5.3 城市排水系统
为了使整个城市的污水和雨水通畅地排泄出去，并处理好污水，达到环境保护的要求，每个城市都需要设计建设排水系统。城市排水系统是现代化城市公用设施的重要组成部分，也是观察一个城市文明程度的重要窗口。法国大文豪雨果在《悲惨世界》里曾写道：“下水道是一个城市的智慧与良心”，这句话在当前的环境下有了不同的解读。近十几年来，我国很多城市以前所未有的速度扩张，但城市排水系统的设计却未跟上城市扩张的速度，每逢暴雨，“看海”便成为很多城市的常态。发达国家的城市很早就建成了完善的排水管道系统。巴黎、伦敦、东京恢弘巨大的下水道让世人惊诧，巴黎的下水道系统甚至被开发成下水道博物馆。江西省赣州市早在900年前的宋朝时期就已经建成了一条能与巴黎下水道媲美的排水管道，直至今日仍然承担着10万人口的排水功能。今人面对祖先留下的这份遗产时，也不免脸红。除了防止城市内涝，仅从消除污染、保护环境和卫生的角度来看，排水系统的完善程度也反应了一个城市建设水平的高低。
衡量城市排水系统完善程度的一个关键指标为“城市排水管网密度”，为城市排水管道总长与建成区面积的比值，指标越高，城市排水管网覆盖越全面，城市污水纳管率越高。据统计，2002年，德国城市排水管道长度总计达到44.6万km，人均管道长度5.44m，城市平均排水管网密度达到10km/km2以上，污水纳管率平均已达93.2%[11]；日本城市排水管道长度在2004年已达到35万km，城市排水管网密度一般在20～30km/km2之间，高的地区能达到50km/km2；美国城市排水管道长度在2002年达到150万km左右，人均管道长度4m以上，城市排水管网密度15km/km2以上。
我国的城市排水管网建设与欧洲、美、日等发达国家相比有一定差距，主要原因是起步晚，历史欠账多。2008年我国城市排水管网普及率仅为60%，中小城镇更低，只有40%～60%，远低于国家排水管网覆盖率80%的标准要求。[12]但是我国城市排水管网建设近20年来发展速度非常快。2001—2010年全国新增城市排水管道22.8万km，到2010年城市排水管道总长达到37万km，超过六成是这十年新建成的。截至2017年，我国城市排水管道总长达到63万km，城市管网密度平均达到11km/km2，与发达国家的差距大幅缩小。
随着经济的发展和城市基础设施建设水平的提升，大部分城市的排水制度由合流制逐渐转变为分流制。合流制排水系统是雨水和污水合用一条排水管道。为了处理合流制污水，需设置污水截流管。平时，污水通过截流管送入污水处理厂；雨天，超过截流管输送能力的雨水和污水混合通过溢流井溢入水体。由于污水与雨水混合，污水量大幅增加，超过截留管输送能力的雨污水溢入水体，造成水体污染；而且进入污水处理厂的污水由于被雨水稀释，污染物浓度波动很大，导致污水处理厂运行效果不稳定。分流制则解决了这一问题，污水和雨水通过两个独立的排水管道系统，分别收集和输送。污水单独进入污水处理厂处理，雨水经过简单的物理拦截和过滤等处理后直接排入水体。以前由于城市基础设施建设比较落后，大规模采用的是建设费用更低的合流制系统，随着经济的发展和环境意识的增强，分流制逐渐成为主流，保护环境、防止水体污染的效果也大幅提升。
《江西统计年鉴》公开了江西省地级市和直辖县级市的城市排水系统建设情况（2013年后的萍乡市排水管道和污水管道数据小于常理值，因此选择以2013年数据替代进行分析；2011—2013年南昌市污水管道数据大幅高于前后年份数据，根据新建排水管道数据进行了修订）。2000年江西省11个地级市和10个直辖县级市排水管道总长只有2074km，2003年之后城市排水管网建设速度开始加快。图5-19显示了2006—2016年江西省所有地级市和直辖县级市的城市排水管网建设总体情况。2006年，所有地级市和直辖县级市排水管道总长为4253km，比2000年增长了一倍多，城区人均拥有管道长度0.58m。2006年之后排水管道长度基本呈直线增长趋势，到2016年，排水管道总长度达到13700km，城区人均拥有管道长度增加到1.4m。
图5-19 2006—2016年江西省城市排水管网建设总体情况
污水管道长度在2006年以前没有统计数据，原因应当是此前大部分城市排水系统采取的是雨污合流排水制度，雨污分流制较少，因而没有对污水管道的单独统计。2006年开始，《江西统计年鉴》才将污水管道长度指标单列出来。2006年时21个市污水管道总长只有697km，只占全部排水管道的16%，可见此时雨污合流制仍然是主要的排水制度。此后，雨污分流制排水系统建设开始加快，到2016年，全省11个地级市和11个直辖县级市（增加了共青城、庐山两市，南康并入赣州市）污水管道总长超过5300km，占全部排水管道的比例达到39%。从2006年到2016年，排水管网密度也有了大幅度提升，从5.61km/km2增加到了10.04km/km2。可以看出，江西省城市排水系统主要是最近十几年建设起来的，但从城市城市管网密度看，总体仍处于全国平均水平以下，还需要进一步建设完善。
图5-20显示了2006、2011和2016年江西省各地级市和直辖县级市排水系统建设情况。南昌市排水管道长度一直是全省最长，而且增长幅度非常大，2006年为881km，2011年增加到1670km，2016年继续增加到2816km。污水管道长度2006年时没有数据，2016年时达到1131km，占全部排水管道的40%。由于南昌市建成区面积大，南昌市排水管网密度并不是全省最高，2006年时为5.24km/km2，2011年增加到8.03km，2016年达到8.88km，低于全省平均水平。
赣州市建成区面积增长很快，2006年时只有43.00km2，即使加上南康市（南康区）也只有59.45km2，在全省只能排第五位，2016年达到166.10km2，全省第二，约为南昌的一半。在建成区面积快速增长的同时，赣州市排水管网建设也发展较快。2006年，赣州市与南康市（南康区）排水管道总长度为457km，2011年增加到813km，2016年达到1813km，仅次于南昌。污水管道长度从2006年的22km，增加到2016年的514km，但污水管道占比较低，只有28%。赣州市排水管网密度比南昌市高一些，2006年就达到7.69km/km2，2011年由于建成区面积增长更快，降低到7.17km/km2，但之后超过建成区面积增长速度，2016年达到10.92km/km2，稍高于全省平均水平。
九江市是全省第三个建成区面积超过100km2的城市。2016年九江市排水管道长度达到1179km，全省第三，其次为上饶市1057km。2016年九江市和上饶市排水管网密度分别为每平方公里11.04km和13.58km，污水管道占比分别为35%和39%，可见上饶市排水管网建设水平比九江市稍高。但九江市排水管网发展速度更快，上饶市排水管网密度在2006年时就达到了9.05km/km2，而九江市彼时只有4.27km/km2。主要原因是上饶市建成区面积比九江小很多，2006年时只有24.1km2，而九江市接近其三倍多。
抚州市是2016年排水管网密度最高的地级市，达到14.98km/km2，总长度为900km，全省第五，但污水管道占比偏低，只有32%。新余市排水管网建设基础较好，2006年就有604km排水管道，仅次于南昌，而排水管网密度更是达到了14.05km/km2。但排水管网建设没跟上城市扩张速度，到2016年只增加了240km，排水管网密度反而下降到10.76km/km2。
图5-20 2006、2011、2016年江西省各市排水管网建设情况
景德镇市排水管道长度在2006—2011年之间增长很快，从161km增长到662km，排水管网密度从2.27km/km2跃增到8.94km/km2。之后新建排水管道速度有所放缓，2016年排水管道总长度达到728km，排水管网密度则下降到8.47km/km2。景德镇市排水管道中污水管道占比很高，达到了60%，大大高于全省平均水平，可见其排水管网中雨污分流程度较高。
宜春市排水管道在2006年时总长287km，与九江差不多。但2006年宜春市建成区面积不到九九江的一半，因此排水管网密度是九江的两倍多，达到9.01km/km2。宜春市排水管网建设在2006—2011年之间，落后于城市扩张速度，2011年排水管道长度增加到427km，但是排水管网密度下降到7.76km/km2。2011年之后，宜春市排水管网建设速度加快，2016年排水管道长度增加到681.61km，其中污水管道占比达到46%，排水管网密度上升到9.74km/km2，略低于平均水平。
吉安市排水管网建设速度在2006—2011年间比宜春快很多，排水管道长度从150km增长到507km，超过宜春市，排水管网密度达到12.05km/km2。但之后吉安市新建排水管道较少，到2016年只增加了60km，排水管网密度下降到10.07km/km2。吉安市排水管网中污水管道占比很高，2011年达到54%，2016年进一步增加到67%，雨污分流程度在地级市中最高。
萍乡市建成区面积较小，地级市中倒数第二。2013年排水管道长度总达到488km，污水管道长度157km，排水管网密度达到9.66km/km2，稍低于平均水平。2014—2016年《江西统计年鉴》中萍乡市排水管道和污水管道长度变为了49.65km和36km，排水管网密度只有0.98km/km2，低于常理值，应当有误。
鹰潭市是全省最小的地级市，2016年只有39km。鹰潭市排水管网建设也较为落后，2016年排水管道总长只有174km，污水管道占比34%，排水管网密度也只有4.46km/km2，可见鹰潭市排水管网落后很多，需要加快建设。
县级市中高安市排水管网建设最领先，2016年排水管道总长达到625.31km，污水管道占比38%，排水管网密度达到19.57km/km2。其次为樟树市，2016年排水管道总长376.56km，污水管道占比37%，排水管网密度为13.21km/km2。丰城市排水管道2016年时达到了362km，与樟树市接近，但排水管道密度只有7.05km/km2。瑞昌市排水管道2016年长度达到224km，管网密度达到11.19km，但是污水管道占比只有16%。乐平、共青城、庐山、贵溪、瑞金、井冈山、德兴等县级市的排水管道长度都在200km以内，管网密度都在10km/km2以下，其中共青城、贵溪、瑞金三市的排水管网密度不到7km/km2。井冈山的污水管道占比高达85%，跟城市地形应当有很大关系，山区城市依靠地势落差排出雨水较平原地区城市容易得多，对雨水管道的需求也就少很多。
城市排水系统建设包括排水管网和污水处理厂两个方面，图5-21和图5-22分别显示了2006—2016年江西省地级市和直辖县级市的城市生活污水处理厂总数和日处理能力、城市生活污水实际处理总量和处理率情况。2006年全省只有8座城市生活污水处理厂，其中南昌2座，九江、新余、鹰潭、井冈山、宜春、上饶各1座，日处理能力62.8万吨，其他装置日处理能力72万吨，生活污水处理率34.93%。早期生活污水处理比较简单，主要采用物理方法（如隔栅、沉淀池等）去除污染物，采用生物处理或深度处理的二级、三级污水处理厂较少。
图5-21 2006—2016年江西省城市生活污水处理设施总体情况
图5-22 2006—2016年江西省城市生活污水处理总量和处理率(https://www.daowen.com)
随着城市发展和环境保护要求的不断提升，二级、三级城市生活污水处理厂逐年增加，尤其是2008年至2009年，从14座翻倍增加至29座。到2016年，城市生活污水处理厂达到40座，总的日处理能力增加到256.4万吨。实际处理污水总量和污水处理率总体也不断上升，2011年之后污水处理率达到80%以上。2016年全年处理城市生活污水7.96亿吨，处理率达到89.69%。其他简易处理装置则不断被淘汰，2016年其他装置处理能力减少到3.5万吨/日。随着简易处理装置不断被取代，污水的处理效果也不断提高。
图5-23显示了2006、2011和2016年江西省各地级市和直辖县级市生活污水排放和处理情况。2016年南昌市城区人口达到243.74万，是位于第二的赣州城区人口的2倍多，远远超过其他城市。南昌市生活污水排放量也远远超过其他城市，而且在2006—2011年之间有较大的增长，随后增幅降低，2016年生活污水排放量超过3亿吨，接近全部地级市和直辖县级市生活污水排放总量的1/3。赣州市城区人口在2006年时只有46.50万，加上南康市（南康区）也只有62.57万，但是与建成区扩张速度一样，人口规模也快速增加，到2016年时达到111.58万。相应的城市生活污水排放量也大幅增加，到2016年时超过9000万吨。九江市生活污水排放量从2006年到2016年增幅相对小很多，增长不到800万吨，2016年达到6400余万吨，位列全省第三。新余市生活污水排放量在2006年时接近7000万吨，之后下降到5000万吨左右，主要原因是新余市城区人口在2007年有较大的变化，从前一年的42.05万人下降到了32.7万人，导致根据人口测算的生活污水排放量大幅降低。上饶、抚州两市生活污水排放量也在5000万吨左右。之后是景德镇市，2011年污水排放量达到4400余万吨，2016年则有一些下降。宜春市生活污水排放量在2011年后增长幅度很大，从2600万吨增加到接近4000万吨。吉安市生活污水排放量从2006年1500万吨左右增加到2016年3079万吨，增长了一倍。萍乡市生活污水排放量与新余市一样，在2006年之后也出现大幅下降，原因也是2007年城区人口大幅降低，从前一年的47.53万人下降到35万人。鹰潭市生活污水排放量在11个地级市中最小，2016年排放量为1839万吨，比十年前增加了300万吨左右。
图5-23 2006、2011、2016年江西省各市生活污水排放与处理情况
直辖县级市中，高安市污水排放量最大，2016年生活污水排放量达到2431万吨，其次为丰城市，也超过了2000万吨。樟树、瑞昌、瑞金三市较为接近，2016年污水排放量在1100万吨左右。其次为乐平和贵溪两市在900万吨左右，德兴和庐山两市在500万吨左右。之后是共青城市，2016年生活污水排放量为372万吨。井冈山市生活污水排放量最小，约250万吨。
城市生活污水处理厂建设方面，南昌市生活污水处理设施建设相对较早，2006年共有2座生活污水处理厂运行，日处理能力为41万吨/日，污水处理率为62%。2006—2011年间，南昌市生活污水处理水平快速提升，2011年有5座污水处理厂运行，日处理能力提升到95万吨/日，污水处理率上升到89%；2011年之后有所放缓，2016年有6座污水处理厂运行，日处理能力增加到99万吨/日，污水处理率上升到95%。
赣州市污水处理设施建设起步相对较晚，2006年没有一座生活污水处理厂，2011年赣州市和南康市（南康区）各有1座生活污水处理厂，总的污水日处理能力为8万吨/日，污水处理率为77%。2011—2016年，赣州市污水处理设施建设加快，到2016年，赣州市共有6座生活污水处理厂运行，污水日处理能力达到23.8万吨/日，污水处理率上升到85%。
九江和新余两市污水处理事业发展较为相似，2006年都有1座生活污水处理厂，日处理能力分别为6万吨/日和2万吨/日，同时都有一些其他污水处理装置，日处理能力都在20万吨/日左右，污水处理率在40%～50%之间。2011年，九江和新余两市生活污水处理厂都增加到2座，污水日处理能力都提升到16万吨/日，污水处理率基本达到100%。
上饶市污水处理设施建设起步也比较早，2006年有1座生活污水处理厂运行，日处理能力为4万吨/日，污水处理率为66%；2011年污水处理厂扩建，日处理能力增加一倍，污水处理率提升到90%。由于污水排放量增加较快，上饶市于2015年新建了1座污水处理厂，2016年日处理能力达到15.5万吨/日，但污水处理率下降到79%。
抚州市污水处理设施起步较晚，2006年没有生活污水处理厂。2011年有2座污水处理厂运行，日处理能力为9.8万吨/日，污水处理率达到91%。2016年2座生活污水处理厂日处理能力提升到13.5万吨/日，污水处理率进一步上升到93%。
宜春市与抚州市相似，2006年也没有生活污水处理厂。2011年有1座生活污水处理厂运行，日处理能力为8万吨/日，污水处理率达到93%。2016年污水处理厂增加到2座，日处理能力提升到13万吨/日，污水处理率进一步上升到95%。
吉安市2006年也没有生活污水处理厂。2011年有2座生活污水处理厂运行，日处理能力为5万吨/日，污水处理率达到81%。2016年2座生活污水处理厂处理能力提升到9万吨/日，污水处理率上升到92%。
萍乡和景德镇两市污水处理事业发展也较为相似，2006年都没有污水处理厂。2011年，萍乡市有2座生活污水处理厂运行，日处理能力为9万吨/日；景德镇市有1座污水处理厂运行，日处理能力为8万吨/日。2016年，萍乡市生活污水处理厂变为1座，污水日处理能力减小为8万吨/日，污水处理率为90%。2016年，景德镇污水处理厂保持不变，污水处理率只有68%。
鹰潭市2006年就有1座生活污水处理厂，污水日处理能力为5万吨/日，污水处理率达到97%。2011年，污水处理厂保持不变，但由于污水排放量增加，污水处理率有所下降。2016年，这座污水处理厂日处理能力增加到6万吨/日。污水处理率重新上升到97%。
直辖县级市生活污水处理厂建设大部分都修建于2006—2011年之间，丰城和井冈山有2座生活污水处理厂，其余都为1座。高安、樟树、瑞金、贵溪等市的生活污水处理厂在2011年之后还有扩建。到2016年，丰城和高安的生活污水处理厂，日处理能力最大，为5万吨/日；其次为樟树和瑞金，为4万吨/日；瑞昌为2.5万/日，其余都为1或2万吨。高安和德兴两市污水处理率较低，只有70%出头；井冈山和庐山市最高，达到了91%，共青城市也达到了90%，其他都在80%～90%之间。
总体来看，大部分地级市的城市生活污水处理水平比县级市要高，但上饶和景德镇两市生活污水处理率偏低，都不到80%，其他地市则都达到了90%以上。虽然22个地级市和直辖县级市的城市污水平均处理率达到了89.69%，但全省城镇生活污水平均处理率仍然只有77.8%，县级城市和乡镇污水处理水平还有待提高。江西省大部分小城镇发展程度与沿海发达地区有很大的差距。乡镇地区污水排放分散，污水集中处理难度高。虽然已经有序批式活性污泥法（SBR）、曝气生物滤池、人工湿地、生态处理等各种适应于乡镇地区生活污水处理的工艺，但是由于政策不完善、观念落后、资金不足、管理不到位等原因，江西省大部分乡镇地区生活污水处理设施仍然十分欠缺。江西省下一阶段的水环境保护工作重点应当聚焦在小城镇和乡村地区生活污水处理设施建设上面。
