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混合污水溢流成新挑战
美国城市污水处理的另一项主要挑战是混合污水溢流(简称CSO),影响超过700个美国城市和城镇。混合污水指雨水和生活废水的混合物,污水雨水的分流分合流制和分流制,合流制又分直接合流制和截流式合流制。
直接合流制是将雨水和污废水直接用同一套排水管网排放到河流,特点是投资小但污染大,而截流式合流制是在进河流前设置截流干管,当雨量小时雨水和污水通过截流干管都进入污水处理厂,当降雨量大时,超出管道负荷的雨水通过溢流管溢入河中排走,特点是投资较省但仍有污染;最理想的做法是分流制,就是建两套排水管网,雨水和污水管网分开建设,投资大但能保证污水经过处理才排放。例如,美国中西部大城市印第安纳波利斯拥有的污水处理系统已经过时,每年有七八十亿加仑的污水和雨水混合物不经处理就进入小溪和河流。
2009年,EPA向国会报告说,他们已经评估了美国16%的河流,发现其中36%的水不适合鱼类和野生动物使用,28%的水不适合人类,18%不宜用作公共供水,10%的水不适合农业用途。
EPA和美国司法部把消除CSO当成污水处理中最当务之急需要解决的问题。2007年以来,这些联邦机构要求运营公有污水处理厂的地方政府投资超过150亿美元建设新的管道、厂房和设备。然而,钱不会从天上掉下来,解决这个问题需要政府和民间共同投资。
过时的基础设施还不是威胁美国饮用水安全的唯一因素。不仅清洁供水系统的零部件已经年久失修,美国现有的水资源保护法和传统的管理机制也已经无法应对新的水资源供应和水质挑战。
2014年伊利湖爆发了有害水事件,造成附近50万人饮用水中断,农业污染排放是此次事故的重要原因,但《清洁水法》却基本没有对这一领域进行监管。尽管修改法案的呼声越来越高,但是近三十年来《清洁水法》却并没有得到重大的修订。
是危机也是机遇
美国环保新闻组织CircleofBlue关注世界的能源短缺问题,其中水资源是重中之重。他们的记者科迪˙耶格尔-科扎塞克从这次弗林特的水危机里却看到了机遇。他采访的斯坦福大学土木与环境工程教授、美国国家科学基金会工程研究中心负责人理查德˙卢西表示:“水质与安全饮用水供应对于一个社会的健康均衡发展至关重要。如果我们不能完成这项基本要求,就要面对类似弗林特事故这样的严重后果,而这一切本来都是可以避免的。”
2013年,美国清洁水机构国家协会、水环境研究基金会和水环境联盟联合发布了一个研究报告《污水处理设施的未来:行动蓝图》,为污水处理的发展进行了权威展望。他们提出未来的污水处理厂具有分散性、自动化程度高和可循环利用等三大特点。
最近几年,加州的严重干旱不仅影响了本地人,还因为蔬果减产而影响了全美的消费者,迫使许多美国城市开始重新思考水资源管理的模式。过去,人们会选择利用联邦和地方沟渠进行远距离水资源调度。而如今,有些地方已经开始探索通过捕集雨水来补充当地含水层了。在这个大数据的时代,数字管理污水也成了热门的研究方向。
同时,灰水(Graywater,也称中水,指不可饮用但可以用于工业降温或者浇灌景观植物)的循环利用近几年都是建筑师、城市规划师和景观设计师关注的焦点。美国地广人稀,传统的集中处理过程实际上能耗大,而且需要大量的管线布局,维护成本高,使得污水回用变得不经济,所以发展就地处理更合理。而利用污泥制造甲烷、有机肥等更是大有前途的循环再利用。
当然,要实现这些目标,美国的污水处理行业还面临着诸多挑战,密歇根大学土木与环境工程教授格兰˙戴格尔表示:“不要只看到水资源管理模式改进的成本,其实这种可持续的新型系统也会给我们带来巨大的经济收益。我们当然希望改革过程中的每一分钱都花的物有所值,而事实上这些花费也的确能够产生几倍的回报。”
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