双碳背景下污水处理按效付费实践对比

双碳背景下污水处理按效付费实践对比

以国内实施按效付费的H和L污水处理厂为研究对象，系统梳理2座污水处理厂的概况、按效付费的总体架构与计费机制，以及按效付费带来的积极成效。对比分析2座污水处理厂按效付费模型存在的差异，并从污染物指标、污染物削减总量计价模型、污染物权重驱动逻辑和污水处理服务费的组价逻辑等方面进行深入分析。基于此提出相应的优化建议，以期为同类项目提供参考借鉴，助力污水处理提质增效工作。

一、H污水处理厂按效付费实践

1.污水处理厂概况

H污水处理厂为全地下建设形式，设计规模7.5万m?/d，总变化系数1.3，由特许经营单位进行投资、建设和运营，污水处理工艺流程：粗格栅及提升泵房-细格栅及曝气沉砂池-AAO生反池-二沉池-滤布滤池-次氯酸钠消毒池，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准。污泥经叠螺机脱水-低温干化处理至含水率40%以下后外运处置。

 

2. 按效付费实践

H污水处理厂所在片区基本实现厂网一体化运维。污水处理厂原执行按量付费，调整后实行按效付费，污水处理服务费由投资回报费及其他成本、运维直接费两部分组成，即：

 

 

式中 FH——当期应付污水处理服务费，元；

P_H——当期投资回报费及其他成本，包括投资成本、投资回报和运维间接费等，元；

W_H——当期运维直接费，元；

P₀——当期污水处理服务费单价，元/m?，原特许经营协议中约定单价；

P_n——当期运维直接费单价，元/m?，设计进水浓度上限值所对应的污水处理中与生产相关的直接人工费、电费、药剂费，由第三方咨询机构测算；

Q₀——当期污水处理量，m?，按原特许经营协议中约定；

Q_n——当期所有出水排放检测为达标天数累计的污水处理量，m?；

K——基准值，运维直接费中的不可变部分，基于污水处理中部分设备等运维成本与污染物削减情况关联较小，且不构成线性关系而设置的基数；

V——污染物浓度削减率，各主要污染物（COD、BOD、氨氮、总氮、总磷）实际浓度削减量与设计浓度削减量的比值，即V=∑(实际浓度削减量设计浓度削减量×A)；

A——各项污染物运维直接费权重，去除不同污染物指标所付出的成本权重，5项主要污染物指标COD、BOD、氨氮、总氮、总磷的运维直接费权重加和为100%，每个污染物指标的权重由第三方咨询机构测算；

B——调整系数，基于目前污水处理厂实际进水浓度低于设计值导致实际运维成本单价高于设计成本单价而设置的修正系数。

结合实际污染物削减量、处理水量及约定的费用单价、调整系数，再扣除因为超标、罚款等导致的应核减费用得出每月最终应支付污水处理服务费，按月支付。

二、L 污水处理厂按效付费实践

1. 污水处理厂概况

L污水处理厂为地上建设形式，设计规模25万m?/d，总变化系数1.3，由政府投资建设后委托专业单位运营，污水处理工艺流程：粗格栅及提升泵房-细格栅及曝气沉砂池-AAO生反池-二沉池-曝气生物滤池-磁混凝沉淀池-纤维滤池-紫外消毒池，出水水质执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中准Ⅳ类标准（总氮≤15mg/L）。污泥经板框压滤脱水至含水率60%以下外运处置。

2.按效付费实践

L污水处理厂所在片区暂未实现厂网一体化，管网和污水处理厂分别由不同单位运维。污水处理厂实行按效付费，按月支付运营服务费。所付费用由污染物削减费用、运营质量费用两部分组成，即：

式中 FL——当月应付运营服务费，元；

PL——当月污染物削减费用，元；

WL——当月运营质量费用，元；

Tm——当月污染物削减总量，t；Tm=ΔCOD+2ΔBOD5+2ΔSS+20ΔTN+100ΔTP，其中ΔCOD、ΔBOD5、ΔSS、ΔTN、ΔTP分别指COD削减量、BOD5削减量、SS削减量、TN削减量、TP削减量。某污染物月削减量=∑该污染物进出水日均值之差×当日累计处理水量。

Pw——当月污染物削减单价，元/t；

Qn——当月所有出水排放检测为达标天数累计的污水处理量，m?；

Pt——当期执行的吨水单价，元/m?；

M——当月综合绩效考核得分，满分100分；综合绩效考核内容包括COD、NH3-N、TP、SS、TN等主要污染物的出水浓度、污泥浓度、日常管理等。

结合实际污染物削减量、处理水量、月度绩效考核表得分及约定的费用单价，再扣除因为超标、罚款等导致的应核减费用得出每月最终应支付污水处理服务费，按月支付。

三、按效付费对比与分析

1. 按效付费成效

在按量付费模式下，污水处理单价在一定时间内是固定的，只要出水水质达标，污水处理量越多，污水处理服务费就越多。此模式计量简单，但是支付的污水处理服务“费”并非全部用于污染物削减的“效”，存在运营效率低、运营成本高等问题。国家发展改革委、住房城乡建设部、生态环境部《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》（发改环资〔2023〕1714号）要求：推动建立污水处理服务费与污水处理厂进水污染物浓度、污染物削减量、出水水质、污泥无害化稳定化处理效果挂钩的按效付费机制。

   式（1）~式（6）可见，实施按效付费后，实际支付污水处理服务费不仅与污水处理量有关，也进一步与进出水水质挂钩。运营单位为提高当期应付污水处理服务费，就会想办法提高进水污染物浓度或降低出水污染物浓度，从而提高污染物削减总量。同时，在按量付费背景下，由于管网系统不完善、雨污分流不彻底以及末端截流等原因导致一定量的雨水、地下水等清洁外水进入污水处理厂，也计取了相应的污水处理费，但其对污染物削减的贡献极其有限；实施按效付费后，污水处理服务费按照污染物削减量、污水处理量等计取，有效降低了原按量付费模式下的低效、无效污水处理部分的费用，从而节约污水处理服务费。

2.按效付费实践对比

（1）主要污染物指标存在差异

2座污水处理厂的按效付费公式中，均将主要污染物按照不同的权重折算成污染物削减总量或削减率，并据此计算污染物削减部分的污水处理服务费，实现污水处理服务费与污水处理厂进水污染物浓度、污染物削减量、出水水质挂钩，按污染物削减的“效”支付污水处理的“费”。但是，在实际执行过程中也存在较大差异，2者均包括COD、BOD、TN、TP 4项污染物指标，主要是因为这4项指标对地表水体的污染较为严重，均被列入主要污染物指标，实施按效付费予以约束。H污水处理厂位于中部地区，存在冬季低温抑制硝化作用的情况，可能会导致出水氨氮浓度较高，因此将氨氮纳入到主要污染物指标中予以约束。L污水处理厂位于南方地区，雨水冲刷频繁，虽然悬浮物浓度略低，但是污染物总量较高；同时，南方地区气候较为温暖，基本不存在低温抑制硝化作用导致出水氨氮较高的情况，因此，将悬浮物纳入到主要污染物指标中予以约束。

（2）污染物削减总量计价的逻辑不同

H污水处理厂首先测算实际污染物削减量与设计污染物削减量的比值和权重，然后乘上设计浓度下测算的当期直接运维费、当期处理达标总水量，其污染物削减部分服务费计算核心是：∑(实际浓度削减量设计浓度削减量×A)×Pn×Qn，污染物削减量服务费与实际削减量占设计削减量的比例直接相关，是一个相对值模型，近期来讲∑(实际浓度削减量设计浓度削减量×A)是个小于100%的值。此模式以合同约定的设计值为基准，强调“履约能力”，倾向于通过合同约定保障基本处理能力，费用计算简单透明，适合长期合同管理。L污水处理厂则是按日测算实际进水污染物浓度与实际出水污染物浓度的削减值，乘上当日有效处理污水量和测算出的污染物削减单价，其污染物削减部分服务费计算核心是：(ΔCOD+2ΔBOD5+2ΔSS+20ΔTN+100ΔTP)×Pw=∑［(实际进水浓度-实际出水浓度)×Qd×A′］×Pw，其中A′为污染权重系数服务费完全基于实际削减量的绝对值，是一个绝对值模型。此模式以实际处理效果为基准，强调“结果贡献”，鼓励运营方优化高难度污染物（如TP、TN）的去除，按实际削减量付费，直接反映运营方的处理效果。

（3） 污染物权重驱动逻辑不同

H污水处理厂的计费模型中，各项污染物运维直接费权重是指去除不同污染物指标所付出的成本权重，由第三方咨询机构测算，属于运维成本驱动。按污染物处理成本分配费用，权重直接反映污染物处理的实际直接费用占比，权重与运维成本挂钩，确保运营方对高成本污染物（如BOD、氨氮）的投入得到足额回报，避免亏损，成本覆盖合理。同时，费用分配比例相对固定，委托方可预测支出，预算可控。

   L污水处理厂的计费模型中，污染物权重系数反映各项污染物的处理难度或环境危害性，并结合历史数据测算出为实现较好的环境效益需要支付的污染物削减单价，属于环境价值驱动。此权重通过超高系数（如TP=100）显著提升高危害污染物的经济价值，倒逼运营方升级工艺（如低碳高效的污泥双回流AOA工艺［5］）或优化运行（变频技术、精确曝气和加药、智慧水务），实现精准环保激励。同时，权重系数可随环保政策调整（如“双碳”目标下提高TN权重）动态适应，灵活响应治理需求。

    假设某污水处理厂处理水量1万m?/d，进水污染物浓度情况如下：COD 300 mg/L、BOD 150 mg/L、氨氮 30 mg/L、TN 40 mg/L、TP 5.0mg/L、SS 200mg/L，出水污染物浓度情况如下：COD 50mg/L、BOD 10mg/L、氨氮 50mg/L、TN 15mg/L、TP 0.5mg/L、SS 10mg/L。按照假定污水处理厂数据和H污水处理厂按效付费权重测算（各运维直接费权重分别为：COD 9%、BOD 35%、氨氮 24%、TN 9%、TP 23%），则污染物削减费用的分配倾向是BOD> COD> 氨氮> TN > TP，可见BOD和氨氮因高权重主导费用，TP贡献极低。按照假定污水处理厂数据和L污水处理厂按效付费权重测算（各污染物削减总量权重系数：COD 1、BOD 2、SS 2、TN 20、TP 20），则污染物削减费用的分配倾向是TN > TP >SS >BOD> COD，可见TP和TN因高系数主导费用，运营方将优先保障脱氮、除磷。

（4）污水处理服务费的组价逻辑不同

住房城乡建设部发布的《城镇污水处理工作考核暂行办法》(建城〔2017〕143 号)中“城镇污水处理工作考核评分细则”中明确考核指标包括：城镇污水处理效能、主要污染物削减效率、污泥处置、监督管理、进步鼓励5个方面，并据此对各省、自治区、直辖市城镇进行考核。H和L污水处理厂的按效付费模型均在上述考核办法的框架内结合区域的实际情况进行细化完善，基本覆盖考核指标的5个方面，但在细分领域体现出覆盖面的差异。

    H、L污水处理厂的按效付费模型进行细化分解对比，见图1。H污水处理厂采用BOT特许经营模式，由BOT项目公司进行投资、建设和运行，污水处理服务费中包含投资成本和投资回报2项费用，而L污水处理厂是由政府投资建设，委托第三方专业机构进行运行服务，不存在上述2项费用，因此，在一级指标层面存在较大的差异。二级指标层面，H污水处理厂将污水处理服务费分为3部分，投资成本及回报、运维间接费、运维直接费（可变部分和不可变部分），其中投资成本与回报涉及到污水处理厂投资建设的费用，而实际的运行服务费用部分通过与污水处理过程生产的相关性分为运维间接费和运维直接费，运维间接费是指与生产活动非直接关联的固定或半固定成本，通常不随处理量或污染物浓度显著变化，包括：管理费用、设备折旧与摊销、财务费用、环境监测成本等，运维直接费是指与污水处理生产过程直接相关的可变成本，其金额随处理规模、污染物浓度、工艺调整等因素变化，包括：人工费、能耗、药耗、设备维护、污泥处置等。L污水处理厂将污水处理服务费分为2部分，污染物削减费用和污水处理厂运行质量费用，费用测算逻辑与H污水处理厂截然不同。通过本厂历史数据和市内同类污水处理厂历史数据，测算出污染物削减成本（吨水单价）和运行质量成本（吨水单价），更加直观地体现污染物削减和运行质量能够带来的服务费收益，直接刺激作用更加显著。

图1 2种按效付费模型分析图

 L污水处理厂的绩效考核得分M，满分100分，其中：出水水质指标50分（月均出水COD、TN、NH3-N、TP、SS值，各占10分）、污泥处理20分（月均生物系统污泥浓度10分、出厂污泥含水率月均值10分）、运营管理效率10分（单位电耗5分、综合运营能力-服从调度、公众开放、应急处置等5分）、日常管理20分（环境影响10分、安全事故5分、厂容厂貌5分）。运营管理效率中“单位电耗”约定；月平均负荷率≥70%，单位电耗不高于市内同类项目，得5分。可见，H污水处理厂绩效考核中并未关注运行管理效率和日常管理项目等，L污水处理厂因为单位电耗的考核要求会倒逼企业不断提高运行水平、优化工艺进而降低运行电耗，该厂的按效付费导向作用更加具体和全面，引导向绿色、低碳污水处理厂迈进。

四、思考及优化建议

1.操作性与导向性兼顾

H污水处理厂按效付费模型相对较为简单，可操作性更强，但导向性略显不足。H污水处理厂只需要按照原特许经营协议的总投资、特许经营年限、处理量、设计进出水水质和约定污水处理服务费单价，从按量付费转为按效付费，在上述基础上分解出运维直接费吨水单价，即可结合实际污水处理量、实际进出水水质进行按效付费考核。同时，结合近期实际进水浓度低于设计进水浓度，计费中考虑了调整系数，补偿因为实际进水浓度低而导致运行成本偏高的差额。但是，其并未在厂容厂貌、生化系统污泥浓度、单位电耗及综合运行能力等方面进行考核约束和导向激励，更多倾向于污水处理的达标排放。而L污水处理厂按效付费模型通过全面的考核体系覆盖污水处理、污泥处理、厂容厂貌、公众参与等众多方面，并且测算出污染物削减单价，可以简单快捷地计算出污染物削减带来的收益，相较而言更为全面系统，导向性更直观，但可操作性受到影响。例如：对于单位电耗考核中的“同类项目”认定较为困难，在合同中未约定，市内寻找发现处理工艺、处理规模、出水标准、建设形式（地上、地下）等因素均会影响单位电耗，使其可操作性受到影响。因此，按效付费模型的搭建要因地制宜，兼顾操作性和导向性，比如H污水处理厂模型中应引入污水处理厂运行的全方位指标，激励采用先进工艺技术、督促降低单位能耗，全方位地彰显按效付费的效能。

2. 稳定性与灵活性协同

2座污水处理厂的按效付费模型均涉及到吨水单价和一些权重指标（例如：L污水处理厂模型中的基准值、运维直接费权重系数、进水浓度调整系数，H污水处理厂模型中的污染物削减量权重系数），这些指标在一定时期内应保持稳定，这样运营方才有动力在费用的激励下推进提质增效工作。提质增效工作是系统工程，从措施到成效需要一定的周期，过于频繁地调整相关系数或者价格，运营方开展的节省药耗、提高进水浓度等提质增效工作而投入的人机料“费”无法体现在最终的成“效”上从而影响最终能够收到的污水处理服务“费”。同时，也可以在协议中约定一些灵活处理措施，例如：H污水处理厂模型中引入“设计值弹性区间”，当实际进水浓度连续12个月低于设计值的80%时，自动触发设计值下调机制（如降至实际浓度的1.2倍），降低运营方承担的设计偏差风险；同时，应调低进水浓度调整系数B，降低政府方承担的财政成本；最终，在实事求是的基础上，降低运营方的风险和政府方的成本，实现了风险和成本的合理分摊。L污水处理厂模型中设置“单项污染物削减贡献值上限”，如TP污染物削减费用占比不超过污染物削减总费用的30%，防止资源过度倾斜导致其他指标失控。经过一定时间的运行后，污水处理厂运维水平在某方面有较大的进步，比如药耗降低显著，可以结合片区的实际情况，因地制宜地调整相关的系数或者吨水价格，且要兼顾政府方和运营方的环境效益和经济效益，实现风险和效益的分担，这样提质增效的工作才能良性地循序开展。

3.约束性与激励性并存

2座污水处理厂的按效付费模型均将水质达标作为污水处理服务费计算的结果约束，进而通过当期累计达标污水处理量计取运维直接费或运营质量费用。模型中吨水单价直接关联了污水处理厂运营过程中的药耗、电耗、人工费等指标水平，也间接对污水处理过程进行约束。约束性包括静态约束和动态约束，例如：政府设置污染物削减基准值且每1~3年动态调整要求，防止运营方仅满足于当前效能而不持续改进；政府设置每个计费周期最大处理污水总量，避免雨季情况下污水处理厂超负荷运行，通过提高当期累计达标污水处理量来计取更多服务费。2座污水处理厂的按效付费模型也设置了有效的激励措施，比如：在当前条件下，只要提高实际进水COD浓度或者降低出水COD浓度，那么2种模式下的污染物削减费用都会增加，这就会激励运营方开展进水的浓度提升（减少雨水、地下水等外水混入）和出水的水质提升（优化运维水平），进而其COD削减浓度可以不断提高，计取更多的污染物削减服务费。因此，按效付费模型要结合运行数据合理调整计费参数，确保约束与激励的动态适配。

4. 提浓度与保水量统筹

在按量付费背景下，不管进水污染物浓度如何，只要出水水质达标，就可以足额收取污水处理服务费。于是，大量外水进入污水处理厂，虽然污染物削减量较小，但仍可以足额计取费用，导致效能不高、资金浪费。虽然国家一再要求实施提质增效工程，但是在按量付费背景下，提高进厂污染物浓度，必然意味着污水处理量减少，反倒会导致污水处理服务费降低，运营方没有动力甚至抵触推动进水提质增效工作。2种按效付费模型中，污水处理服务费与污染物削减总量、当期达标污水处理总量正相关，但在现状一定时期内（未实现完全雨污分流之前）必然存在提升进水污染物浓度会导致污水处理总量降低的矛盾，也即是“提浓度”与“保水量”的“冲突”。在未实现厂网一体化的背景下，按效付费一定时期内会因为提浓度而导致污水处理量的减少，进而导致污水处理费的总体减少，在政府部门的有效统筹下，这部分费用可以用于污水管网改造和运维奖励，进而污水处理厂也会分享进水污染物浓度提升带来的收益。在基本实现厂网一体化的背景下，厂网一体化按效付费的总费用是污水处理服务费和管网运维服务费之和，在不增加政府投资的基础上实现了厂网的协同提质增效，真正实现污水系统的按效付费、降本增效。

五、结 论

按效付费将污水处理服务费与进水水质、出水水质、污染物削减量、运行电耗、污泥处理处置以及安全稳定运行等方面直接挂钩，能更有力地提高污染物削减总量、节省污水处理服务费，较按量付费具有显著优势。H和L污水处理厂的投资主体、运维单位和所在区域等不同，其按效付费模型也存在差异，主要体现在污染物指标、污染物削减总量计价逻辑、污染物权重驱动以及污水处理服务费的组价等方面。H污水处理厂付费模型倾向于“设计达标、成本锚定”，L污水处理厂付费模型倾向于“环境优先、绩效牵引”，虽在逻辑架构有差异，但均可有效实现降本增效、减污降碳。为更好地将按效付费 “效果可量化、风险可分担”的理念融入污水处理运营服务全周期，提出了操作性与导向性兼顾、稳定性与灵活性协同、约束性与激励性并存、提浓度与保水量统筹的付费机制实施建议，致力于实现利益和风险的动态平衡。在2座污水处理厂按效付费实践的基础上，逐步完善基于大数据驱动的权重调整规则与跨部门协同监管体系，为推广按效付费提供可借鉴路径