建設部赴美污水回用技術考察團

概況

　　污水處理和污水回用在美國的發展，可以追溯到20世紀20年代。但城鎮污水處理設施的大規模建設和普及，始于20世紀60年代末、70年代初。產業化的污水回用設施建設的全面展開，則是自20世紀90年代初期開始的。
　　目前，美國的城鎮污水處理設施已經全面普及，污水處理率100%，污水處理程度都達到了二級處理以上的標準，城鎮污水回用也已經從研究試驗階段進入生產應用階段，城鎮污水回用設施的數量和功能增長迅速。在氣候干旱的美國中西部地區，一些起步較早的城鎮，汗水回用的產業化運營已經有了近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。從回用水的使用構成上看，農作物灌溉、回灌地下水、景觀與生態環境用水以及工業用水，日目前美國城鎮污水回用幾項最主要的用途。加州的統計數據顯示，全部回用水總量中，約32%用于農業灌溉，27%用于回灌地下水，17%用于綠化灌溉，7%用于工業生產，3%用于補充地表徑流、營造濕地和休閑娛樂水面等景觀生態用水，1%用于屏蔽海水入侵，其余13%用于城鎮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、建筑物的衛生保潔、非食品和非飲食用具的洗滌等等。
　　從可持續發展戰略的高度，重視和加強污水處理和污水回用工作，是美國城鎮污水處理和污水回用高水平發展的內在動因。

規劃與投融資

　　自20世紀60后代末至80年代中期，美國用大約15年的時間，完成了城鎮污水處理設施的全面普及。聯邦政府的統籌規劃和強有力的投資支持，對城鎮污水處理的普及和污水回用的啟動，發揮了至關重要的作用。
　　20世紀60年代末，面對漸趨嚴重的水環境污染和由此引發的種種社會矛盾和經濟糾紛，美國聯邦政府組織各相關部門和機構的專業人士，研究制定了推動全國城鎮污水處理設施建設的戰略規劃，確立了促進污水處理設施建設的目標、要求、投資計劃和鼓勵政策，發動了全國性的城鎮污水處理普及運動。有關污水處理的幾項重要法律，也先后頒布實施。
　　1972年，聯邦政府啟動了“清潔水被助金工程”，向各州政府也設了類似的專項財政資金，如加州先后設立了“州周轉貸款工程”和“水回用貸款工程”，配套支持城鎮污水處理設施的建設。到1985年，聯邦政府用于城鎮污水處理設施建設項目的補助金撥款，累計達800多億美元，城鎮污水處理設施實現了全面普及。在此期間，美國城鎮污水處理設施的建設資金，75%來自聯邦政府的財政補助，12.5%來自州政府的撥款或低息貸款，12.5%由地方通過發行債券籌集。聯邦政府、州政府和地方政府的投資比例為6:1：1。
　　城鎮污水處理設施的普及，為污水回用的啟動和產業化發展奠定了良好基礎。美國城鎮的污水回用，主要是在污水處理設施市場化運營的基礎上，依靠污水處理收費所形成的投資償還能力和滾動發展機制發展起來的。聯邦政府主要對污水回用技術與設備的研究開發和相關科研項目（如回用水安全性的跟蹤測試和比較研究）提供資助，并有選擇地對少數大型污水回用項目提供部分投資補助，對單個項目的資助比例，最高不超過項目投資總額的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（利率為商業貸款的一半），支持地方污水回用設施的建設。
　　在生產流程上，污水回用是污水處理的延續和深化。污水處理廠新增和擴展污水回用能力所需的建設資金，一般通過申請貸款（包括商業貸款和政府低息貸款）和發行債券來籌集，通過污水處理收費來償還。貸款的期限一般都在30年以上。為鼓勵居民購買教學改革水回用建設債券，聯邦政府規定對居民購買污水回用建設債券所獲得的收益，免征收入稅。目前，美國城鎮污水回用廠供應工商業用啟用居民家庭使用的回用水，一般按供水價格的50%——75%收取回用水價。這部分收益和污水處理收費一起，共同用于償還建設投資貸款或債券本息，并補償生產運營成本。

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重、輸送回用水的管網越長，污水回用的成本就越高。其中，管網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。
　　美國的實踐證明，隨著技術的進步，污水回用設施的建造成本正在逐漸降低。以污水高級深度處理的關鍵技術——膜處理技術為例，膜的過高價格曾經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和規模化生產，膜的價格已經下降了約90%，使膜處理技術的廣泛應用，具備了更強的經濟可行性。
　　相關的比較分析還顯示，盡管發展污水回用需要大量投資，但是，在可用水源有限的情況下，以傳統方式拓展水源的代價也同昂貴。加州蒙特利縣污水回用項目，總投資7800萬美元，其中3400萬美元為回用廠建造費用，4400萬美元為中水管網建設費用。項目日供水能力考核成績6.85萬噸，相當于新增了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。加州城鎮污水回用的運營成本約為0.3-0.5美元/噸，與30年代啟動、60年代完成的中心谷地項目的調水平均成本相當（0.4美元/噸）。
　　而且，發展污水回用具有不可替代的環境效益和社會效益。如果把污水回用所具備的減少污水排放、維護生態平衡、增強供水的穩定性和可靠性等社會效益和環境效益，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勢。

立法

　　美國聯邦政府制定了多項有關污水處理和污水回用的法律法規。對于每項聯邦污染，各州基本上都有相應的配套污染法規。州與州之間，關于污水處理和污水回用的具體法律規定并不完全相同，但都必須在聯邦法律法規規定的限度之內。以下幾項聯邦法律，是美國城鎮污水處理和污水回用最主要的法律依據：
　　《自然和風景河流法》。1968年頒布實施。主要目的是防止因大量截流或向流域外抽調河水，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的生態環境問題，如上游地區自然風景景觀的改變，下游地區自然徑流的減少，河流入海水量的減少等。法律對在自然河道上攔河筑壩、截流引水作出了嚴格的限制，并劃定了嚴禁修筑大壩的河流和抽調自然河水的區域。這項法律的頒布實施，促使美國中西部干旱地區各州開始調整水資源戰略，將水管理的重點從擴展新的外地水源，轉向本地水資源的保護和水資源利用效率的提高。
　　《國家環境質量法》。1970年頒布發實施。主要從維護生態環境平衡的角度，對包括水生態環境在內的環境質量保護，作出了具體規定。法律規定水資源的開發利用活動，必須符合生態環境保護的各項要求。其中嚴格規定了向珍稀水生動植物的生長棲息水域排水的水質、水量和排放時間，對沿海城市的排海水質、水量也作了嚴格限定。這些規定，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改革水的再生用途徑，對于美國城鎮污水回用的發展，發揮了重要的促進作用。
　　《清潔水法》。1972年頒布實施，是關于污水處理排放的一項專門法律。法律明確提出了將全國自然水體的水質，維持在能夠養殖魚類和進行游泳活動的安全水平的要求，規定了所有排水必須遵守的基本準則，包括污水處理達標后的排放時間、排放量、排放方式等。法律還規定了推動城鎮污水處理設施建設和普及的措施，要求城鎮污水處理廠的排水水質都必須達到二級處理標準（包括除磷脫氮）。聯邦政府撥款支持地主污水處理設施建設的清潔水補助金工程，就是根據這項法律的要求啟動實施的。
　　《安全飲用水法》。1974年頒布實施。法律規定了城鎮飲用水中，各種化學污染物含量高限度的強制性標準，并授權政府主管部門，主持建立具體的供水水質檢測技術規范。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年進行了修改，加強了對飲用水中細菌、病毒等生物污染物含量的控制要求。

技術規范與安全衛生監測

　　在科學實驗和跟蹤監測的基礎上，制定污水回用的技術規范，對回用水的各種用途和應用的水質標準作出詳細規定，保證污水回用的安全性和合理性，是美國城鎮污水回用順利發展的一條重要經驗。
　　美國有關污水回用的具體技術規范，是由各州在聯邦有關法律規定的基本技術準則基礎上，根據本州有關法律的特別規定研究制定的?；赜盟|的標準越高，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，兼顧污水回用的經濟效益，是各州制定污水回用技術標準共同遵循的一項基本原則。按照這一原則，污水回用的用途，決定了回用水必須達到的處理深度和水質指標。人體接觸機會越大的回用水用途，相應的水質要求就越高，技術指標就越嚴格。各州法律都規定，污水回用廠必須對出水水質進行不間斷的監測，并定期向主管部門報告。政府主管部門會同衛生部門，對回用水質進行不定期的抽查，提供虛假水質報告者，一經發現，將直接由司法機關處理。
　　加利福利亞州是美國最早建立專門的教學改革水回用技術規范的州之一，其回用水技術指標也是各州中最詳細、最嚴格的。
1978年，加州的制定頒布了《水回用標準》。標準首先規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標準。然后根據不同用途人體接觸的頻率高低、與食品生產或飲用水源的關系密切程度等，確定了詳細的回用水分類分級標準。
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生安全性能的科研監測工作。80年代中期以來，隨著回灌地下水和補充地表飲用水源的回用水量的逐漸增長，政府及有關科研機構，加強了對間接飲用水源的回用水衛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洛杉磯分校公共衛生學院合作，對溫特納諾斯的回用水回灌地下水飲用水源項目（受水人口90萬人），進行了跟蹤研究。研究結果顯示，使用回用水地區的腫瘤發病率、傳染病發病率以及死亡率等，與未使用回用水的地區處于相同的水平，沒有發現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告。報告題為《飲用用途的再利用問題：以回用水補充飲用水供應的安全可靠性》，報告得出的結論是：對于經過規劃和全面細致的檢測（包括污染物檢測、健康與安全測試以及污水處理系統穩定性評價）的污水回用項目，間接飲用回用水是安全可靠的。報告還指出，一些人對回用水可能含有無法檢測的有害物質和細菌的擔憂，是不必要的。如果真有這樣的未知物質和細菌，它們在傳統的供水水源中也同樣是無法檢測的。因此，這種擔憂不能成為反對間接飲用回用水的理由。

管理

　　美國城鎮供排水管理的特點，是將城鎮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過程，由專門機構統一管理。城鎮供排水管理機構是政府機構（公共部門），但卻是一種相對獨立的專門機構，由城鎮選舉產生的委員與地方政府指派的委員一起，組成董事會，負責管理機構的運作。
　　與上述特點相對應，美國每個城鎮供排水管理機構的管轄范圍，是按照城鎮發展過程中，歷史形成的取水、用水、排水實際覆蓋范圍劃定的。美國稱之為城鎮水區。城鎮水區的范圍不同于流域管理的范圍，也與城鎮的行政區劃范圍并不完全吻合，而是相應于以該城鎮用水為主體的水功能區范圍。在高度城市化的城鎮密集地區，往往由多個相鄰的城鎮水區簽訂協議，聯合組成區域性的大都市水區，負責區域性的城鎮供排水設施的共建共享和協調管理。如加州大都市水區成立于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水區聯合組成，負責加州南部以大洛杉磯為核心的城鎮密集地區的供水管理。
　　與投資來源相關，美國的城鎮污水處理設施和污水回用設施有公有設施，美國90%的城鎮供水設施也是公用設施。城鎮污水處理設施和污水回用設施的經營運作方式，則是多樣化的。有的污水處理廠和污水回用廠，由城鎮水區直接管理，經營管理人員屬于政府職員，實行企業化運作。有的城鎮水區，則將污水處理和污水回用設施的經營權，委托給私人企業，實行特許經營制度。無論哪種經營運作方式，污水處理廠和污水回用廠的生產和服務，都必須符合聯邦和地方污律法規的有關規定，接受有關部門的執法監督。