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水环境治理模式创新与关键对策

罗育池, 陈瑜, 刘畅, 熊津晶. 水环境治理模式创新与关键对策——以广东省为例[J]. 环境保护科学, 2020, 46(1): 25-29. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2020.01.005
引用本文: 罗育池, 陈瑜, 刘畅, 熊津晶. 水环境治理模式创新与关键对策——以广东省为例[J]. 环境保护科学, 2020, 46(1): 25-29. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2020.01.005
LUO Yuchi, CHEN Yu, LIU Chang, XIONG JinJing. Innovation Models and Key Countermeasures of Water Environment Treatment ——A Case Study in Guangdong Province[J]. Environmental Protection Science, 2020, 46(1): 25-29. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2020.01.005
Citation: LUO Yuchi, CHEN Yu, LIU Chang, XIONG JinJing. Innovation Models and Key Countermeasures of Water Environment Treatment ——A Case Study in Guangdong Province[J]. Environmental Protection Science, 2020, 46(1): 25-29. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2020.01.005

水环境治理模式创新与关键对策

——以广东省为例
    作者简介: 罗育池(1974 − ),男,博士、教授级高级工程师。研究方向:环境污染治理与环境评价。E-mail: luoyuchi8848@163.com
  • 基金项目:
    广东省环保专项资金项目“实施国家和省水污染防治行动计划相关技术方案编制和评估考核技术支撑”资助
  • 中图分类号: X522

Innovation Models and Key Countermeasures of Water Environment Treatment ——A Case Study in Guangdong Province

  • 摘要: 全面梳理20世纪90年代以来广东省推行的一系列治水模式和积累的治水经验。通过分析2004~2018年全省水质变化趋势,总结治水取得的成效以及存在的短板。结合新时期水污染防治总体要求,从“依法治水、协同治水、科技治水、智慧治水和多元治水”等5个方面创新思路,提出了健全水污染防治法制与执法监管体系、健全水环境治理区域协调与绩效评估机制、构建水环境治理科技创新和产业化平台、实现污染源监管和污染治理过程信息化、推动“城水共治”和污染第三方治理等治水关键对策。
  • 脉冲滤筒除尘器是高效集尘技术,可有效减少工作人员暴露于高浓度粉尘作业环境的几率,对于维护企业职工健康安全具有重要意义。脉冲滤筒除尘器的工作过程可以可总结为粉尘阻截 (过滤) 过程和脉冲清洁 (清灰) 过程[1]。滤筒在对粉尘进行拦截时,尘粒会嵌入滤筒的褶皱结构中,由于滤筒内部的负压环境,尘粒被紧紧吸附不易脱落并随着过滤过程的推进会不断在滤筒上堆积,导致滤筒的有效过滤面积减小,除尘器内部运行阻力增大,进而削弱除尘器的作业效率。脉冲喷吹清灰是运用瞬时的高速气流使滤料内部受压膨胀,粉尘由于惯性作用脱离滤筒表面,达到滤筒表面清洁的效果。但由于气流在滤筒内部的运动状态十分复杂,往往呈现不均匀分布状态,造成滤筒在清灰过程中不可避免地出现清洁不完全现象。卧式滤筒呈现椭圆横截面,水平放置的特征,区别于一般立式滤筒的圆形横截面、竖直放置特征。这一差别会造成卧式滤筒内部的脉冲喷吹气流组织不同于立式滤筒,从而导致脉冲喷吹组合参数及喷吹方式的改变。巨敏[2]发现,相同规格参数下的卧式滤筒除尘器内部的运行阻力比立式滤筒除尘器高30~45 Pa,意味着卧式滤筒在滤筒清洁方面存在更大挑战。ANDERSEN等[3]在对袋式除尘器的研究中发现文丘里可使滤袋内部的压力峰值提高6%-17%;张情等[4]提出文丘里管改善滤筒清洁效果的机理在于文丘里管可延缓气流出流,延长气流在滤筒内部的作用时间;张硕等[5]发现双拉瓦尔喷嘴可有效解决长滤筒顶端侧壁压力峰值小,脉冲清灰困难的问题。亦有学者提出对滤筒加装锥形散射器可以有效均匀滤筒内部气流分布,改善清灰不均的现象[6-7];胥海伦等[8-10]提出上部开口散射器能提高滤筒的清灰效率,但不同锥度和开口大小的散射器对滤筒内部脉冲气流的干扰程度不同。LIN等[11]首次探讨了不同文丘里喉径对卧式椭圆短滤筒的清灰效果,分析了文丘里管对卧式滤筒内部气流组织的影响;在此基础上,YUAN等[12]对比分析了文丘里管、散射器、旋转喷嘴对卧式短滤筒清灰性能的影响,提出了对于卧式短滤筒,散射器是一种优于文丘里的喷吹附加装置。以上研究均表明,对除尘器附加诱导引流装置能在一定程度上改善滤筒的清洁效果,但当前对于诱导引流装置改善滤筒清灰性能的研究主要集中在立式滤筒结构和部分卧式短滤筒结构上,鲜少有对诱导装置影响卧式长滤筒清灰性能的相关报道。

    随着卧式滤筒筒身长度增加,筒内脉冲清灰气流流场更为复杂,为提高卧式长滤筒壁面的清灰压力值,均化滤筒轴向方向上的压力差值。本研究拟通过CFD数值模拟实验、洁净喷吹实验对增设上部开口诱导引流装置的卧式长滤筒进行流场结构及清灰特性影响分析,以了解不同上部开口尺寸的诱导引流装置在不同喷吹参数下,脉冲清灰流场及滤筒壁面压力峰值的分布规律,以期为卧式长滤筒诱导引流装置设计选型提供参考。

    洁净喷吹实验装置图见图1,其型号及参数见表1。洁净喷吹实验是在忽略粉尘理化性质的基础上所进行的滤筒清灰性能模型实验,侧壁压力峰值是当前评价滤筒清灰效果的有效指标[13-15]。当侧壁压力峰值大于600 Pa时,可认为能实现滤料的有效清洁[16-17]。评价清灰性能的优劣来自于对清灰强度和清灰均匀度的综合考量,本研究将滤筒侧壁压力峰值作为清灰强度的评判标准,将侧壁压力分布方差作为清灰均匀度的评判标准。

    图 1  洁净喷吹实验装置示意图
    Figure 1.  Schematic diagram of clean pulse-jet experiment device
    表 1  实验装置的型号及具体参数
    Table 1.  Model and specific parameters of experimental device
    设备名称型号数量具体参数
    卧式长滤筒1长轴:365 mm;短轴:285 mm;长度:1500 mm;过滤面积:21.6 m2
    脉冲阀DMF-Z-40s1阀出口尺寸:1.5寸;适用过滤面积:20~22 m2
    脉冲控制仪SXC-8A11脉冲宽度80 ms
    高精度压力传感器BA-FPP9010滤筒长轴、短轴各分布5个测点,距离滤筒顶部为100、330、560、980、1 400 mm
    光纤传感分析仪FT610-161采集频率为2500 HZ,波长测量范围为 1525~1565 nm,波长分辨率 0.1 pm,波长精度±0.3 pm
    上部开口诱导引流装置310/16/22(上部开口尺寸) ,锥度59°
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    为探讨3种上部开口尺寸的诱导引流装置对卧式长滤筒清灰性能的影响,将对不同喷吹参数下的滤筒侧壁压力大小及分布进行分析。将开口大小为10 mm、16 mm、22 mm的上部开口引流装置(图2)分别设定为D10、D16、D22型引流装置。具体实验参数设计见表2

    图 2  上部开口诱导引流装置实物图
    Figure 2.  Physical model of upper-opening induced diversion device
    表 2  洁净喷吹实验设计组合参数
    Table 2.  Cleaning pulse-jet experiment parameters
    喷嘴类型喷吹压力/ MPa喷吹距离/ mm
    D100.3/0.4/0.5155/180/205/230/255
    D160.3/0.4/0.5150/175/200/225/250
    D220.3/0.4/0.5140/165/190/215/240
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    Fluent数值模拟用于探究上部开口诱导引流装置对卧式长滤筒流场的干扰效果,进而分析该诱导装置对于卧式长滤筒清洁的作用机理。以脉冲卧式滤筒洁净喷吹实验平台为参考,构建1:1物理几何模型。在模型构建中,忽略相关仪表构件及滤筒表面褶皱结构,保留对气流造成主要影响的零部件。如,喷吹管、滤筒、花板、上部开口引流装置等,形成的箱体长宽高为1 865 mm×480 mm×520 mm。用Hexcore网格划分方式对几何模型进行离散(模型见图3),对高速射流区域进行局部加密以保证模拟仿真的可靠性。划分完成的网格最大歪斜度不超过0.75,网格总数为249万。

    图 3  网格离散模型
    Figure 3.  Mesh model

    仿真计算采用瞬态求解器,运用standard k-ε模型描述湍流流场,该模型通过求解湍动能方程 (见式 (1)) 、扩散方程 (见式 (2)) 来实现模型的输运计算,使用压力-速度耦合算法,保证压力与速度的高耦合状态,同时将喷吹过程中的流体视为理想气体,忽略滤筒因脉冲射流作用而产生滤料形变。将喷吹管进口处视为pressure-inlet (压力进口) ,箱体出口边界设为pressure-outlet (压力出口),箱体壁面及花板处设为wall (标准无滑移边界) ,上部开口诱导引流装置的进出口处均设置为interior,滤筒内壁设置为porous-jump (多孔跳跃介质) 。

    (ρk)t+(ρkui)xi=xi[(μ+μtσk)kxj]+Gk+GbρϵYMSk (1)
    (ρε)t+(ρεui)xi=xj[(μ+μσε)εxj]+C1εεk(Gk+G3εGb)C2ερε2k+Sε (2)

    其中,多孔介质区域中的阻力系数与压力损失的关系符合式 (3) 。

    ΔP=(μαν+C212ρν2)Δm (3)

    式中:μ为层流粘度;α为介质渗透率;ν为法向速度;C2为压力跃升系数;ρ为流体密度;Δm为介质厚度。取α=5e-11 m2Δm=0.75 mm。

    为验证网格离散及计算参数设置的合理性,对比D22型引流装置在喷吹距离为140 mm下各测点 (P1~P5) 的实验值与模拟值得到图4。5个测点的压力值呈现先减小后增大的趋势,各测点的侧壁压力实验值与模拟值基本吻合。通过计算发现实验值与模拟值的平均相对误差为9.9%,能满足数值模拟实验的精度要求[18]

    图 4  实验值与模拟值数据对比图
    Figure 4.  Comparison of experimental and simulated data

    相较于传统的直管喷吹,上部开口诱导引流装置能将脉冲射流进行分束,有利于减轻传统直管喷吹中高速射流直接冲击滤筒底部所造成的机械损害。图5为30 ms时刻处,3种上部开口引流装置的滤筒长轴速度流场云图。上部开口尺寸影响的是孔内流和孔外流的气流流量分布。上部开口越大,孔外流越少,孔内流越多;反之,孔外流越多,孔内流越少。其中,对比图5(a)~(c)虚线部分发现,D10型引流装置会在装置出口处形成较大的涡旋,孔内流回吸孔外流的现象明显;经D22型引流装置分散后的气流成股流状,孔外流明显减少,引流装置的分流效果削弱。D16型引流装置的孔内外流量分布较为均匀。

    图 5  滤筒内部速度云图
    Figure 5.  Velocity distribution diagram of filter cartridge

    为探明上部开口引流装置对滤筒内部速度流场的影响,将对滤筒内部的射流速度变化进行分析。图6展示了喷吹管出口处至滤筒底部的中心轴气流速度变化。气流在通过上部开口诱导引流装置之前具有相同的流动速度及变化规律,但经引流装置分散后呈现出不同速度变化趋势。D10、D16、D22型上开口引流装置在滤筒入口处的流动速度分别为229 m·s−1、434 m·s−1、447 m·s−1。此外,在滤筒中上部同一测点,D22型引流装置的速度高于D10、D16型引流装置13~270 m·s−1、2~77 m·s−1不等。总体规律呈随着上部开口尺寸的增大,射流速度会随之增快。这是由于运动气流能带动周围静止流体一起运动。当上部开口增大时,保持高动压的气流越多,诱导周围流体进入滤筒的能力越强,导致进入滤筒内部的气流总量增大、气体速度提高。为进一步探究上部开口尺寸对卧式长滤筒清洁性能的影响,将运用洁净喷吹实验获取滤筒表面瞬时压力以分析滤筒壁面压力峰值分布趋势。

    图 6  中心轴线处速度变化图
    Figure 6.  Velocity variation diagram at the central axis

    表3展示了不同开口大小的诱导引流装置在不同喷吹压力下,各测点的压力水平及压力方差。滤筒的长轴压力和短轴压力具有相同变化规律。在沿滤筒轴向方向上,筒壁的静压力呈现出先减少后增大的趋势。这是由于上部开口诱导引流装置的分束作用能强制提高气流的径向速度以增大滤筒上部静压,但随着气流运动过程的不断推进,气流速度衰减增多,导致滤筒中部静压减小,而当气流到达滤筒底部时,气流受约束作用而反弹冲击壁面,此时静压出现显著回升。对比滤筒长短轴的侧壁压力均值可发现滤筒的长短轴存在清洁的不均性。总体来说,卧式椭圆滤筒短轴的压力水平会大于长轴,这与现有文献对卧式滤筒清灰性能的研究结果一致[19],故后续分析与阐述将主要以滤筒长轴为讨论对象。根据图7及对比采用不同开口尺寸上部开口诱导引流装置的滤筒侧壁压力分布规律 (表3) 可知,随着上部开口增大,侧壁静压值的总体水平会提高,清洁力度会加强,即清灰强度为D22> D16> D10。具体表现为滤筒下部压力显著提高,滤筒中上部压力出现不同程度的降低。其中,压力最大值出现在P1 (P6) 点,压力最小值出现在P2、P3 (P7、P8) 点。根据方差所代表的滤筒整体清灰均匀性表示,随着上部开口增大,方差数值会略微增大,清洁均匀性逐渐降低,即清洁均匀性为D10> D16> D22。上部开口诱导引流装置一方面将收束的气流进行扩散,有利于将气流动压转换为作用于滤筒内壁的静压;另一方面继续保持部分气流原有的动能,有利于卷吸周围气体从而提高进入滤筒中的总体气流量。当上部开口尺寸过小时,孔外流占主导地位,形成的局部涡旋会加大气流的耗散;当上部开口尺寸过大时,孔内流口的气流占主导地位,上部开口诱导引流装置将削减对滤筒内部静压的蓄积能力。因此,该引流装置存在一个最佳上部开口尺寸,既能减少能量的耗散提高压力密度,又能使气流均匀,以平均滤筒内壁压力的分布。

    表 3  滤筒各测点侧壁压力峰值的均值及方差
    Table 3.  Mean and variance of peak sidewall pressure at each measurement point
    喷嘴类型喷吹压力/MPa长边侧壁峰值压力平均值/ Pa方差短边侧壁峰值压力平均值/ Pa方差
    P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10
    D100.31 0575914504646022211 096653455458588236
    0.41 2097075366008032371 241810557590786244
    0.51 3568196107439662561 394858762649935255
    D160.31 0384434575777752241 082456469528746237
    0.41 1425845617431 0692421 2025836037021 015245
    0.51 2796376519451 1542591 3476946808681 176266
    D220.31 0344265556791 0552541 051439533588995252
    0.41 1305295907551 0892491 1635836387671 161252
    0.51 2385817079521 2102631 3646339459011 283267
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    图 7  不同喷吹参数下滤筒侧壁压力平均值
    Figure 7.  Average pressure on side wall of filter cartridge under different blowing parameters

    喷吹距离对于滤筒清灰具有一定程度的影响。当喷吹距离过小时,会导致滤筒入口处受气流卷吸作用生成负压区域造成清灰盲区;当喷吹距离过大时,会加大气流在滤筒开口断面的夹角导致气流受花板阻挡不能尽数进入滤筒中,故在滤筒清灰过程中,存在一个最佳喷吹距离。图8展示了3种开口尺寸的引流装置在0.4 MPa的喷吹压力下,滤筒侧壁压力峰值及压力方差随喷吹距离的变化。在实验参考的喷吹距离范围内,滤筒测点压力均随喷吹距离增大呈现先增加后减小的趋势,滤筒压力方差随喷吹距离增大呈现逐渐减小的趋势。这表明在改变喷吹距离的过程中存在一个高效喷吹区间,且喷吹距离增大会提高滤筒的清灰均匀性。在实验喷吹压力下,D10、D16、D22型引流装置所对应的高效喷吹距离为180 mm、175 mm、165 mm,压力均值分别为830 Pa、862 Pa、887 Pa。

    图 8  喷吹距离对滤筒清灰性能的影响
    Figure 8.  Effect of pulse-jet distance on the cleaning performance of filter cartridge

    图9表明,在最优喷吹距离下,滤筒内壁各测点随喷吹压力的变化。在3种不同开口尺寸诱导引流装置的使用条件下,滤筒各测点的静压值均随喷吹压力增大而增大。这是由于提高喷吹压力会增大进入滤筒的总体气量,从而增强清灰表现;但当喷吹压力过大时,会加大气流会滤筒底部的冲击磨损,同时会破坏在过滤过程中形成的尘粒初层,加速滤筒的破损与报废。同时,滤筒各测点压力分布情况会随着喷吹压力倾于不均化,这是由于气流速度会随着喷吹压力增大会提高,高速的气流在滤筒上部不能充分膨胀,从而加剧滤筒上、下部压力均值的差值变化。在喷吹压力为0.4 MPa时,D10型引流装置的中部区域侧壁压力峰值 (< 600 Pa) 不能达到清灰所需最低的侧壁压力强度,无法实现有效清灰;D16、D22型引流装置的侧壁压力则显示在该喷吹组合参数下,能有效清除除尘器运作过程中大部分粉尘的附着,并且整体压力分布呈现较均匀分布状态。此时,D16、D22型引流装置所对应压力均匀度为253、257。综合滤筒侧壁静压值及压力分布情况得到D16型诱导引流装置于卧式长滤筒的清灰性能最佳。

    Figure 9.  Effect of pulse-jet pressure on the cleaning performance of filter cartridge
    图9 喷吹压力对滤筒清灰性能的影响

    1) 上部开口诱导引流装置通过分散高速射流经由上部开孔的气体流量来干涉滤筒内部的气流流场。小口径的上部开口尺寸,孔外流大于孔内流,着重于气流的分散,表现为增大滤筒内静压蓄积,提高滤筒上部压力。大口径的上部开口尺寸,孔内流大于孔外流,着重于气流的诱导,表现为滤筒内部速度提高,提高滤筒下部压力。

    2) 增大上部开口尺寸,能在一定程度上提高滤筒内壁整体压力,而降低滤筒表面压力分布的均匀性。增大的上部开口孔径一方面会降低孔外流回吸时所产生的局部涡旋,减少能量的损耗;另一方面会提高孔内流气流流量,帮助扩大进入滤筒内部的气流总量。综合两方面因素,滤筒内壁总体压力会随上部开口孔径增大而升高,但由于气流膨胀时间的延迟会导致滤筒上、下部压力分布均匀性有所降低。

    3) 综合清灰强度及清灰均匀性所代表的清灰性能指标显示,D16型引流装置更适配于卧式长滤筒的清灰过程。其原因在于卧式长滤筒大口径、长尺度的特征决定了卧式长滤筒需要更多的诱导气流进入滤筒内部参与清灰,同时需要适当的分散能力平均气流分配以均匀滤筒内壁压力分布。

  • 图 1  广东省2004~2018年水质变化趋势图

    图 2  广东省水环境现代化治理体系架构图

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-10
  • 刊出日期:  2020-02-20
罗育池, 陈瑜, 刘畅, 熊津晶. 水环境治理模式创新与关键对策——以广东省为例[J]. 环境保护科学, 2020, 46(1): 25-29. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2020.01.005
引用本文: 罗育池, 陈瑜, 刘畅, 熊津晶. 水环境治理模式创新与关键对策——以广东省为例[J]. 环境保护科学, 2020, 46(1): 25-29. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2020.01.005
LUO Yuchi, CHEN Yu, LIU Chang, XIONG JinJing. Innovation Models and Key Countermeasures of Water Environment Treatment ——A Case Study in Guangdong Province[J]. Environmental Protection Science, 2020, 46(1): 25-29. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2020.01.005
Citation: LUO Yuchi, CHEN Yu, LIU Chang, XIONG JinJing. Innovation Models and Key Countermeasures of Water Environment Treatment ——A Case Study in Guangdong Province[J]. Environmental Protection Science, 2020, 46(1): 25-29. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.2020.01.005

水环境治理模式创新与关键对策

    作者简介: 罗育池(1974 − ),男,博士、教授级高级工程师。研究方向:环境污染治理与环境评价。E-mail: luoyuchi8848@163.com
  • 广东省环境科学研究院,广东 广州 510045
基金项目:
广东省环保专项资金项目“实施国家和省水污染防治行动计划相关技术方案编制和评估考核技术支撑”资助

摘要: 全面梳理20世纪90年代以来广东省推行的一系列治水模式和积累的治水经验。通过分析2004~2018年全省水质变化趋势,总结治水取得的成效以及存在的短板。结合新时期水污染防治总体要求,从“依法治水、协同治水、科技治水、智慧治水和多元治水”等5个方面创新思路,提出了健全水污染防治法制与执法监管体系、健全水环境治理区域协调与绩效评估机制、构建水环境治理科技创新和产业化平台、实现污染源监管和污染治理过程信息化、推动“城水共治”和污染第三方治理等治水关键对策。

English Abstract

  • 广东省作为全国改革开放的先行者,水污染问题出现较早,水污染治理起步也较早,从1990年开始的潭江流域治理到2013年起实施的《南粤水更清行动计划》,探索了许多新的治水思路,取得了较好的治水成效[1],但与《广东省水污染防治行动计划实施方案》[2](以下称“《粤水十条》”)提出的总体要求和考核目标仍存在较大差距。为推进全省高质量发展,广东省吹响了以环境质量改善为目标的水污染防治攻坚战号角。面对繁重的水环境治理任务和紧迫的水质改善目标要求,必须在总结治水长期经验和现实短板的基础上,与时俱进,开拓创新,探索一条符合广东省省情和水情的治水新路子。

  • 自改革开放,特别是20世纪90年代以来,广东省经济快速发展的同时也带来了日益突出的水环境问题,水体污染和由此引发的水质性缺水成为制约社会经济发展的重要因素[3]。为此,广东省探索和推行了一系列集法律、行政、经济和工程等措施在内的治水模式。

  • 1998年起,广东省人大常委会先后审议通过了《广东省珠江三角洲水质保护条例》(1998年)、《广东省韩江流域水质保护条例》(2001年)、《广东省东江水系水质保护条例》(2002年)、《广东省跨行政区域河流交接断面水质保护管理条例》(2006年)、《广东省饮用水源水质保护条例》(2007年)和《广东省西江水系水质保护条例》(2017年)等多部涉水法规,构建了全省“区域+流域+要素”的水污染防治法制体系,为推动重点区域、重点流域和重点水体水环境保护提供了法制保障。

  • 1997年,广东省人民政府颁布了《广东省碧水工程计划》,提出“饮用水源水质保护、城镇生活污水处理、重点工业污染源治理”为重点的区域(流域)水环境“三源”共治模式。该计划对遏制全省水环境恶化趋势,改善重点区域水环境质量起到了积极作用;2002年,广东省人民政府颁布了《广东省珠江水环境综合整治方案》,实施“统一部署、部门配合、上下游协调、区域内互动”的水污染联防联治模式,实现了区域管理与流域治理良性互动,珠江水质逐年好转;2013年,广东省环境保护主管部门印发了《南粤水更清行动计划(2013~2020年)》,形成“流域-控制区-控制单元”三级分区体系的水环境精细化管理模式。该计划成为全省“十二五”和“十三五”水污染防治的重要依据和行动指南。

  • 1990年,江门市与下辖恩平、开平、台山和新会4县签署责任书,对潭江开展跨区保护,推行四地联合审批工业项目、区域水质达标交接、建立专项保护资金等措施,成为广东省第一个实施跨县界河流水质达标管理的地市,被誉为“潭江模式”。该模式树立了水质保护从各自为政向全流域保护转变的方向标;2008年,广东省人大常委会将淡水河、石马河(“两河”)污染整治建议提案作为重点督办事项,形成了一系列跨市界河流污染整治的制度和机制。“两河模式”取得明显成效,并被推广应用到广佛跨界河流、茅洲河、练江和小东江(“四河”)治理中;2014年,粤、桂两省区政府签署《粤桂九洲江流域跨界水环境保护合作协议》,明确两省区联合制定水污染防治规划,共同出资用于流域上游环境基础设施建设和污染治理工作,共同优化流域产业结构和布局,联合开展水质监测和污染治理,协同处理跨省突发水环境事件等。“九洲江模式”成为跨省界河流水污染防治的典范。

  • 广东省多年来通过推行一系列治水模式,积累了宝贵的治水经验,可以总结为以下几点:①强化法制保障作用,将水污染防治工作纳入法制化轨道,构建了“区域+流域+要素”的条块式水污染防治法制体系;②坚持从区域流域整体出发,实施水污染系统防治与精准施策,形成了“一河一策、多源共治”的流域水环境治理模式;③建立监督机制,强化政府责任,走出了一条“人大监督、政府主导、部门协同、政绩考核”的流域水环境管理路径;④推动跨行政区域合作,共同解决区域重大水环境问题,建立了“定期会商、联合监测、联合执法、应急联动”的区域水污染联防联治机制。

  • 根据2004~2018年《广东省环境状况公报》[4],近15年来,广东省主要江河水质优良(达到或优于Ⅲ类)断面比例逐年上升,从2004年的54.1%提高到2018年的78.6%;不达标水环境功能区比例逐年下降,从2004年的52.3%下降到2018年的18.5%,2012年低至15.3%;劣Ⅴ类水质断面比例基本呈现逐年下降趋势,从2004年的17.5%下降到2018年的12.5%。2010~2017年降至10%以下;跨市界断面水质达标比例基本呈现逐年上升趋势,从2006年的64.3%提高到2017年的79.1%,2018年下降为68%;县级及以上集中式饮用水源地水质达标比例从2005年的87.5%提高到2010年的97.1%,2011年起连续多年实现100%达标。2016年出现小幅下降,为98.1%;近岸海域水质达标比例从2005年以来多年保持在90%以上,2009~2013年达到97%。2017年出现大幅下降,为73.1%,2018年降至65.7%。2004~2018年,广东省水质变化情况见图1

    图1可见,广东省水质变化趋势总体向好,全省水环境质量改善大致经历了2004~2007年、2008~2012年和2013~2016年3个阶段,与同期推行的一系列治水模式密不可分。第一阶段主要是2002年《广东省珠江水环境综合整治方案》颁布实施后,珠江流域内各地市大力推行水污染联防联治模式,重点区域水质大幅度改善;第二阶段主要是2008年省人大监督下的“两河模式”得到应用和推广,全省重污染河流和跨市界断面水质明显改善;第三阶段主要是2013年《南粤水更清行动计划(2013~2020年)》颁布实施后,水环境精细化管理模式得到应用,全省水环境质量持续改善。

  • 通过上述分析可以看出,广东省仍面临水质优良断面比例和达标水环境功能区比例不高、劣Ⅴ类水质断面比例下降幅度较小、跨市界断面水质达标比例波动较大、优质水源地比例偏低和近岸海域水质面临下降威胁等问题。同时也反映出治水模式主要存在以下几个短板:①治水法制和执法监管体系不健全。现行的条块式法规体系缺乏全局性和综合性,尤其是政府责任考核追究制度不完善,部门职责分工不明确,导致政府统筹协调和部门监管执法不到位,企业偷排、超排问题尚未得到有效遏制,区域治水难以达到预期效果;②治水协同机制不完善。囿于传统的属地化管理与生态环境的整体性矛盾,流域上下游、区域间生态保护和发展利益关系没有得到有效平衡,环境治理合作动力差异较大,导致跨行政区治水协调难度大,协同措施难以落到实处;③治水科技支撑能力不足。传统的治理技术和模式难以应对复杂性、综合性和累积性的水环境污染问题,环保产业大而不强,技术创新动力和产业化能力不足,技术与需求不匹配,导致部分重点区域/流域水污染久治不愈;④治水信息化程度不高。传统的环境监管模式覆盖面窄,工作效率低,信息反馈不及时,难以满足对数量庞大的污染源和治理任务开展日常监管的需求,导致企业排污情况以及治理工程进度和效果难以得到有效管控;⑤治水多元化力度不够。目前治水工作主要依靠政府强制性治理与企业自愿性治理,多元化和市场化主体参与机制尚不完善,难以满足治水对技术、人员和资金的巨大需求,导致诸多政府性污染治理计划和方案推进速度慢,企业污染治理设施运营管理水平低,治理工程措施难以有效发挥作用。

  • 当前,广东省水环境治理形势依然严峻,要实现《粤水十条》提出的各项考核目标,必须针对目前治水模式存在的短板,创新治水思路,构建依法治水、协同治水、科技治水、智慧治水和多元治水为一体的水环境现代化治理体系。重点做好以下几个方面的工作:①通过健全水污染防治法规标准和执法监管体系,强化各级政府和企业主体责任,严格环境保护要求,加大违法处罚力度,形成治水高压态势;②通过建立健全水环境治理绩效评估体系,将流域生态环境保护与领导干部自然资源离任审计、生态补偿等制度相衔接[5],优化流域水环境治理协同机制;③构建面向水环境治理需求的科技创新和保障体系,完善技术评价、推广、产业化发展等配套机制[6],提高治水的科学性和有效性;④充分利用地理信息、大数据、云计算、互联网+等先进技术,加强环境大数据综合应用和集成分析,搭建流域信息化管控系统,实现“互联互通、共享共治、知水管水”;⑤建立“政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与”多元主体的水污染防治新机制,推行政府统筹下的“城水共治”模式、政府支持下的绿色企业治水模式[7]、政府监管下的市场化治水模式、政府引导下的公众参与模式,变“政府治水”为“多元治水”。

    水环境现代化治理体系架构见图2

  • 充分衔接国家水污染防治法等的相关要求,制定更具针对性和可操作性的广东省水污染防治综合性法规,优化治水机制顶层设计,健全水污染防治法制体系,进一步夯实各级政府责任,明确部门职责分工,完善区域协作机制,严格企业主体责任,强化污染源防治措施,加大违法处罚力度,将《粤水十条》提出的重要措施和要求制度化、法制化,推进依法治水进入“新通道”。

    结合中央环保督察的总体部署和经验做法[8],建立健全省级环保督察机制,制定水环境保护督察问题清单和整改方案,明确督办内容、流程、时限,对整改和督办不力的纳入政府核查问责范围。同时要通过环保督察,强力整治违法污染行为,重拳打击偷排漏排、“散乱污”“黑污染源”等违法现象,推进铁腕治污进入“新常态”。

  • 健全区域与流域相结合的省、市、县、镇、村五级河长体系,建立责任明确、协调有序、监管严格、保障有力的水环境治理协同机制。同时,要优化现有的地方政府绩效评估体系,将水环境治理效果评估纳入考核指标体系[9],建立水环境治理绩效与各级地方政府领导干部的工作政绩、职务升迁、离任审计和责任追究挂钩机制。

    健全流域跨界水环境生态补偿制度和标准体系,充分发挥流域生态补偿作为理顺流域上下游间生态关系和利益关系的重要机制以及控制流域水污染有效途径的作用[10],推动以跨界水环境治理绩效考核体系为核心的区域间横向生态补偿,探索建立政府补偿、政策补偿、市场补偿和产业补偿等多元化的流域生态补偿模式,通过转移支付、税收优惠、资金补贴、产业共建和人才培训等方式实施补偿。补偿基金应专项用于流域产业结构调整、污染治理、水质提升和生态保护。

  • 充分借鉴发达国家和地区的先进治水经验,加大实用新型治理技术的引进、研发和转化力度。构建高层次科技创新平台,引进高水平研发创新团队,聚焦重大环境问题,开展专项科技攻关,实现重点行业、重点区域、重点流域绿色技术的创新、关键技术的突破、共性技术的优化。

    瞄准水环境治理市场需求,引导组建若干个产业技术创新联盟,依托现有产业转移园区、循环经济园区、生态工业园和行业龙头企业,建设一批科技成果产业化基地。推进水环境治理产业集聚化、园区化、专业化、高技术化及市场化发展[11],打造广东省乃至国际性的环保科技产业“水谷”。

  • 充分发挥“河长制”作用,采取网格化环境监管方式[12],实行市、县、镇、村四级环境监管网格化管理,将行政区域划分为若干环境监管网格,逐一明确监管责任人,确定重点监管区域,划分监管等级。同时,借助信息化技术手段,整合发改、工信、工商、税务、银行、电力和供水等部门有关污染源企业信息,建立环境大数据监管系统[13],提高水污染源和入河(海)排污口排查效率,实现精准定位,消除监管死角。

    构建重点流域水环境综合管控系统[14],以实现水环境数据信息化、支撑多元化、管理智能化为目标,实施全流域“挂图作战”,形成直观、形象的“两图”(即“一张图总揽区域水质状况、一张图统观整治工程进度”),实时、动态掌握重点整治项目实施进展和断面水质改善情况,对水质改善差距大的地区和实施进展滞后的项目及时进行预警、通报和督办,将“挂图作战”作为强化工作调度和任务督办的重要手段,全面提升治污信息化水平和管理效能。

  • 从“水资源、水环境、水生态、水安全、水文化、水经济”多方面系统谋划,建立区域水资源与水环境协同控制,水环境治理与海绵城市建设互促机制[15]。采用“水环境整治与生态修复+土地整备开发与市场融资”全新的市场化治理模式,依托区域丰富的水网资源,将水网贯通和水系治理与滨水空间开发建设相结合[16],通过改善水环境质量和构建湿地景观,提升周边土地利用价值和绿色基础设施建设水平,打造水清、岸绿的美丽生态水网,重塑岭南水乡新风貌。

    推行政府监管引导下的水环境治理市场化、规模化和专业化,变“谁污染、谁治理”为“排污者付费、第三方治理”,吸引和扩大社会资本投入水污染治理。同时要通过完善第三方治理的价格体系、信用体系和资质评定体系,以及经济激励机制、财政奖励机制、治理绩效考核机制、信息披露机制、纠纷仲裁机制等,健全“监管-激励-问责”三位一体的治理制度体系[17],推动第三方治理行业规范化发展,提高水污染治理水平和治理效率。

  • 1)20世纪90年代以来,广东省探索和推行了一系列治水模式,取得了较好的治水成效,积累了宝贵的治水经验。近15年,重污染河流和跨市界断面水质明显提升,重点区域水质大幅度改善,全省水质变化趋势总体向好。

    2)广东省水环境治理形势依然严峻,必须创新治水思路,走依法治水、协同治水、科技治水、智慧治水和多元治水并举的新路子,通过采取健全水污染防治法制与执法监管体系、健全水环境治理区域协调与绩效评估机制、构建水环境治理科技创新和产业化平台、实现污染源监管和污染治理过程信息化、推动“城水共治”和污染第三方治理等关键对策,全面打好全省水污染防治攻坚战。

    3)构建水环境现代化治理体系,可弥补目前治水模式存在的主要短板,切实提高政府施政和部门监管效能,有效平衡流域生态保护和发展利益关系,大力提升治水科技支撑和信息化水平,充分调动社会力量和资本参与治水的积极性。

参考文献 (17)

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