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)施實行排污許可證制度，使用最佳管理實踐對水質(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(點源和面源)制定排放限值，實行總量控制。
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施污水處理和非點源污染防治項目。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
(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。
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、最佳管理實踐、最大日負(fù)荷總量計劃對受損水質(zhì)流域內(nèi)的點源和面源進(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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