近二十年來，我國污水處理不斷興建，污水處理率持續(xù)提高，但主要集中在城市，全國大部分農(nóng)村的污水仍得不到處理。美國將人口小于1萬人的聚集區(qū)稱為農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)村人口約為1. 18億人，占總?cè)丝诘?7. 3%。19世紀(jì)50年代，美國農(nóng)村開展了分散式污水處理系統(tǒng)的實(shí)踐，經(jīng)過一百多年的發(fā)展已經(jīng)形成了比較完善的農(nóng)村生活污水治理體系。因而，學(xué)習(xí)研究美國的分散式農(nóng)村污水治理政策及技術(shù)，對于現(xiàn)階段我國即將開展的農(nóng)村污水治理工作具有重要的參考意義。
一、美國農(nóng)村生活污水治理政策簡述
1.政策依據(jù)
美國農(nóng)村污水治理適用于《清潔水法》。《清潔水法》通過生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)對農(nóng)村污水處理設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控，采用國家污染物排放消除制度對排入地表水的農(nóng)村水處理設(shè)施實(shí)行排污許可證制度，使用最佳管理實(shí)踐對水質(zhì)受損流域內(nèi)的農(nóng)村面源污染進(jìn)行控制，采用最大日負(fù)荷總量計劃對水質(zhì)受損流域的所有農(nóng)村污染源(點(diǎn)源和面源)制定排放限值，實(shí)行總量控制。
2.排放標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)1972年《清潔水法》301條規(guī)定，美國的生活污水處理設(shè)施在1977年6月1日前全部執(zhí)行二級處理標(biāo)準(zhǔn);若水體中含有氮元素，生化處理過程中發(fā)生硝化反應(yīng)，BOD5指標(biāo)不能準(zhǔn)確反映出水水質(zhì)情況時，用CBOD5取代BOD5指標(biāo)。若出水排入地表水，受納水體不能達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，就要達(dá)到更為嚴(yán)格的基于水質(zhì)的排放限值;如果受納水體列入《清潔水法》303(d)條款中的受損水體清單，排放限值則需根據(jù)最大日負(fù)荷總量計劃分配日允許排放負(fù)荷，制定排放限值。
3.財政補(bǔ)助
1987年的《清潔水法》授權(quán)聯(lián)邦政府出資為各州設(shè)立一個滾動基金，其中各州需配套一部分資金(約為聯(lián)邦政府的20% )。該基金以低息或無息貸款的方式資助各州實(shí)施污水處理和非點(diǎn)源污染防治項目。貸款的償還期一般不超過20年。所償還的貸款以及利息再次進(jìn)入滾動基金用于支持新的項目。2015年，各州均已有比較完善的滾動基金計劃，已向污水處理項目貸款958億美元(分散式污水處理約占4% )。
1987年《清潔水法》修正案319(h)條款創(chuàng)設(shè)了非點(diǎn)源319部分資金項目，該項目向州、部落提供資助，用以支持消除非點(diǎn)源污染的示范工程、技術(shù)轉(zhuǎn)移、教育、培訓(xùn)、技術(shù)支持和相關(guān)活動。該項目于1990年開始實(shí)施，截至2011年共提供資助38. 95億美元，年平均資助資金為1. 56億美元。
美國州政府也對分散式污水治理提供多種形式的資金資助。例如馬薩諸塞州出臺三項財政政策，支持分散污水治理設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)行。首先是貼息貸款項目，社區(qū)污水治理設(shè)施最高可以獲得10萬美元建設(shè)貸款。其次是為本地居民減免3年共4500美元的稅收用于支付分散污水系統(tǒng)的維修費(fèi)用。此外，社區(qū)污水系統(tǒng)綜合管理計劃提供資金支持分散污水系統(tǒng)的長期維護(hù)。
二、美國分散式污水處理技術(shù)及運(yùn)行管理模式
1.分散式污水處理系統(tǒng)
分散式污水處理系統(tǒng)是一種包括污水現(xiàn)場收集與就近處理的綜合系統(tǒng)，主要用以處理家庭、小型社區(qū)或服務(wù)區(qū)產(chǎn)生的污水。根據(jù)處理規(guī)模不同，分散式污水處理系統(tǒng)可分為現(xiàn)場污水處理系統(tǒng)和群集式污水處理系統(tǒng)兩類。
(1)現(xiàn)場污水處理系統(tǒng)
19世紀(jì)中葉，現(xiàn)場污水處理系統(tǒng)在美國大規(guī)模應(yīng)用，適用于單個家庭的生活污水處理。該系統(tǒng)由化糞池和地下土壤滲濾系統(tǒng)(人工濕地或氧化塘)構(gòu)成。污水流入化糞池經(jīng)厭氧分解后，去除了部分有機(jī)物和懸浮物，后流入土壤滲濾層，經(jīng)滲濾、吸附、生物降解等凈化作用后流入潛水層。該系統(tǒng)對土壤的滲透性、水力負(fù)荷等因素有一定的要求。據(jù)估計，美國國土面積中僅有32%的土壤適用現(xiàn)場污水處理系統(tǒng)。
(2)群集式污水處理系統(tǒng)
20世紀(jì)90年代后期，群集式污水處理系統(tǒng)逐漸在美國流行。群集式污水處理系統(tǒng)適用于多戶家庭的生活污水處理，通過增加單獨(dú)的處理裝置，提高了出水水質(zhì)。其基本處理流程為：污水經(jīng)化糞池預(yù)處理后，通過重力或壓力式污水收集管道，運(yùn)送到相對較小的處理單元進(jìn)行物理或生化處理，后經(jīng)地下滲濾系統(tǒng)或氧化塘等土地處理系統(tǒng)后排放或回用。常見的處理工藝有：一是物理過濾法，包括單通道介質(zhì)過濾器、循環(huán)介質(zhì)過濾器、粗介質(zhì)、泡沫或織物過濾器等。二是生化法，包括固定膜生物膜法、懸浮生長活性污泥法等。
2.分散式污水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)
(1)投資成本低、維護(hù)管理簡單
通過采用自然型土地處理系統(tǒng)和小型的低成本集水管道，基建成本大大減少;土地處理系統(tǒng)和加強(qiáng)式處理單元的運(yùn)行維護(hù)相對簡單，無需專人值守。
(2)動力消耗小、符合生態(tài)友好要求
采用無動力或微動力的自然型土地處理系統(tǒng)及動力消耗較小的加強(qiáng)式處理單元;能持續(xù)補(bǔ)充地下水，實(shí)現(xiàn)了污水就地處理和就地回用;可以將土地處理系統(tǒng)營造成生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)功能和濕地生態(tài)公園、教育園區(qū)，與流域管理措施靈活結(jié)合。
(3)技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定
鑒于土地處理系統(tǒng)對現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件 (滲透性、地下水位等)有一定的要求，分散式處理系統(tǒng)的工藝不斷發(fā)展完善，多種處理工藝可供靈活選擇，全面滿足不同地區(qū)的出水要求。
3.分散式污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理模式
全美共有2600萬套分散式污水處理系統(tǒng)，約一半以上的設(shè)施運(yùn)行已超過30年。據(jù)估計，其中10%-20%的設(shè)施由于缺乏維護(hù)及有效監(jiān)管等問題導(dǎo)致運(yùn)行失效發(fā)生故障，引起了地下水及湖泊的氮、磷污染。
為了加強(qiáng)對分散式污水處理系統(tǒng)的運(yùn)維管理，有效指導(dǎo)各州和地方開展分散式污水治理，2003年美國環(huán)保局發(fā)布了《分散式污水處理系統(tǒng)管理指南》，在指南中對分散式污水處理設(shè)施提出5種管理程度逐步加強(qiáng)的運(yùn)行模式。
三、對我國農(nóng)村污水治理的啟示
分散式處理系統(tǒng)從20世紀(jì)50年代發(fā)展至今，已經(jīng)成為美國極為重要的農(nóng)村污水處理手段。全美25%的居民家庭采用了該系統(tǒng)，污水處理量占廢水總量的10%，為美國農(nóng)村水環(huán)境質(zhì)量改善發(fā)揮了重要作用。鑒于我國農(nóng)村生活污水治理工作尚處于起步階段，存在引導(dǎo)缺乏、標(biāo)準(zhǔn)缺失、選用盲亂等問題，需學(xué)習(xí)和借鑒美國在農(nóng)村污水處理領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)。
1.分散式處理是農(nóng)村污水處理的發(fā)展方向
對于住戶分散，污水管網(wǎng)不完善，資金薄弱，管理水平相對落后的農(nóng)村地區(qū)，分散式處理系統(tǒng)具有其特殊優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了污水就地處理和就地回用，具備靈活多樣的技術(shù)工藝，減少了排水管網(wǎng)的基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，受到了美國政府的有力支持而被廣泛應(yīng)用，被美國環(huán)保局認(rèn)定為極為重要的污水處理方式，并于2007年制定了分散式處理系統(tǒng)的長期發(fā)展戰(zhàn)略。而目前我國農(nóng)村地區(qū)污水處理技術(shù)混雜，缺乏農(nóng)村污水處理方面的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可借鑒美國的農(nóng)村污水處理模式，各地根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件積極開展農(nóng)村分散式污水處理的不范與推廣工作。若只有生活污水接入，可采用以土地處理為主的現(xiàn)場污水處理模式;如村莊土地緊張或污水成分復(fù)雜，則可采用以處理單元(生化或過濾)為主的處理模式;若用地緊張又無其他廢水進(jìn)入的村莊，可以采用土地處理與處理單元(生化或過濾)相結(jié)合的處理模式。
2.建立專業(yè)化運(yùn)維服務(wù)體系，強(qiáng)化運(yùn)行管理
為強(qiáng)化分散式污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理，根據(jù)環(huán)境的敏感性和處理規(guī)模，美國環(huán)保局提出了5種管理程度逐步加強(qiáng)的運(yùn)行模式。同時，美國政府出臺一系列配套政策如社區(qū)污水系統(tǒng)綜合管理計劃，用以提供資金支持分散污水系統(tǒng)的長期維護(hù)，從而有效保障了分散式污水處理系統(tǒng)的有效運(yùn)行。目前我國各個省市正積極開展農(nóng)村污水處理技術(shù)方案的不范研究，但普遍存在“重建設(shè)，輕管理，有錢建設(shè)，無錢運(yùn)行”的問題。據(jù)統(tǒng)計，由于缺乏專業(yè)的運(yùn)維人員和充足的維護(hù)資金，已建成的農(nóng)村污水處理設(shè)施的有效運(yùn)行率不足20%。因而我國應(yīng)通過合理的政策，支持多種經(jīng)營模式相結(jié)合的專業(yè)運(yùn)維服務(wù)隊伍的發(fā)展，保障運(yùn)維資金，以保證農(nóng)村污水處理設(shè)施持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮其應(yīng)有的效能。
3.制定法律法規(guī)，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展
美國農(nóng)村污水處理政策分類細(xì)致、設(shè)計嚴(yán)密，經(jīng)過不斷完善具有很強(qiáng)的針對性和操作性。這既體現(xiàn)在管理對象上，如點(diǎn)源和面源、水質(zhì)受損流域和水質(zhì)未受損流域;也體現(xiàn)在管理手段上，分別采用排污許可證、最佳管理實(shí)踐、最大日負(fù)荷總量計劃對受損水質(zhì)流域內(nèi)的點(diǎn)源和面源進(jìn)行有效管理;更體現(xiàn)在排放限值中，依據(jù)受納水體的水質(zhì)采用二級處理標(biāo)準(zhǔn)、基于水質(zhì)的排放限值或基于TDML的排放限值。我國的環(huán)境管理體系是以城市污染和工業(yè)污染防治為目標(biāo)建立起來的，對于現(xiàn)階段農(nóng)村污水處理設(shè)施還沒有相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范。國家層面除了《農(nóng)村生活污染控制技術(shù)規(guī)范》外，尚未出臺農(nóng)村污水處理有關(guān)的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)指南。因而我國需從立法著手，根據(jù)不同地區(qū)屬性(如環(huán)境敏感區(qū)域、水源保護(hù)地等)確定治理范圍，加快制定靈活的具備操作性的農(nóng)村污水治理政策，充分發(fā)揮政府的統(tǒng)一規(guī)劃和指導(dǎo)作用，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。
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