建再生水廠21座。北京市規劃新建再生水管線484公里，其中，中心城區新建再生水管線158公里，新城新建再生水管線326公里，擴大郊區再生水循環利用。隨著配套管網建設跟進、自來水價格的逐步提升、水資源的日益緊張，再生水利用在北京將越發廣泛。
我國廢水污染源在線監測市場主要從COD在線監測儀器安裝起步，過去10年經歷了快速的增長。根據中國環境保護產業協會的數據，2000-2010年，我國COD污染源在線監測儀器平均年復合增長率45.5%，截至2010年，我國COD污染源在線監測儀器市場規模9.5億元。
我國廢水污染源在線監測設備體系的增長中，一方面來自省控、市控重點污染源增加而新增監測儀器安裝，另一方面由于設備在進水口和出水口，環境潮濕、使用試劑存在腐蝕性，來自于現有污染源企業水質在線監測儀器存在更新換代的需求，一般情況下，儀器壽命在5年左右，需要定期更換。考慮到儀器設備增量以及存量的更新量，預計到2015年，我國COD在線監測設備市場規模將達到23.8億元。
近年來，水質自動監測技術在我國地表水監測中得到了廣泛應用，也取得了較大的進展。根據中國環境保護產業協會的數據，2008-2010年，我國地表水在線監測市場規模平均年復合增長率18.3%，截至2010年，我國地表水在線監測市場規模達5.1億元。
環保部在“十二五”規劃綱要中，已明確將氨氮、氮氧化物的監測約束性指標加入到現有監測指標體系中。另外，水利部也開始重視水質監測工作，逐步建立覆蓋全國的水質監測網絡體系。
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