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美国城镇污水处理设施的大规模建设和普及

2014-07-01来源:中国环境报

 吉姆。李克(JamesO.Leckie):美国国家工程院院士、斯坦福大学土木与环境工程学院环境工程教授、斯坦福大学可持续发展与全球竞争力中心主任。

1970年代获得哈佛大学环境科学硕士及博士学位。作为一名环境化学家,他的研究领域涵盖了吸附化学、人体感染分析以及薄膜科学。

2014斯坦福大学可持续发展与全球竞争力研究中心合作伙伴上海春季研讨会日前在上海举行。在研讨会间隙,记者就美国污水处理情况采访了吉姆。李克教授,以期对我国污水处理有所借鉴。

政府巨资支持污水处理建设

吉姆。李克介绍说,美国城镇污水处理设施的大规模建设和普及,始于20世纪50年代。当时,面对渐趋严重的水环境污染及由此引发的种种社会矛盾和经济纠纷,美国联邦政府组织各相关部门和机构的专业人士,研究制定了全国城镇污水处理设施建设战略规划,确立了促进污水处理设施建设的目标、要求、投资计划和鼓励政策,发动了全国性的城镇污水处理普及运动。

美国用大约15年的时间,完成了城镇污水处理设施的全面普及。联邦政府的统筹规划和强有力的投资支持,对城镇污水处理的普及和污水回用的启动,发挥了至关重要的作用。

1972年,美国联邦政府启动了“清洁水补助金工程”,向各州污水处理设施项目的建设提供专门的财政补助资金。各州政府也设立了类似的专项财政资金,如加州先后设立了“州周转基金贷款工程”和“水回用贷款工程”,配套支持城镇污水处理设施的建设。到1985年,联邦政府用于城镇污水处理设施建设项目的补助金拨款累计达800多亿美元,城镇污水处理设施实现了全面普及。

在此期间,美国城镇污水处理设施的建设资金,90%来自联邦政府的财政补助,10%由地方政府投资。同时规定,地方政府必须在规定年限内建成污水处理厂,若逾期未能建成,建设资金将全部由地方政府出资。

随着补贴政策的出台,美国陆续建立了两万多座污水处理厂,并向居民征收一定的污水处理费,主要针对污水中有机物的处理,但含氮污水的处理问题仍未得到有效解决。不久,地方政府开始全面出资对污水进行深化处理,用以解决污水富营养化问题。

吉姆。李克补充说道,随着污水处理厂的建设,最初允许工业污水和生活污水一起进入污水管网的做法开始遭到质疑,因工业废水中往往含有毒有害物质,无法与生活污水一同处理掉。很快,在联邦政府的强制要求下,工业废水和生活废水分开处理的做法在美国普遍推广开来。

污水回用日益广泛

回用水作为一种合法的替代水源,在美国正得到越来越广泛的利用,成为城市水资源的重要组成部分。

发展污水回用具有不可替代的环境效益和经济效益。如果把污水回用具备的减少污水排放、维护生态平衡、增强供水的稳定性和可靠性等社会效益和环境效益纳入到成本计算之中,与其他拓展水源的方式相比,污水回用具有明显的综合效益优势。

据吉姆。李克介绍,美国产业化的污水回用设施建设的全面展开,始于20世纪90年代初期。

“污水回用的成本因地而异。”吉姆。李克说,“总体而言,原污水的污染程度越严重、输送回用水的管网越长,污水回用的成本就越高。其中,管网投资是污水回用成本的主要组成部分,通常占污水回用总投资的60%左右。”

据了解,目前,美国城镇污水回用厂供应工商业用户和居民家庭使用的回用水,一般按供水价的50%~75%收取回用水价。

美国城镇污水回用的用途十分广泛,包括非饮用用途的直接利用和饮用用途的间接利用。从回用水的使用构成上看,农作物灌溉、回灌地下水、景观与生态环境用水以及工业用水,是目前美国城镇污水回用最主要的几项用途。关于回用水的比例,吉姆。李克举例说:“位于美国圣何塞的污水处理厂,回用水的比例可占到60%左右。”

记者了解到,加州的统计数据显示,全部回用水总量中,约32%用于农业灌溉,27%用于回灌地下水,17%用于绿化灌溉,7%用于工业生产,3%用于补充地表径流、营造湿地和休闲娱乐水面等景观生态用水,1%用于屏蔽海水入侵,其余13%用于城镇公共建筑和居民家庭的多种非饮用用途,包括冲厕、洗车、街道清洗、建筑物的卫生保洁、非食品和非饮食用具的洗涤等。

源头避免重金属和农药污染

对于水体环境中的重金属污染问题,美国工程院很早就意识到,一旦水体被重金属污染,将会在其所灌溉的土壤以及农作物中大量富集,对人体危害极大。

吉姆。李克表示,由于无法精确检测出土壤和农作物中富集的重金属含量,治理污染水体和土壤的成本又极高,因此,对于被重金属污染的水体,地下水一般通过沉淀解决,地表水则大部分被鱼类吸收。

同时,受重金属污染的土壤因治理成本高昂,美国对其采取闲置不用的方式,通过自然降解的方式降低重金属的含量。因此,解决重金属污染的水体和土壤的最佳方法是注重源头避免污染、源头处理污染,降低水体和土壤被重金属污染的概率。

在美国农村,随着农业发展水平的提高,除草剂、杀虫剂等农药的广泛使用产生了另一种隐形的环境污染。对于农村儿童、孕妇等弱势群体暴露在富含杀虫剂环境中的问题,吉姆。李克极为担忧,他的观点是:“不能把孩子和洗澡水一起泼出去。”其寓意为尽管农药的存在有一定的正面效应,但必须在尽量发挥农药正面作用的同时,尽量降低其对环境的负面效应。


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