中国污水处理行业技术发展和创新能力分析

１ 我 国水资源 的现状
我 国是 一个 水 资源 贫 乏 的 国家 ，水 资 源 总 量 约 为２ ８ ０２。 ． ×ｌ １ ，居 世 界第 ６ ，人 均 水 资源 占有 ｍ 位 量 为２ １ ． ｍ ，居 世 界第 １ ０ ，仅 相 当于 美 国 的 ３ ０ ４ １位 １５ ／ ，加 拿大 的 １ ５ ，因此 ，我 国被 列 为世界 上 ｌ ／０ ３ 个贫 水 国之一 。 国家 统计局 公布 的数据 显示 ：近年 来 我 国人均 用 水量 逐年 增加 ，从 ２ ０ 年 的４ ２ ９ 。 ０３ １ ． ｍ
题 。水 是生命根 本 ，污 水 问题也 相应地 很早 就开始
日本 国土面积 狭 小 ，人 均 水资源 占有 量仅 为世 界 的５ ｌ ，人均 年 降水量 不 足世 界 的１ ５ ／６ ／ 。战后 日 本 经济 高速 发展 ，在很 长 的一 段 时期 内都 是亚洲 第
一
影 响 人们 的 生活 ，ｌ 世 纪英 国 的两 次 霍 乱流 行 事 ９
持 续增 长到 ２ １ 年 的４ ０ ２ 。 ００ ５ ． ｍ 。水利 部 门预测 ，到 ２ ３ 年 ，我 国人 口将 达到 １ 亿 ，人均水 资源 占有量 ００ ６ 将减 少 到１ ６ ｍ ，达 到世 界公 认 的缺 水警 戒线 ，总 ７０。
缺 水量 将 达４ ０ ０ ． ×１ ～５ ０ ０ ｍ 。我 国的水 资 ． ×１ 加 。
从 图１ 可知 ，近９ 年来 国外 污水 处理技 术专 利数 量 有一 定 的增减 ，每年 专利 数 量基 本在 ７ ０ ０ 以上 ，
变化 在５ 以内，整体 比较平 稳 ，说 明污 水处理 和 回 ％
年都在 ２ 以内，荷兰每 年最 多只有 几个 污水处 理专 ０
旨在 解决 水污 染防治 中 的重 大关键 问题 。随着 改革
自ｌ 世纪产 业革 命 以来 ，大规模 工业 生产 推动 ８ 各 国 经 济发 展 的 同 时 ，也 带 来 了 一 系列 的环 境 问
开放 的不 断深入 ，国外一些 先进 的 、高 效 的污 水处
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中国污水处理 行业 技术发展和创新能 力分析
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蔡圆圆 刘 二 中
（ 中国科 学 院研 究 生 院 ， 北京 １ ０ ４ ０ ０ ９）
摘要 ： 文章介 绍 了中国水资 源现状 和污水 处理行 业技 术发展 状况 ，指 出污水 处理技 术发展 的必要 性和 紧迫性 ； 汇 总并对 比 了近 年 来 国外特 别是 美 、 日、德 、荷等 国以及 中国 污水 处理技 术 专利 申请数 量 的变化 ，分析 了我 国污水 处理技术领域 创新 能力的水平和发 展趋 势。
３ 我 国污 水治理行 业技术发展 状况
早在 １ ２ 年 ，中 国第一 座污 水处 理厂一一 上海 ９ １ 北 区污水 处理 厂 已经建成投 产 ，但是 大规模 的污水
处 理 在 我 国起 步较 晚 。解 放初 期 到 ２ ｆ 纪６ 年 代 ｏ＊ ０ 末 ，我 国主要 是提 倡污水 农业灌溉 ，全 国仅 有１ 座 ０ 污 水 处理 厂 （ 括解 放 前建 造 的３ ） 。７ 年代 污 包 座 ０ 水处理 规模 开始扩 大 ，到 １ ７ 年全 国 已建成 ３ 座城 ９８ ７ 市污水处 理厂 ，处理 能力为６ ． ３ 吨／ 。 ３ ５万 ｄ
污水 处理技 术 ，成 为全 球污水 治理 技术创 新 的重要 力量 。从 图２ 以看 出，２ ０ 年 之后 日本污 水处 理 可 ００
经过半 个 多世纪 的发展 ，西 方主 要 国家 的污水
处理 率 已经达到 很高 的水平 ，其污 水处 理设施 已基
本饱 和 。但 它们 对污水 处理 技术 的创新和 改进 仍在
１ ３ ． 万吨 ，氨 氮排放 量 为 １ ０ ３ 吨 ；七 大水 系 ２８ １ ２．万 总 体为 轻 度污 染 ，２ ４ 河 ＂ ４ ９ 地 表水 国控 监 ０条 ￣ ０个 测 断面 中 ， Ｉ Ｉ 类 、Ⅳ～ Ｖ类 和劣 Ｖ类 水质 的断 －Ｉ Ｉ
面 比例分别 为 ５ ． ％ ３ ７ 和 １ ． ％ ９ ９ 、２ ． ％ ６ ４ ；湖 泊水 污染 严 重 ，２ 个 国控 重点湖 泊 （ ６ 水库 ）中 ， Ｉ－ Ｉ 类 水 Ｉ Ｉ Ｉ
表 ２ 全 国废 水和 主要 污染物排放 量年 际变化
理专用 设备进 入 了我 国污 水处 理行业 的市 场 。 由于
受到资 金来源 以及 污水 处理行 业 的运 营管 理性 质 的
限制 ，污水处 理发 展速度 仍不尽 如人 意 。￣ ９ 年代 ｊ ｌ０ 末 ，全 国二 级污 水 处理 厂 已增加 到 ２ ０ ，集 中分 ０座 布在大 中城 市 。 第三 阶段 ：２ ０ 年至 今 。２ 世 纪 以来 ，我 国污 ００ １ 水处 理事业 步入 飞速发 展阶段 。 “ 十五 ”期 间 ，国 家开始 把环 境保 护作 为宏观 经济调 控 的重要手 段 ， 数据 来源 ：２ １ 年 中国环境状 况公报 ００ 采取 了一 系列重 大政策 措施 ，淘汰 了一批 高 消耗 、 高污 染的落 后生产 能力 ，取得 了 良好 的效 果 。２ ０ ０６
“ 五 ”期间 ，我 国完成 了重 大科 技攻 关项 目 “ 八 城 市污 水资源 化研 究 ”，研究 开发 出适合 于部分 城市 的污 水处理 成套 技术 ，解决 了水质 指标及 回用 途径
等 问题 ，并建立 了一系 列的示 范工程 。 １９ 年 ， 国 ９６ 家科 委 、建设 部开展 了 “ 五 ”国家重 点科技 攻关 九 年份
图 １ 近９ 年来全球 污水 处理专利逐 年 变化 趋 势 （ 包括 中国 ） 不
备 注 ： 图 中数 据 来 自 ｈｔ ：／ ｇｏ ａｓｏ ａ．ｏ Ｐ ｔｎ／ ｔ ｐ ／ｌｂ１ｏ ｐ ｔ ｍ／ ａｅ ｔ ． ｃ Ｒｅｕｔ 经 汇 总 统 计 成 图 ｓｌ ＃，
计划 项 目 “ 水处理 与水工 业关键 技术 的研 究 ”， 污
源 分布 不均 现 象显 著 ，水 资源 总量 的８ ％ ０ 以上 集 中
分布 于长 江及其 以南 地区 。就人均 水资源 占有 量而 言 ，南方 最高地 区和 北方最 低地 区相差 数十倍 ，西 部 比东部 甚至 高出５ ０ ６ ０ 。据统 计 ， 目前全 国 ０ － ０倍
仅 占２ ％ Ｖ类 占１ ． ％ Ｖ类 占２ ． ％ ３ ，Ｉ ５４， ３ １ ，劣 Ｖ类 占 ３．％ ８ ５ ；全 国地 下 水质 量状 况不 容 乐观 ，水 质 为优
良一 良好一较 好级 的监测 点 总计 为 １ ５ 个 ，占全部 ７９ 监测 点 的４ ． ％ ３ １ 监测 点 的水 质为较 差一 极 ２ ８ ，２ ５ 个 差级 ，占全 部监测 点的５ ． ％ ７２ 。
６９ ６ 个城 市 中 ，４ ０ 城 市常 年 供 水 不足 ，其 中有 ０个
１ ０ 城市严 重缺 水 ，年缺 水量达６ ０ ０ｍ ，每年 个 １ ． ×１ 。。 全 国因缺水造成 的经济损失达２ ０ 亿 元 以上 。 ００
动密 集型经 济发展 模式 已经带 来 了一 系列 的环境 问 题 。其 中，水污 染 问题 尤为严 峻 。 目前 ，水污 染 已 经成 为制约 经济 发展 、影响社 会稳 定、危及 人 体健
康 以及破坏 生态 平衡 的一大 问题 。同时 ，我 国天然 水 资源 又极 其有 限， 因此 ，污 水治理 以及 污水 资源 化技术 的发展和创 新能力应该得到进 一步 的重视 。
年 ，中央提 出 （ 已实施 ） 《 现 国家 中长 期科 学和技
术发 展规划 纲要 （ ０ ６ ０ ０ ２ ０ ￣２ ２ ）》 ，首次将 水体污
染控 制与 治理和 大型 飞机 ，载人航 天 与探 月工程等
列入 １ 个 重大 科技 专项 ，这一措 施有 力地推 动 了污 ６ 水 处理技 术 的发展 。 “ 一五 ”期 间：全 国城市 污 十 水 处理 能力达到 １ 吨／ ，城市污 水处 理率 由２ ０ 亿 天 ０５ 年 的５ ％ ２ 提高 ￣ ７ ％ Ｕ ２ ；化学 需氧量 降低 １ ． ５ ，超 额 ２ ４％ 完 成 目标 ；全 国地表 水 国控断面 水质 优于Ｉ 类 的 比 Ｉ Ｉ
关键词 ： 污水 处理 ； 术创 新 ； 技 创新 能力 ； 资源 水
中 图分 类号 ： ７３ Ｘ ０
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ： ０９ ２７ ２ １ ）Ｐ ００— ４ １０ － ３４（０２ ｌ－ ０７ ０
随着我 国经 济的 飞速发 展 ，传 统 的粗放 式 、劳
表 １ 我 国人 均水 资源 占： 和人均 用水量 有量
改革 开放 以来 ，我 国城 市污 水处 理技 术发 展大
致分 为三 个阶段 ： 第 一 阶段 ：２ 世 纪７ 年代 末至８ 年代 末 。我 国 ０ ０ Ｏ
重提 高到 ５ ． ％ １ ９ 。国家环 境保 护 “ 二 五 ”规划 中 十 首次将氨 氮排放 量作 为减排 指标 ，提 出￣ ２ １ 年 新 Ｊ Ｉ０ ５
数据来 源：２ １ ４ 国家统计局 年鉴 Ｏ ｏ
２ 我 国当前的污 水形势
．
《 ０ ０ 中国环境 状况 公报 》和２ １ 年 国家 统 ２ １年 ００
计局数 据显 示 ： “ 十一 五 ”期间 ，我 国废 水排放 量 以平均４ 的增长速 度逐年 递增 ；其 中，２ １ 年 全 国 ％ ００ 废 水 排放 总 量为 ６ ７ ３ 吨，化 学 需氧 量排 放量 为 １．亿
提高 ， ｓ ￣ Ｕ ｏ 以上 ，城市污 水处 理率达 到８ ％ ５ ；滇 池 、
巢湖 、太湖 等重 点流域 和沿海 地 区城镇污 水 处理厂 必须提 高脱氮除磷水平 。
展 关于 “ 市污水 资源化研 究 ”的重 大科技 攻关项 城
目，得 到 了一 系 列 污 水 处理 和 利 用 的重 要 技 术成 果 。１ ８ 年 国 内最大 的污水 处理厂— —天津 市纪 庄 ９４
件 、２ 世 纪德 国莱茵 河污 染事件 就是典 型事例 。这 ０ 类事件 使得 世界 各 国相 继开 始重视 水污 染 问题 并大 力发展 污水处理技术 。
大经 济体 ，经济 发展 一度带 来 了一系 列严重 的环
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境污 染 问题 。 日本 政府 和 民间痛 定思痛 ，大力 发展
持续 之 中，这可 以从 国外近 年来 污水处 理专利 申请 数量 （ ）看 出。 图１
专利数 量在逐 年 下降 ，这主要 是受 污水 处理设施 市 场 缩小 的影 响 ，创新投入 有所减少 。 比较 德 国和荷 兰污 水处 理技 术专利 申请 数量 可
以发 现 ：德 国近 ９ 年来 污水 处 理 的专 利数 量 几乎 每
４ 国外污水处 理技术 创新能力 分析
子污水 处理 厂竣工 投产运 行 ，填补 了我 国大型污 水 处理 设施建 设的空 白。到 １ ８ 年 ，全 国已建成污 水 ９８
处理 厂７ 座 。当时这 方面建设 所需 技术和 资金 主要 ８
依靠 国内，发展速度 受到诸多条件 制约 。
第 二 阶 段 ：２ 世 纪 ８ 年 代 末 到 ９ 年 代 末 。 ０ ０ ０
增污水 日处理 能力４ ０ 万吨 ，基本 实现所 有县 和重 ２０ 点建制 镇 具备污水 处理 能力 ；污水 处理设 施 负荷率
开 始 进 入 以经济 建 设 为 中心 的 时 期 ，污 水 等 环 境
问题更 为凸显 ，建设 部将城 市污 水回用 课题列 入 了 “ 六五 ”专项科 技计 划 ，开始进 行城 市污水 回用方 面 的研 究工作 。随后 ，针对 北方 部分城 市在经 济发 展 中亟 需解 决的缺水 问题 ，我 国在 “ 七五 ”期 间开