發(fā)展污水回用具有不可替代的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。如果把污水回用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。
處理污水成為城市發(fā)展不可避免的難題。在中國，治理污水的成本比偷偷排放污水的成本更高，以至于眾多企業(yè)都寧愿冒著風(fēng)險偷偷排污，對附近居民的生活造成直接影響。那么，在美國，他們又是怎么處理污水的？
政府主導(dǎo)預(yù)處理項目
環(huán)境保護(hù)局的預(yù)處理條例為各個層級劃分了責(zé)任，包括聯(lián)邦、州、當(dāng)?shù)卣⑵髽I(yè)和公眾。自1978年發(fā)布至今，條例內(nèi)容經(jīng)歷了多次修訂。
與其他大多數(shù)聯(lián)邦和州政府主導(dǎo)實施的環(huán)境項目不同，預(yù)處理項目將最主要的責(zé)任分配給了各地政府。具體來說，集中處理系統(tǒng)（公共污水處理廠）自身是該項目的首要管理機(jī)構(gòu)。當(dāng)公共污水處理系統(tǒng)制定的預(yù)處理計劃獲得批準(zhǔn)后，它即被賦予管控工業(yè)用戶間接排放的權(quán)利，州政府或環(huán)保局審批預(yù)處理計劃的細(xì)節(jié)。
公共污水處理廠必須通過大量的準(zhǔn)備工作才能獲得執(zhí)行預(yù)處理計劃的許可，需要明確所有排入其處理系統(tǒng)的企業(yè)名和位置，辨明每家排污企業(yè)的污水性質(zhì)和污染物量，告知排污企業(yè)其預(yù)處理限值和要求，接收和分析企業(yè)的報告，取樣和測定企業(yè)污水，評估緊急控制方案的需求，按時檢查排污企業(yè)，調(diào)查不合規(guī)原因等。最為重要的是，公共污水處理廠必須采取公開告知和公眾參與的形式來保證其運行的透明度。
即使污水處理廠被授權(quán)運行其預(yù)處理項目，州政府或環(huán)境保護(hù)局仍有監(jiān)督項目執(zhí)行和強(qiáng)制執(zhí)法的責(zé)任。同時，所有的企業(yè)用戶都必須遵守預(yù)處理條例中的禁止條款，執(zhí)行基于濃度或產(chǎn)量的標(biāo)準(zhǔn)限值。在可行的情況下，環(huán)境保護(hù)局優(yōu)先采用單位產(chǎn)品污染物排放限值，可以避免企業(yè)通過稀釋作用降低污染物濃度而不進(jìn)行實際處理的情況。
為設(shè)定排污許可證限值，公共污水處理廠首先應(yīng)厘清所有排入其處理系統(tǒng)的企業(yè)，并辨明排入污染物的性質(zhì)和總量，進(jìn)而判斷哪些污染物可能導(dǎo)致“穿透”、“干擾”或污泥污染。
所謂“穿透”是指公共污水處理系統(tǒng)沒有能力處理某種污染物，從而使該污染物未經(jīng)任何轉(zhuǎn)化或降解就通過公共處理系統(tǒng)，直接排入通航水域。“干擾”是指污染物單獨或聯(lián)合排放破壞了公共污水處理系統(tǒng)的運行。
借助這些信息，污水處理廠進(jìn)行技術(shù)評估并確定其最大處理負(fù)荷，在該負(fù)荷下處理系統(tǒng)能夠接收所有許可企業(yè)的排污，同時保證處理廠自身合乎許可，避免“穿透”和“干擾”情況的發(fā)生。最大處理負(fù)荷扣除背景源排放量后，剩余的工業(yè)負(fù)荷進(jìn)行均分或按需分配給各企業(yè)。環(huán)境保護(hù)局為此提供充分的技術(shù)指導(dǎo)，協(xié)助公共污水處理廠開展此項工作。
美國環(huán)保局的預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)潛在負(fù)面影響區(qū)分重點工業(yè)源和普通工業(yè)源，并分別對這兩類排污者進(jìn)行監(jiān)管。
污水回用日益廣泛
與此同時，回用水作為一種合法的替代水源，在美國正得到越來越廣泛的利用，成為城市水資源的重要組成部分。
發(fā)展污水回用具有不可替代的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。如果把污水回用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。
據(jù)美國國家工程院院士吉姆·李克介紹，美國產(chǎn)業(yè)化的污水回用設(shè)施建設(shè)的全面展開，始于20世紀(jì)90年代初期。
“污水回用的成本因地而異。”吉姆·李克說，“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。”
目前，美國城鎮(zhèn)污水回用廠供應(yīng)工商業(yè)用戶和居民家庭使用的回用水，一般按供水價的50%—75%收取回用水價。
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，是目前美國城鎮(zhèn)污水回用最主要的幾項用途。關(guān)于回用水的比例，吉姆·李克舉例說：“位于美國圣何塞的污水處理廠，回用水的比例可占到60%左右。”
來自加州的統(tǒng)計數(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。
美國正將污水處理為飲用水
眾所周知，城市中消耗的清潔水中大約有一半流入到污水管網(wǎng)進(jìn)而進(jìn)入污水處理廠，然后進(jìn)行處理返回到自然環(huán)境。傳統(tǒng)的污水處理廠設(shè)計成將污水處理到一定的標(biāo)準(zhǔn)，然后排入自然水體，確保不會影響環(huán)境或?qū)娊】祹碛绊憽?/p>
在許多地方，充足的淡水供應(yīng)越來越難，水資源的缺乏迫使城市進(jìn)行長距離的調(diào)水，能耗非常之高。例如洛杉磯要進(jìn)行大量的調(diào)水滿足城市的所需。一個替代的選擇是將污水處理廠排放的出水進(jìn)一步處理到適合飲用的水平。
將市政污水處理廠的出水處理到飲用水平不是什么新的理念。間接飲用的方式已經(jīng)在世界多地有所嘗試，例如新加坡的NEWater項目，污水處理廠的出水進(jìn)行一系列的高級處理，達(dá)到NEWater的要求標(biāo)準(zhǔn)，之后進(jìn)入自然水庫，達(dá)到間接飲用的目的。
間接飲用作為一種重要的供水手段已經(jīng)使用了數(shù)十年，現(xiàn)在直接飲用的理念在美國正受到越來越廣泛的重視。直接飲用與間接飲用有很大的不同，處理后的水不是排放到自然水體，而是直接進(jìn)入供水管網(wǎng)。直到現(xiàn)在，世界上只有一個直接飲用的再生水工程，這座再生水廠位于納米比亞的溫得和克，從1968年起就已經(jīng)運行。但是自從2011年后，在美國新墨西哥州、德克薩斯州的一些地方已經(jīng)在考慮直接飲用。
更引人注目的是，在一些大城市，如圣迭戈、洛杉磯、薩克拉門托正在考慮發(fā)展再生水的直接飲用項目以滿足未來對供水的要求。這促使了美國水工業(yè)的一系列研究項目，包括如何提高處理的可靠性、保障公眾健康以及心理可接受。
直接飲用的一個顯著優(yōu)點是供水接近于用戶，無需遠(yuǎn)距離調(diào)水。這種優(yōu)點是間接飲用所不具備的，間接飲用往往需要長距離將水輸往水庫進(jìn)行存儲，長距離的泵送需要非常高的能耗。
一個例子是德克薩斯州的大斯普林地區(qū)，當(dāng)?shù)厥菄?yán)重的干旱，泵送飲用水是從距離100公里外的一個小型水庫，直接飲用的能耗需求完全可以通過節(jié)省遠(yuǎn)距離泵送的能耗而彌補(bǔ)。
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