试点城市九江位于江西省最北部，坐标E113°57'~116°53'、N28°47'~30°06'，中心城区东临鄱阳湖，北靠长江。试点城市岳阳位于湖南省东北部，坐标E112°18'~114°9'、N28°25'~29°51'，处于洞庭湖与长江汇合处，主城区水系发达。试点城市宜昌位于湖北省西南部，坐标E110°15'~112°04'、N29°56'~31°34'，是长江经济带和长江中游城市群重要功能节点城市。试点城市芜湖位于安徽省东南部，地处长江下游，坐标为E117°40′~118°44′、N30°19′~31°34′，城区水面率约8.6%。

1) 排水系统不健全。试点城市主城区排水系统不健全，包括管网空白、雨污合流、雨污混错接、管网覆盖率低、管网结构缺陷、运维机制不畅等问题，导致溢流污染严重、地表水体倒灌、外水渗入管道、工业废水不达标纳管等问题。相关研究表明，长江中下游城市排水管网雨污混接比例平均约为 26%，最高达 70%^[5]。

2) 污水处理能力不足、出水标准偏低。试点城市中心城区污水处理能力不足，且处理效率低下，污水厂出水标准偏低，部分区域污水缺少出路。

3) 河湖污染严重。由于城市建设发展，城市河湖污水直排、水流不畅，污染严重，水体黑臭、富营养化等问题突出，极大影响城市人居环境。虽然长江中下游城市污水管网覆盖率、污水处理率高达 90%以上^[6]，但城市河流仍面临雨天反复污染问题，与合流管网雨天污水溢流相关^[7-8]。

长江经济带城镇污水治理“三峡模式”以城镇污水处理为切入点，通过实施“厂网泥河湖岸”城市水环境综合治理、资源能源回收、建设养护全周期等模式开展投资建设和运营，促进城镇污水全收集、收集全处理、处理全达标以及综合利用，实现城市水环境质量在整体上大幅改善。具体实践中坚持规划先行，做好系统规划、顶层设计，科学编制城市区域水环境系统综合治理规划，通过总体规划、统筹实施、分期建设、长期运营，实现“一张蓝图”干到底^[9]。

试点城市中，九江通过“厂网河湖岸一体化”模式，落实中心城区水环境系统综合治理一期项目，PPP合同投资约76.99×10⁸ 元，包括：芳兰区域污水处理工程、白水湖区域污水处理工程、中心城区长江排水口污水综合治理工程、八里湖赛城湖控制枢纽工程、两河 (十里河、濂溪河) 流域综合整治工程及环赛城湖区域污染控制及生态化改造工程等6 项。岳阳通过“厂网河湖一体化”模式落实中心城区污水系统综合治理一期项目，PPP合同投资约44.45×10⁸ 元，包括：东风湖水环境综合治理工程、临港污水系统收集管网完善工程、王家河水环境综合治理工程、湖滨污水系统收集管网完善工程、罗家坡污水系统收集管网完善工程、南北港河水环境综合治理工程、智慧水务工程、污水厂及管网存量资产收购等。宜昌通过“厂网河岸”模式落实水环境治理一期项目，包括10 个子项：猇亭区金猇路、猇亭大道雨污管网改造及配套恢复工程、金猇路配套雨污支管网改造工程、猇亭园区生态治理配套专用污水管网工程、猇亭污水厂扩建工程、猇亭污水厂网改扩建工程—生态湿地扩建、猇亭区工业污染监测及应急管理平台、长江大保护生态修复工程、织布街江滩综合整治、全通码头段生态修复、高马河流域水环境综合治理工程。芜湖通过“厂网”模式落实城区污水提质增效一期项目，PPP合同金额46.05×10⁸ 元，分为6个污水系统工程：朱家桥、城南、滨江、大龙湾、城东及高安污水系统工程。

通过资料收集、现场调研与分析，结合前期工作^[10]，参考相关研究^[11-13]，对照工程设计目标、PPP合同及各级政府及管理部门要求，从网、厂、泥3类工程及生态环境改善与社会文化贡献等方面，选取主要指标，对试点城市水环境治理成效进行分析与评估。

1) 城市生活污水集中收集率。该指标用来分析区域内污水管网工程成效，参考住房城乡建设部办公厅《关于开展城市生活污水集中收集率试统计工作的通知 (建办城函[2018]625号) 》，该指标意指向城市集中污水厂排水的人口占该区域用水总人口比例，计算公式如式(1)所示。

式中：Q_进厂为污水厂进厂污水量，10⁴ m^3·d⁻¹；C_进厂为污水厂进厂污染物浓度，mg·L⁻¹；q_日均为人均日生活污染物排放量，根据《室外排水设计规范》，取45 g· (人·d) ⁻¹；W_人口为区域用水总人口，10⁴ 人。

根据式(1)计算试点城市各片区污水集中收集率如表1所示。《十四五重点流域水环境综合治理规划》要求到2025年城市生活污水集中收集率力争70%以上；《深入打好长江保护修复攻坚战行动方案》要求到2025年年底城市生活污水集中收集率提升至70%以上或比2020年提高5个百分点，以此为目标，改扩建的污水厂均满足目标要求，但整体看，除岳阳马壕片区、南津港片区、宜昌猇亭片区、芜湖城东片区的收集率较高外，其他片区收集率不高甚至较低。综合来看，试点城市生活污水集中收集率达标率为100%。

调查显示^[14]，全国219个地级及以上城市建成区范围内，生活污水平均收集率为62%。上海市苏州河水环境综合整治一期工程实施后，片区内污水实际收集率只有44%，后经收集管网重点建设工程，污水收集率提高到90%以上^[15]。因此，管网的建设、完善、修复和运行是生活污水集中收集率提高的关键。试点城市九江芳兰片区、岳阳临港片区、芜湖高安片区管网工程压力很大。

2) 污水厂进厂污水浓度。该指标用来分析区域内污水管网工程成效，包括雨污混改、管网渗漏检修等。各污水厂进厂污水化学需氧量 (COD) 设计值及实际值如表2所示。从表2可知，九江4个污水厂进厂浓度未达设计目标；与PPP合同要求相比，达标率75%，鹤问湖污水厂进水COD不满足要求，与其约60%的进水来自经开区、浓度较低有关。岳阳水环境治理涉及6个污水厂，仅南津港污水厂达到设计目标；与工程前相比，湖滨、临港和黄梅港污水厂治理后进厂浓度有不同程度提升，而马壕、罗家坡和临港污水厂则有降低。据调查，马壕污水厂进水污染物浓度降低与东风湖末端截污工程收纳雨水有关。宜昌猇亭污水厂进厂COD远低于设计值500 mg·L⁻¹且低于工程前，因管网工程完工后，收纳70%工业废水稀释所致。芜湖各厂进水浓度与设计值存在一定差距，朱家桥、城南污水厂进厂浓度较工程前降低，且波动较大，与管网修复、新建后新增大量低浓度污水有关；高安污水厂较工程前进厂浓度提升，而滨江和城东污水厂则与工程前持平。

3) 老旧小区污水收集率及出口污水浓度。城市老旧小区管网新、改、扩工程完工后，可提升污水收集率，提高污水厂进厂浓度，故PPP合同对该类工程实施后小区污水收集率及出口管网污水浓度进行考核。试点城市九江两河片区、岳阳马壕片区、湖滨片区、临港片区、王家河片区及南北港河片区改造后的老旧小区污水收集率为100%。

九江改造的老旧小区分为4类，分别记为I、II、III和IV类，改造前后老旧小区出口污水COD见表3。从表3可知，部分老旧小区改造后出口污水COD达到要求，达标率至少在33.3%以上。

岳阳根据老旧小区改造前的雨污水排放体制将老旧小区分为A、B、C共3类 (表4) 。监测结果表明，3个直排小区改造后出口污水污染物浓度相近且均较高；5个雨污合流小区污染物浓度相差较大，其中枫桥湖路廉租房小区与洞麻三区较高；4个雨污混错接改造小区污染物浓度均较低，与小区混错接改造工程未完成有关。与改造前相比，改造后的老旧小区COD有明显提升，由此可提高污水厂效率。

1) 污水厂污水处理率。指污水处理厂出厂水量与进厂水量之比，不含回收利用，表征污水处理工程效能。计算公式如式(2)所示。

式中：Q_出厂为污水厂出厂水量，10⁴ m³；Q_进厂为污水厂进厂水量，10⁴ m³。

《长江经济带生态环境保护规划 (环规财[2017]88号) 》、《城市污水厂运行、维护及其安全技术规程》 (CJJ 60-2011) 要求城市污水厂年均处理水量应达到计划指标的95 %以上，实现“污水全收集、收集全处理、处理全达标”的目标；《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》中指出，到2020年底，城市污水处理率达到95%，其中地级及以上城市建成区基本实现全收集全处理。本次评估中各城市污水厂污水处理率均为100%，均达标。

2) 污水处理工程利用率。包括设施设备运行率、平均水力负荷率及平均COD负荷率，表征污水处理工程是否充分利用。

运行率计算公式如式(3)所示。

平均水力负荷率计算公式如式(4)所示。

平均COD负荷率计算公式如式(5)所示。

式中：D_wo为污水处理设施有效运行天数，d；t为评价周期日历天数，d；Q_da,i为第i天实际污水处理量，m^3·d⁻¹；Q_dd为设计日污水处理量，m^3·d⁻¹；COD_{ra, i}为第i天实际污水COD日均值，mg·L⁻¹；COD_rd为设计进水COD，mg·L⁻¹。

根据上式计算试点城市污水处理工程利用率见表5。《城镇污水厂运营质量评价标准》 (CJ JT 228-2014) 要求评价周期内污水厂设施设备运行率不应小于80%，平均水力负荷率不应小于60%，平均COD负荷率不应小于40%。从表5可知，各污水厂设施设备运行率均满足要求；九江鹤问湖污水厂、芜湖各污水厂平均水力负荷率满足要求；九江两河地下、鹤问湖污水厂及芜湖朱家桥、城南污水厂平均COD负荷率满足要求。相对来看，其他污水厂存在一定的资源浪费情况。整体上，试点城市污水处理工程设施设备利用率达标率100%，平均水力负荷达标率46.2%，平均COD负荷率达标率30.8%。

3) 出水水质综合达标率。指污水厂出水水质有效综合达标天数占有效运行天数的比例。计算公式如式(6)、式(7)所示。

式中：D_ws为出水水质有效综合达标天数，d；D_COD、D_BOD、D_SS、D_NH3-N、D_TN、D_TP分别为COD、生化需氧量 (biochemical oxygen demand, BOD) 、悬浮固体 (suspended solid, SS) 、氨氮 (NH₃-N) 、总氮 (Total Nitrogen, TN) 、总磷 (Total Phosphorus, TP) 的达标天数，d。

试点城市PPP合同中，除九江两河地下污水厂出水水质目标为地表水准IV类以外，其余各厂出水水质目标均为一级A标准。根据运行数据计算分析可知，虽然各厂出水水质目标值有差别，但均达标排放，满足合同要求。

4) 单位污水电耗。指污水厂处理吨水所消耗的电量，评估污水处理工程碳减排效益。试点城市污水厂处理单位污水电耗如图1所示。据调查^[16]，全国各省 (区、市) 污水厂的单位污水电耗从北到南明显递减，长江流域沿江11省 (市) 城镇污水厂电耗中位值平均为0.33 kW·h·m⁻³，比较可知，试点城市部分污水厂的单位污水电耗高于该均值，且超过该城市所在省的中位值。试点城市之间比较，可知九江白水湖和芳兰污水厂相对较高，未来可开展节能管理；岳阳临港污水厂、芜湖朱家桥污水厂单位污水电耗较低，与其厂区的光伏发电密切相关。

1) 污泥含水率及处理处置率。九江4个污水厂污泥脱水至含水率低于80 %后，全部运至鹤问湖污水厂进行高压板框压滤，含水率降至60%后，交由光大环保能源九江有限公司焚烧处置；岳阳罗家坡污水厂污泥平均含水率为59.0%，并进行处理处置；宜昌猇亭污水厂污泥采用机械浓缩、脱水至含水率低于80%后外运至附近水泥厂焚烧处置；芜湖污水厂污泥在厂内脱水至含水率低于80% 后外运焚烧发电处理处置。《城镇污水厂污染物排放标准》 (GB18918-2002) 要求污泥含水率不高于80%，可知各厂污泥含水率满足国标要求；同时也满足PPP合同“达到国家规定标准” 要求。

2) 吨水污泥产生量。试点城市污水厂处理吨水污泥产生量如图2所示。根据文献^[16]，长江流域沿江11省 (市) 城镇污水厂吨水污泥产生量平均为0.49 kg·m⁻³，沿江重点城市武汉、长沙、南昌和合肥的吨水污泥产生量分别为0.42、0.53、0.38、0.51 kg·m⁻³；九江鹤问湖、白水湖及两河地下污水厂的吨水污泥产生量较高，超过江西省均值及重点城市南昌市均值，芳兰污水厂的吨水污泥产生量与江西省均值持平、且低于南昌市均值；芜湖朱家桥污水厂稍高于安徽省均值，但与重点城市合肥市均值持平。污泥的产生与污水厂絮凝剂使用量有关，未来有待进一步开展降耗管理。

3) 单位COD去除的污泥产生量。试点城市污水厂单位污水COD去除的污泥产生量见图3。文献^[16]显示，长江流域沿江11省 (市) 城镇污水厂单位污水COD去除的污泥产生量平均为2.71 kg·kg⁻¹ COD，沿江重点城市武汉、长沙、南昌和合肥的单位污水COD去除的污泥产生量分别为3.31、3.25、3.69、2.97 kg·kg⁻¹ COD；九江鹤问湖、白水湖污水厂的单位COD去除的污泥产生量相对较高，超过江西省均值及重点城市南昌市均值，芳兰污水厂的单位污水COD去除的污泥产生量低于江西省及南昌市均值；芜湖朱家桥污水厂稍高于安徽省及重点城市合肥市均值。未来试点城市污水厂有待进一步开展降耗管理。

1) 工程范围内污染物负荷削减量。试点城市开展的水环境治理工程大幅削减工程区域内污染物负荷。从图4可知，处理规模最大的朱家桥污水厂削减COD负荷量最高，为16 280.4 t·a⁻¹，湖滨污水厂削减COD仅112.5 t·a⁻¹；朱家桥污水厂削减NH₃-N达1 763.8 t·a⁻¹，湖滨污水厂仅23.6 t·a⁻¹；朱家桥污水厂削减TP为242.0 t·a⁻¹，猇亭污水厂由于接纳了70 %的工业废水，其对TP的削减量仅约3.0t·a⁻¹。此外，根据《两河流域整改工作完成情况总结报告》，十里河及其支流累计清淤量约25×10⁴ m³。

2) 工程影响范围内地表水质达标率。试点城市九江水环境治理工程及其影响范围内地表水体包括十里河、濂溪河。PPP合同对十里河不同断面考核要求有一定差别，其中昌九高速以南的河道NH₃-N执行地表水IV类、昌九高速以北执行地表水V类， 整条河COD、TP及溶解氧等指标执行地表水IV类；濂溪河执行地表水IV类。收集2021年十里河32个监测点 (1#~18#位于昌九高速以北，19#~32#位于昌九高速以南)、濂溪河12个监测点 (1#~7#位于昌九高速以南，8#~12#位于昌九高速以北) 的水质常规监测数据，分析可知，十里河水质达标率为81.3%，濂溪河水质达标率为87.5%，不达标指标为NH₃-N、TP和COD，主要集中于昌九高速以北河段；PPP合同要求工程影响范围内水质达标率为100%，故十里河、濂溪河均未达到合同要求。

岳阳水环境治理工程及其影响范围内地表水体包括东风湖、王家河、南北港河及黄梅港河，东风湖水质目标为Ⅲ类，王家河、南北港河及黄梅港河水质目标为IV类。根据2022年季度监测数据，上述地表水体各点位水质均未达标，超标因子主要为COD和TN。

宜昌水环境治理工程及其影响范围内地表水体主要是高马河，合同要求高马河水质执行地表水II类，分析监测数据可知，所有测次水质均未达标，超标项目为COD、TP和TN。

3) 工程范围内黑臭水体消除比例。长江大保护试点城市地处水系发达区，由于管网破损、混错接等问题导致污水直排、雨水溢流，从而造成附近城市河湖水体黑臭^[17]。试点城市九江水环境治理工程内黑臭水体主要是十里河，经整治后完成消黑。岳阳水环境治理工程内黑臭水体主要有马壕片区东风湖上上湖、东风湖上湖、东风湖中湖、东风湖下湖、撇污渠及电排站前池和荒家荡，王家河片区望岳水库，黄梅港片区黄梅港河、理工学院泵站水塘和理工学院景观河，上述黑臭水体已全面完成整治。因此，试点城市水环境治理工程范围内黑臭水体治理达到PPP合同要求“2020年底消除黑臭水体”。

4) 生态岸线。试点城市宜昌水环境治理工程还包括通达至海汇码头生态恢复工程、猇亭织布街江滩综合整治工程、猇亭全通码头段生态修复工程等，工程完成后当前猇亭区长江北岸生态岸线长度为6.74 km，生态化岸线比例提高了38.9%。

1) 城乡人居环境改善。九江水环境综合治理项目实施后城乡人居环境质量大为提升，尤以两河地下污水厂地上兴建双溪公园，实现“地下治污、地上造绿”，为周边居民休闲娱乐提供优良环境；污水厂出水达再生水回用标准，为地上公园绿地供水，同时进入十里河和濂溪河，补充水量，促进水体自净，改善河流水生态环境，成为九江水环境治理新名片 (图5(a)) 。岳阳水环境综合治理项目实施老旧小区管网改造工程取得良好效果，极大改善小区人居环境，得到居民高度认可 (图5(b)) 。宜昌水环境综合治理高马河整治项目提高了河流两岸防洪标准，改善两岸生态环境现状，得到百姓认可 (图5(c)) ；长江岸线的生态化改造提高了滨江公园游客量，带动金猇大道周边房价上涨。芜湖水环境治理项目建设的江东水生态公园通过污水厂提质增效，提高出水水质标准，出水再经潜流—表流—涵养塘人工湿地系统进一步改善后补给公园，将昔日污泥滩改造成今日网红公园，极大改善周边人居环境，成为市民及游客休闲娱乐场所，广受好评 (图5(d)) 。

2) 工程设施展览与宣传。试点城市水环境综合治理完工后，工程建设典型示范点收获了国内外多人次参观交流，并得到各级媒体宣传，如九江两河地下污水厂作为“全地下+花园式”水质净化厂集合了环境治理、科普教育、智慧管控多重功能，先后迎来了各级领导莅临视察，同时得到各级媒体宣传，成为九江水环境治理绿色新地标。宜昌长江大保护教育基地是集宣传、教育、接待和交流等功能为一体的长江大保护科普活动中心，开放以来每年接待国内外大中小学生研学、参观、交流，成为长江大保护成果展示的重要窗口之一；猇亭织布街江滩综合整治工程对明清古文化遗址织布街的历史文化起到了较好保护。

目前试点城市水环境治理虽然取得了较大的成功，但还存在一些问题，故成效未达预期。

首先，城市水环境治理工作涉及水利、环保、城建、规划、国土、工信等诸多部门，缺乏系统联动。如岳阳马壕片区厂、网分家，管网工程囊括在PPP项目中，但污水厂权责划分未跟进，导致管网改扩工程存在瓶颈；芜湖朱家桥片区老城区管网工程受多头制约，未能全面开展。针对该问题，岳阳首推“城市水管家”治水模式^[18]，将城市涉水事项统一归口纳入PPP项目包，为推动系统治理提供良好基础；安徽省六安市进一步拓展“城市水管家”治水模式，污水处理能力提升124%，生活污水集中收集率和城区污水处理量均提升40%以上，为推动长江大保护城市水环境治理提供强力支撑^[19]。

其次，水环境治理PPP项目模式规范性不足，部分项目出于利益考虑存在超规模设计与建设。如九江芳兰污水厂设计规模为3×10⁴ t·d⁻¹，但目前片区内收水量偏低、污水厂设施设备利用率不足25%，造成浪费。此外，水环境治理项目只有完成并经政府批准使用后才能为企业提供收益，这使得企业面临初期成本高、收益低的困境，直接影响水环境治理成效。

再次，公众环保意识虽有提升，但仍与推动长江经济带高质量发展对民众的需求不匹配。宜昌高马河地区仍有小微企业偷排工业废水，造成水色异常、水体氮磷超标，严重影响河流生态系统健康；芜湖江东水生态公园成为网红打卡点后，日迎客量大增，游客对公园水体质量管理起到很好的监督作用，但仍存在湿地植物破坏、垃圾弃置等不文明现象；岳阳城市水域附近有固体废弃物堆放，造成汛期降雨挟带污染物流失进入水体等^[20]。

1) 管网工程中，各试点城市生活污水集中收集率达标且较治理前有不同程度的提升；污水厂进厂生活污水COD达标率为75%；九江和岳阳老旧小区改造后污水收集率为100%，改造后出口管网污水COD明显提升。

2) 污水处理工程中，试点城市污水厂处理率均达标；污水处理工程设施设备利用率100%达标，平均水力负荷达标率为46.2%，平均COD负荷达标率30.8%；各厂出水达标排放，满足合同要求；九江白水湖、芳兰污水厂处理单位污水电耗较高。

3) 污泥处理处置工程中，各厂污泥含水率满足合同要求；各厂处理吨水污泥产生量及单位污水COD去除的污泥产生量均较高，有待进一步开展降耗管理。

4) 生态环境改善方面，试点城市水环境治理工程大幅削减工程区域内污染物负荷，朱家桥污水厂削减COD、NH₃-N负荷量最高，分别为16 280.4 t·a⁻¹和1 763.8 t·a⁻¹，湖滨污水厂削减COD、NH₃-N仅112.5 t·a⁻¹、23.6 t·a⁻¹；朱家桥污水厂削减TP为242.0 t·a⁻¹，猇亭污水厂对TP的削减量仅约3.0 t·a⁻¹；工程影响范围内地表水质均未达标，超标因子主要为NH₃-N、TN、TP和COD；工程范围内黑臭水体治理达到合同要求；宜昌生态化岸线比例提高38.9 %。

5) 社会文化贡献方面，试点城市通过水环境治理工程建设，收集和处理服务范围内的污水，大幅减少入河 (湖) 污染物，缓解水污染状况，改善城乡居民生活环境，促进旅游业和第三产业的发展，提供就业机会，促进GDP提升，取得显著社会贡献。

致谢：感谢韩欣月、赵康、李圣洁和曾月等同学参与数据整理等工作。