建設(shè)部赴美污水回用技術(shù)考察團(tuán)

概況

　　污水處理和污水回用在美國的發(fā)展，可以追溯到20世紀(jì)20年代。但城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)和普及，始于20世紀(jì)60年代末、70年代初。產(chǎn)業(yè)化的污水回用設(shè)施建設(shè)的全面展開，則是自20世紀(jì)90年代初期開始的。
　　目前，美國的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施已經(jīng)全面普及，污水處理率100%，污水處理程度都達(dá)到了二級處理以上的標(biāo)準(zhǔn)，城鎮(zhèn)污水回用也已經(jīng)從研究試驗(yàn)階段進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段，城鎮(zhèn)污水回用設(shè)施的數(shù)量和功能增長迅速。在氣候干旱的美國中西部地區(qū)，一些起步較早的城鎮(zhèn)，汗水回用的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營已經(jīng)有了近30年的歷史。
　　回用水作為一種合法的替代水源，在美國正在得到越來越廣泛的利用，成為城市水資源的重要組成部分。2000年，加利福和亞州的污水回用量為8.64億立方米，污水回用率10%（回用水量與污水總量之比），回用水量占平水年份全州城鎮(zhèn)年用水總量的7%左右。加州埃爾溫市（Irvine,人口26萬人），約20%的用水需求是通過回用水滿足的。美國城鎮(zhèn)污水回用的用途十分廣泛，包括非飲用用途的直接利用和飲用用途的間接利用。從回用水的使用構(gòu)成上看，農(nóng)作物灌溉、回灌地下水、景觀與生態(tài)環(huán)境用水以及工業(yè)用水，日目前美國城鎮(zhèn)污水回用幾項(xiàng)最主要的用途。加州的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全部回用水總量中，約32%用于農(nóng)業(yè)灌溉，27%用于回灌地下水，17%用于綠化灌溉，7%用于工業(yè)生產(chǎn)，3%用于補(bǔ)充地表徑流、營造濕地和休閑娛樂水面等景觀生態(tài)用水，1%用于屏蔽海水入侵，其余13%用于城鎮(zhèn)公共建筑和居民家庭的多種非飲用用途，包括沖廁、洗車、街道清洗、建筑物的衛(wèi)生保潔、非食品和非飲食用具的洗滌等等。
　　從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高度，重視和加強(qiáng)污水處理和污水回用工作，是美國城鎮(zhèn)污水處理和污水回用高水平發(fā)展的內(nèi)在動因。

規(guī)劃與投融資

　　自20世紀(jì)60后代末至80年代中期，美國用大約15年的時間，完成了城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的全面普及。聯(lián)邦政府的統(tǒng)籌規(guī)劃和強(qiáng)有力的投資支持，對城鎮(zhèn)污水處理的普及和污水回用的啟動，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
　　20世紀(jì)60年代末，面對漸趨嚴(yán)重的水環(huán)境污染和由此引發(fā)的種種社會矛盾和經(jīng)濟(jì)糾紛，美國聯(lián)邦政府組織各相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)的專業(yè)人士，研究制定了推動全國城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)的戰(zhàn)略規(guī)劃，確立了促進(jìn)污水處理設(shè)施建設(shè)的目標(biāo)、要求、投資計(jì)劃和鼓勵政策，發(fā)動了全國性的城鎮(zhèn)污水處理普及運(yùn)動。有關(guān)污水處理的幾項(xiàng)重要法律，也先后頒布實(shí)施。
　　1972年，聯(lián)邦政府啟動了“清潔水被助金工程”，向各州政府也設(shè)了類似的專項(xiàng)財(cái)政資金，如加州先后設(shè)立了“州周轉(zhuǎn)貸款工程”和“水回用貸款工程”，配套支持城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)。到1985年，聯(lián)邦政府用于城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的補(bǔ)助金撥款，累計(jì)達(dá)800多億美元，城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施實(shí)現(xiàn)了全面普及。在此期間，美國城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)資金，75%來自聯(lián)邦政府的財(cái)政補(bǔ)助，12.5%來自州政府的撥款或低息貸款，12.5%由地方通過發(fā)行債券籌集。聯(lián)邦政府、州政府和地方政府的投資比例為6:1：1。
　　城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的普及，為污水回用的啟動和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。美國城鎮(zhèn)的污水回用，主要是在污水處理設(shè)施市場化運(yùn)營的基礎(chǔ)上，依靠污水處理收費(fèi)所形成的投資償還能力和滾動發(fā)展機(jī)制發(fā)展起來的。聯(lián)邦政府主要對污水回用技術(shù)與設(shè)備的研究開發(fā)和相關(guān)科研項(xiàng)目（如回用水安全性的跟蹤測試和比較研究）提供資助，并有選擇地對少數(shù)大型污水回用項(xiàng)目提供部分投資補(bǔ)助，對單個項(xiàng)目的資助比例，最高不超過項(xiàng)目投資總額的25%，資助金額最高不超過2000萬美元。州政府通常以提供低息貸款的方式（利率為商業(yè)貸款的一半），支持地方污水回用設(shè)施的建設(shè)。
　　在生產(chǎn)流程上，污水回用是污水處理的延續(xù)和深化。污水處理廠新增和擴(kuò)展污水回用能力所需的建設(shè)資金，一般通過申請貸款（包括商業(yè)貸款和政府低息貸款）和發(fā)行債券來籌集，通過污水處理收費(fèi)來償還。貸款的期限一般都在30年以上。為鼓勵居民購買教學(xué)改革水回用建設(shè)債券，聯(lián)邦政府規(guī)定對居民購買污水回用建設(shè)債券所獲得的收益，免征收入稅。目前，美國城鎮(zhèn)污水回用廠供應(yīng)工商業(yè)用啟用居民家庭使用的回用水，一般按供水價(jià)格的50%——75%收取回用水價(jià)。這部分收益和污水處理收費(fèi)一起，共同用于償還建設(shè)投資貸款或債券本息，并補(bǔ)償生產(chǎn)運(yùn)營成本。

成本與效益

　　污水回用的成本因地而異。總體而言，原污水的污染程度越嚴(yán)重、輸送回用水的管網(wǎng)越長，污水回用的成本就越高。其中，管網(wǎng)投資是污水回用成本的主要組成部分，通常占污水回用總投資的60%左右。
　　美國的實(shí)踐證明，隨著技術(shù)的進(jìn)步，污水回用設(shè)施的建造成本正在逐漸降低。以污水高級深度處理的關(guān)鍵技術(shù)——膜處理技術(shù)為例，膜的過高價(jià)格曾經(jīng)是制藥其推廣使用的主要障礙之一，但在過去的10年中，隨著新的高分子膜材料的開發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)，膜的價(jià)格已經(jīng)下降了約90%，使膜處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，具備了更強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)可行性。
　　相關(guān)的比較分析還顯示，盡管發(fā)展污水回用需要大量投資，但是，在可用水源有限的情況下，以傳統(tǒng)方式拓展水源的代價(jià)也同昂貴。加州蒙特利縣污水回用項(xiàng)目，總投資7800萬美元，其中3400萬美元為回用廠建造費(fèi)用，4400萬美元為中水管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用。項(xiàng)目日供水能力考核成績6.85萬噸，相當(dāng)于新增了2500萬立方米的可用水源，平均每立方米耗資3.16美。而加州康特拉考斯塔縣為拓展供水水源，修筑的蓄水量1.23億立方米的水庫存，投資4.5億美元，平均每立方米耗資3.68美元。加州城鎮(zhèn)污水回用的運(yùn)營成本約為0.3-0.5美元/噸，與30年代啟動、60年代完成的中心谷地項(xiàng)目的調(diào)水平均成本相當(dāng)（0.4美元/噸）。
　　而且，發(fā)展污水回用具有不可替代的環(huán)境效益和社會效益。如果把污水回用所具備的減少污水排放、維護(hù)生態(tài)平衡、增強(qiáng)供水的穩(wěn)定性和可靠性等社會效益和環(huán)境效益，納入到成本計(jì)算之中，與其他拓展水源的方式相比，污水回用具有明顯的綜合效益優(yōu)勢。

立法

　　美國聯(lián)邦政府制定了多項(xiàng)有關(guān)污水處理和污水回用的法律法規(guī)。對于每項(xiàng)聯(lián)邦污染，各州基本上都有相應(yīng)的配套污染法規(guī)。州與州之間，關(guān)于污水處理和污水回用的具體法律規(guī)定并不完全相同，但都必須在聯(lián)邦法律法規(guī)規(guī)定的限度之內(nèi)。以下幾項(xiàng)聯(lián)邦法律，是美國城鎮(zhèn)污水處理和污水回用最主要的法律依據(jù)：
　　《自然和風(fēng)景河流法》。1968年頒布實(shí)施。主要目的是防止因大量截流或向流域外抽調(diào)河水，破壞流自然水平衡，以及由此造成的一系列與自然河流徑流量變化相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問題，如上游地區(qū)自然風(fēng)景景觀的改變，下游地區(qū)自然徑流的減少，河流入海水量的減少等。法律對在自然河道上攔河筑壩、截流引水作出了嚴(yán)格的限制，并劃定了嚴(yán)禁修筑大壩的河流和抽調(diào)自然河水的區(qū)域。這項(xiàng)法律的頒布實(shí)施，促使美國中西部干旱地區(qū)各州開始調(diào)整水資源戰(zhàn)略，將水管理的重點(diǎn)從擴(kuò)展新的外地水源，轉(zhuǎn)向本地水資源的保護(hù)和水資源利用效率的提高。
　　《國家環(huán)境質(zhì)量法》。1970年頒布發(fā)實(shí)施。主要從維護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡的角度，對包括水生態(tài)環(huán)境在內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量保護(hù)，作出了具體規(guī)定。法律規(guī)定水資源的開發(fā)利用活動，必須符合生態(tài)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)要求。其中嚴(yán)格規(guī)定了向珍稀水生動植物的生長棲息水域排水的水質(zhì)、水量和排放時間，對沿海城市的排海水質(zhì)、水量也作了嚴(yán)格限定。這些規(guī)定，促使許多城市在提高污水處理率的同時，努力拓展處理后教學(xué)改革水的再生用途徑，對于美國城鎮(zhèn)污水回用的發(fā)展，發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用。
　　《清潔水法》。1972年頒布實(shí)施，是關(guān)于污水處理排放的一項(xiàng)專門法律。法律明確提出了將全國自然水體的水質(zhì)，維持在能夠養(yǎng)殖魚類和進(jìn)行游泳活動的安全水平的要求，規(guī)定了所有排水必須遵守的基本準(zhǔn)則，包括污水處理達(dá)標(biāo)后的排放時間、排放量、排放方式等。法律還規(guī)定了推動城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)和普及的措施，要求城鎮(zhèn)污水處理廠的排水水質(zhì)都必須達(dá)到二級處理標(biāo)準(zhǔn)（包括除磷脫氮）。聯(lián)邦政府撥款支持地主污水處理設(shè)施建設(shè)的清潔水補(bǔ)助金工程，就是根據(jù)這項(xiàng)法律的要求啟動實(shí)施的。
　　《安全飲用水法》。1974年頒布實(shí)施。法律規(guī)定了城鎮(zhèn)飲用水中，各種化學(xué)污染物含量高限度的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，并授權(quán)政府主管部門，主持建立具體的供水水質(zhì)檢測技術(shù)規(guī)范。針對越來越多的回用水間接用于飲用用途（回灌作為飲用水源的地下水、與地表飲用水源一起混合供水），該法在1996年進(jìn)行了修改，加強(qiáng)了對飲用水中細(xì)菌、病毒等生物污染物含量的控制要求。

技術(shù)規(guī)范與安全衛(wèi)生監(jiān)測

　　在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和跟蹤監(jiān)測的基礎(chǔ)上，制定污水回用的技術(shù)規(guī)范，對回用水的各種用途和應(yīng)用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作出詳細(xì)規(guī)定，保證污水回用的安全性和合理性，是美國城鎮(zhèn)污水回用順利發(fā)展的一條重要經(jīng)驗(yàn)。
　　美國有關(guān)污水回用的具體技術(shù)規(guī)范，是由各州在聯(lián)邦有關(guān)法律規(guī)定的基本技術(shù)準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，根據(jù)本州有關(guān)法律的特別規(guī)定研究制定的。回用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)越高，處理的成本也就越大。在保證污水回用對人體健康安全無害的前提下，兼顧污水回用的經(jīng)濟(jì)效益，是各州制定污水回用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共同遵循的一項(xiàng)基本原則。按照這一原則，污水回用的用途，決定了回用水必須達(dá)到的處理深度和水質(zhì)指標(biāo)。人體接觸機(jī)會越大的回用水用途，相應(yīng)的水質(zhì)要求就越高，技術(shù)指標(biāo)就越嚴(yán)格。各州法律都規(guī)定，污水回用廠必須對出水水質(zhì)進(jìn)行不間斷的監(jiān)測，并定期向主管部門報(bào)告。政府主管部門會同衛(wèi)生部門，對回用水質(zhì)進(jìn)行不定期的抽查，提供虛假水質(zhì)報(bào)告者，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將直接由司法機(jī)關(guān)處理。
　　加利福利亞州是美國最早建立專門的教學(xué)改革水回用技術(shù)規(guī)范的州之一，其回用水技術(shù)指標(biāo)也是各州中最詳細(xì)、最嚴(yán)格的。
1978年，加州的制定頒布了《水回用標(biāo)準(zhǔn)》。標(biāo)準(zhǔn)首先規(guī)定了所有有用途的回用水，都必須滿足的基本處理程序和最低水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。然后根據(jù)不同用途人體接觸的頻率高低、與食品生產(chǎn)或飲用水源的關(guān)系密切程度等，確定了詳細(xì)的回用水分類分級標(biāo)準(zhǔn)。
在推行污水回用的同時，美國各級政府都十分注重對回用水衛(wèi)生安全性能的科研監(jiān)測工作。80年代中期以來，隨著回灌地下水和補(bǔ)充地表飲用水源的回用水量的逐漸增長，政府及有關(guān)科研機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)了對間接飲用水源的回用水衛(wèi)生安全可靠性的研究和跟蹤測試。1984--1991年，加州洛杉磯縣和加州大學(xué)洛杉磯分校公共衛(wèi)生學(xué)院合作，對溫特納諾斯的回用水回灌地下水飲用水源項(xiàng)目（受水人口90萬人），進(jìn)行了跟蹤研究。研究結(jié)果顯示，使用回用水地區(qū)的腫瘤發(fā)病率、傳染病發(fā)病率以及死亡率等，與未使用回用水的地區(qū)處于相同的水平，沒有發(fā)現(xiàn)污水回用對人體健康存在任何可探測的不利影響。
　　1998年，美國國家研究委員會提出了一份間接飲用回用水對體健康影響到的全國性評估報(bào)告。報(bào)告題為《飲用用途的再利用問題：以回用水補(bǔ)充飲用水供應(yīng)的安全可靠性》，報(bào)告得出的結(jié)論是：對于經(jīng)過規(guī)劃和全面細(xì)致的檢測（包括污染物檢測、健康與安全測試以及污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定性評價(jià)）的污水回用項(xiàng)目，間接飲用回用水是安全可靠的。報(bào)告還指出，一些人對回用水可能含有無法檢測的有害物質(zhì)和細(xì)菌的擔(dān)憂，是不必要的。如果真有這樣的未知物質(zhì)和細(xì)菌，它們在傳統(tǒng)的供水水源中也同樣是無法檢測的。因此，這種擔(dān)憂不能成為反對間接飲用回用水的理由。

管理

　　美國城鎮(zhèn)供排水管理的特點(diǎn)，是將城鎮(zhèn)視為一個基本的用水單元，將供水、排水、污水處理和污水回用作一個完整的水循環(huán)過程，由專門機(jī)構(gòu)統(tǒng)一管理。城鎮(zhèn)供排水管理機(jī)構(gòu)是政府機(jī)構(gòu)（公共部門），但卻是一種相對獨(dú)立的專門機(jī)構(gòu)，由城鎮(zhèn)選舉產(chǎn)生的委員與地方政府指派的委員一起，組成董事會，負(fù)責(zé)管理機(jī)構(gòu)的運(yùn)作。
　　與上述特點(diǎn)相對應(yīng)，美國每個城鎮(zhèn)供排水管理機(jī)構(gòu)的管轄范圍，是按照城鎮(zhèn)發(fā)展過程中，歷史形成的取水、用水、排水實(shí)際覆蓋范圍劃定的。美國稱之為城鎮(zhèn)水區(qū)。城鎮(zhèn)水區(qū)的范圍不同于流域管理的范圍，也與城鎮(zhèn)的行政區(qū)劃范圍并不完全吻合，而是相應(yīng)于以該城鎮(zhèn)用水為主體的水功能區(qū)范圍。在高度城市化的城鎮(zhèn)密集地區(qū)，往往由多個相鄰的城鎮(zhèn)水區(qū)簽訂協(xié)議，聯(lián)合組成區(qū)域性的大都市水區(qū)，負(fù)責(zé)區(qū)域性的城鎮(zhèn)供排水設(shè)施的共建共享和協(xié)調(diào)管理。如加州大都市水區(qū)成立于1929年，由洛杉磯、帕薩迪納、長灘、里弗賽德、圣地亞哥、貝克斯菲德等若干個城鎮(zhèn)水區(qū)聯(lián)合組成，負(fù)責(zé)加州南部以大洛杉磯為核心的城鎮(zhèn)密集地區(qū)的供水管理。
　　與投資來源相關(guān)，美國的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施和污水回用設(shè)施有公有設(shè)施，美國90%的城鎮(zhèn)供水設(shè)施也是公用設(shè)施。城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施和污水回用設(shè)施的經(jīng)營運(yùn)作方式，則是多樣化的。有的污水處理廠和污水回用廠，由城鎮(zhèn)水區(qū)直接管理，經(jīng)營管理人員屬于政府職員，實(shí)行企業(yè)化運(yùn)作。有的城鎮(zhèn)水區(qū)，則將污水處理和污水回用設(shè)施的經(jīng)營權(quán)，委托給私人企業(yè)，實(shí)行特許經(jīng)營制度。無論哪種經(jīng)營運(yùn)作方式，污水處理廠和污水回用廠的生產(chǎn)和服務(wù)，都必須符合聯(lián)邦和地方污律法規(guī)的有關(guān)規(guī)定，接受有關(guān)部門的執(zhí)法監(jiān)督。