Очистка сточных вод в Китае: централизованные и гибридные системы

Крупная очистная станция может принимать стоки из тысяч домов. Но если дома разбросаны по большой территории, к станции придётся подвести канализационные сети. А очищенная вода принесёт пользу лишь там, где на неё есть спрос: иначе её повторное использование может не покрыть расходы и не уменьшить нехватку воды.

Исследователи, чья работа вышла в журнале Nature Water, рассмотрели, как соотносятся расположение очистных сооружений, образование сточных вод, канализационные сети и спрос на повторное использование воды. Их вывод: масштаб и расположение станции нужно выбирать с учётом того, где образуются стоки и где потребуется очищенная вода.

Что сравнивали исследователи

Джицзе Шэнь и его соавторы составили национальный перечень из 10 826 очистных сооружений. Они также использовали данные об объёмах сточных вод, спросе на повторное использование воды и социально-экономических сценариях. В описании исследования упоминаются и сведения о канализационных сетях, дефиците воды и затратах на инфраструктуру.

Это расчётная оценка, а не полевой эксперимент, в котором сравнивали бы уже построенные централизованные и децентрализованные системы. Авторы оценивали, где повторное использование очищенной воды может покрыть затраты и одновременно снизить водный стресс. Местоположение здесь имеет значение: очищенная вода должна быть нужна там, куда её можно доставить. Само по себе её производство на станции этого не гарантирует.

Где крупная станция может окупиться

По оценке авторов, сочетание возмещения затрат и снижения водного стресса возможно в районах, где живут примерно 450 миллионов человек. При действующих тарифах на очистку от 0,9 до 1,1 юаня за кубометр безубыточный масштаб станции, согласно аннотации, составляет от 6 793 до 49 744 кубометров в сутки. Это не универсальный норматив: границы диапазона зависят от тарифа и экономических условий модели.

Для районов без централизованной очистки дело не только в размере станции. Сбор стоков может потребовать протяжённой канализационной сети, а небольшой объём воды не позволит станции достичь расчётного порога окупаемости. Авторы оценивают, что 95–99% предполагаемых новых станций в таких районах окажутся ниже этого порога. Это результат модели, а не подсчёт убытков действующих сооружений.

Из расчётов не следует, что децентрализованная очистка выгодна везде. Если стоки сконцентрированы и есть спрос на очищенную воду, крупная станция может быть оправдана. В поселениях, разбросанных по территории, для подключения к ней могут понадобиться длинные сети, хотя объём стоков останется небольшим. Поэтому авторы рассматривают гибридную схему: централизованную очистку там, где достаточно стоков, и локальную там, где централизованный сбор неэффективен.

Что означает экономия 25–37%

В модельном сравнении гибридная схема позволяет достичь национальных целей по очистке и повторному использованию воды, затратив на 25–37% меньше, чем при полностью централизованном сценарии. По объяснению авторов, экономия связана прежде всего с тем, что часть длинных канализационных сетей и небольших централизованных объектов не потребуется строить.

Эти проценты не означают, что такая экономия уже получена или гарантирована каждому городу. Это разница между расчётными сценариями. Чтобы понять, насколько она устойчива, нужно знать, какие именно расходы учитывали авторы, как оценивали строительство и эксплуатацию и насколько меняется результат при других тарифах и спросе на очищенную воду.

Насколько надёжен вывод

Статья прошла рецензирование и опубликована 12 октября 2026 года в Nature Water. На странице журнала перечислены дополнительные материалы и данные об очистных сооружениях, зонах обслуживания, проектах повторного использования воды и инвестиционных проектах. Код анализа опубликован на Zenodo. Эти материалы дают специалистам возможность изучить основу расчётов, но наличие данных и кода само по себе не подтверждает точность каждой предпосылки.

Полный текст статьи в доступных материалах представлен только в виде превью. Поэтому здесь нельзя независимо проверить подробное устройство модели, полный состав затрат, временной горизонт и анализ чувствительности. В аннотации также нет доверительного интервала для оценки экономии в 25–37%. Эти значения стоит рассматривать как ориентир для сравнения сценариев, а не как точную смету для отдельной провинции или города. Исследование не позволяет распределить конкретные китайские регионы по категориям централизованной и децентрализованной очистки.

Для планирования вывод практичен, но условен: сначала нужно оценить объём и расположение стоков, стоимость их сбора и наличие потребителей очищенной воды, а затем выбирать масштаб и тип инфраструктуры. Пространственное несовпадение источников и потребителей воды встречается и в других задачах управления стоками: например, в разборе переполнения очистных сооружений во время экстремальных дождей в Испании показано, почему местные условия меняют последствия для рек и морей.

Источники

Shen J., Shen L., Zhong S. и др. «Централизованная система очистки сточных вод Китая достигает пределов эффективности в борьбе с дефицитом воды». Nature Water, 2026. https://doi.org/10.1038/s44221-026-00727-5.
Shen J. Воспроизводимый код анализа к статье. Zenodo, 2026. https://doi.org/10.5281/zenodo.22138940.
Китайская академия наук. Пересказ результатов исследования на Phys.org, 16 октября 2026 года. https://phys.org/news/2026-10-wastewater-treatment-local-demand-china.html.