美国污水就地生态处理技术的经验及启示-北极星水处理网

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摘要:污水生态处理技术具有低能耗、低成本、运行管理简单、无二次污染等优点，在美国得到了极为广泛的应用。分析总结了美国污水生态技术发展历程及其作为“革新/替代技术”写入《清洁水法》的技术背景，重点介绍农村污水就地处理系统(OWT)在美国的应用，并在此基础上，对我国农村污水建设提出思考和建议。

1污水生态技术概述

所谓污水生态技术，是利用自然系统的基础组分：水、土壤、细菌、高等植物和阳光组成的污水自然净化系统。与常规污水处理技术比较，生态技术具有以下优点：

①不需要大规模的钢铁、水泥和投加化学药剂，基本没有二次污染;

②造价和运行成本低廉，分别为传统处理技术的1/3~1/8和1/6~1/17;

③低能耗或无能耗运行，有效去除污水中的氮磷营养物，而能耗只有传统技术的1/10左右;

④耐冲击负荷能力强;处理效果比较稳定，适用于农村污水量昼夜波动大的特点;

⑤操作管理简单，一般可以不需要专业技术人员;

⑥可以营造成生态景观，改善村镇环境，农田灌溉或种植蔬菜也可以获得经济收益。

其最大的缺点是：单位污水量需要较多的土地，在污水量大而地价昂贵的城市地区难以推广。

但有专家则认为，既然城市可以从数百公里以外引水，为何不能把城市污水输送到容易获得土地的农村地区处理或者灌溉农田?例如，美国有“沙漠城”之称的凤凰城严重缺水，就采用城市污水作为农业灌溉用水，同时换取另一地区的优质地下水，双方都获得满意的生态经济效益。

我国寿光市利用距市区约35km的废弃盐场地，建造成芦苇湿地作为污水高级处理系统，处理规模达10万m3/d。

2美国污水生态技术再兴起历史背景

其实污水生态技术并不新鲜，已有几百年的历史。早在1650年苏格兰就有污水农场(sewage farms)在运行;19世纪中叶美国采用化粪池+土壤吸附系统处理分散的农村家庭污水;1901年美国建成了第一个城市污水稳定塘处理系统;1907年澳大利亚的沃瑞比农场投入使用，利用废水塘灌溉约1万hm2的土地;

1938年英国41个城市系统的污水采用土地处理技术，同期美国有94个城市污水农场和污水土地处理系统在运行。

之后，由于城市化的发展以及日渐昂贵的城市地价，这些污水生态处理场地逐步被侵占，城市污水处理代之以机械性、化学品处理技术。

到了20世纪70年代初，美国通过实践证明“传统的污水末端处理技术救不了我们的环境”，这是生态技术再次兴起的历史背景。

3美国污水生态技术的应用概况

3.1氧化塘系统

美国1901年就建成了第一个城市污水氧化塘处理工程，1983年全国城市污水氧化塘处理系统达7000座，比1968年增加一倍多，是1988年城市污水处理厂系统总数15 591座的45%，是当年城市污水二级处理厂8536座的82%。1990年全国氧化塘系统达2万个，占全国城市污水处理系统的25%。90%的氧化塘用于城市人口1万或小于1万的小城镇污水处理。

3.2农村家庭污水就地处理系统

在美国污水就地处理系统(OWTS)有上百年的历史，最早用于没有污水收集系统分散居住的农村家庭污水处理，其典型的处理工艺是《化粪池-土壤吸附系统》(ST/SAS)。这种方法的基础是化粪池和土壤吸附，处理系统改造简单，化粪池出水经过一个配水井分配到埋于地下的穿孔管，形成渗滤土壤场地(见图1)。由于不要能耗和运行费用，被称之为“革新/替代技术”，实际是一种生态技术，同时由于费用低和管理简单，处理设施均埋于地下,不妨碍环境卫生条件，所以成为美国分散的农村家庭污水最常用的处理方法。

图1美国农村家庭废水就地处理系统

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