美国污水排放标准与污水处理厂案例分析

美国污水排放标准与污水处理厂案例分析

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一个国家的环境标准可以反映出其国家层面的环境管理思路。就水环境而言，与中国大相径庭的是，美国并没有系统的全国性的污水排放标准，只有非常简单，甚至简陋的二级污水排放标准。如右表所示，只有BOD，SS，pH三项水质指标。如果只从这角度看，污水处理厂若只需达到这个标准，美国的污水管理似乎相当宽松。而事实却并非这样简单。

项目	BOD	SS	pH
7日最大平均值	30mg/L	30mg/L	6～9
30日最大平均值	45mg/L	45mg/L	6～9
30d最小平均去除率	85%	85%	—

表1｜美国二级污水排放标准（EPA，2010）  

与中国不同的是，美国的执政体系的一个很重要的理念就是“小政府”，国民的共识是：应该限制政府的行政力量和手段，尤其是联邦政府，因此美国各地的地域自治程度非常高。所以在众多行业缺乏全国性的标准和法规，联邦层面往往只是给一些指导意见。

然而，全国性的标准不健全并不代表美国的污水排放不受监管，实际上，美国的污水处理厂多执行的是各州各郡县的地区性排放标准，这些地区性的排放标准多根据当地的水文情况，用水需求，经济情况等因素制定。比如有些地区对水质要求较高，有些地区则对某几项特点的污染物敏感等等。这些因地制宜的标准可以很好地体现出美国差异化按需治理的思想，可以很好的避免过度治理的情况。除地区标准外，美国还有一套非常好用的污水控制工具：NPDES（国家污染物减排）许可证制度。该制度的执行是通过联邦环保局(EPA)授权各州的地方环保局根据自身的情况制度排放标准，具有很强的灵活度，甚至可以因厂而异。

名称	BOD	TSS	TN	TP	备注
Hookers	5	5	3(年平均)	7.5	—
Largo	5	5	8(年平均)   12(月平均)   18(周平均)	—	氨氮： 2(月平均) 3(周平均)
Reno-Sparks	20	20	5	0.4	月平均
River   Oaks	2	2	1.2	0.4	总量控制
Palmetto	5	5	3	1	月平均

表2｜佛罗里达州的几个污水处理厂的排放标准

下面是三个郡的污水处理厂根据当地标准的提高进行的改造案例：

Roger Road 污水处理厂

位于美国亚利桑那的皮马郡(Pima County)正在进行一项污水处理设施改造工程。该项针对的是当地具有逾60年历史的Roger Road污水处理厂，市政府对其1.85亿美元的巨额投资期待的回报是2014年初完工后，该厂出水水质可以达到美国环境保护局（EPA）关于氮、铵、磷等污染物的排放标准。

作为该郡的十个污水处理厂之一，Roger Road 污水处理厂的改造项目也是一个更大的区域提升项目“地区优化计划（Regional Optimization Master Plan，ROMP）”的一部分，另一个Ina Road污水处理厂和连接这两个单位的管道也都在升级改造的名单之列。

图片｜网络

这两座最大的污水处理厂由于建造时间早，已无法满足现有的污水水质标准。所以急需改造升级以符合EPA规定的全国性的污水排放标准。除提高水质外，其水处理工程师表示，“这次改造还能增加处理量，使其能够适应未来图森市区的扩张”。新的水处理单元使用的是与旧设备不同的处理流程。新技术的应用一方面在于整个过程中的除臭，这能使居住在附近的居民的居住质量大大提高。首先，不该出现在处理流程的物质需要预先去除，比如木板、塑料袋等。之后，过程中伴随着污水具有臭味的空气都被收集起来，进入一个除臭池进行处理。“空气被巨大的风扇推动，穿过附着了生物菌群的碎石填料，其中的含硫物质被分解，这样排出的气体不再具有气味。”随后，污水进入生物反应器，将会经过包括好氧处理和厌氧处理在内的五个步骤，将污染物去除。其中有氧步骤可使微生物大量生长，而缺氧步骤则利于微生物对污染物的消耗。有效实现好、厌氧步骤转换的部分是该工艺的核心。

图片｜网络

升级改造的买单者是皮马郡的消费者，污水处理的费用会体现在居民的水费单上。政府采用了发型债券的方法筹集资金，而这些债券的价值则会随着污水处理费率的上升而增加。在过去的三年，该郡的污水费平均每年上涨10%。现今的水价接近美国全国污水处理价格的平均水平。

当Roger Road污水处理厂改造项目完成后，承包商CH2M将会接管水厂的运营，  而这将是Pima郡第一个不由政府运营的污水处理厂。

Riverside 水质控制厂

美国西南边陲的河畔郡（Riverside County）的河畔水质控制厂是一座为32万人服务的，日处理能力达11.7万吨的污水处理厂。最近，这座具有73年历史的处理厂也在进行升级改造。这项河畔郡史上最大，共计2.4亿美元的工程投入可进一步提高其污水处理量，并增加50年的使用年限。这样大的公共投入遭到了当地居民的质疑。而据该厂工程师表示，这项改造工程非常必要，“很多设备已经过于老旧，已接近使用年限，全面的修缮的花费其实更高，而且更新的膜生物反应器是行业的发展方向，新工艺的运行费用会有所降低。”“这正是这个行业的特性，每过25到30年，就必须更换老旧的设备。”污水处理系统管理员Gary说道。

工程设计耗时长达两年半，很大程度上是因为设计人员力图使新工艺尽可能高效，并且改造费用合理，同时还要尽可能地使用老的构筑物，以减少重复建设的浪费。

对于继续沿用的设备和构筑，工程人员把精力主要放在提高能源效率和处理效果上，比如更换更加节能高效的电机以及为砂滤池换用具有更加细密孔隙的填料等。而新加入的设施主要包括一个蓄水池，作用是调节水量，为后续的处理环节提供稳定的入水。而作为核心的设备，新安装的膜处理单元可保证达到现有甚至未来更加严格的排放标准。

Southwest 污水质处理厂

密惠市（Medway）的西南污水处理厂（Southwest Regional Wastewater Treatment Plant）近日收到共计760万美元资金，用于厂区的扩大和改造计划。项目将在9月开工，并预计于2015年春季完成。

该项目于2004年经过州政府的工程和预算准许。06年得到了州环境保护局的NPDES（污染物排放削减）许可证，之后经过了一系列规划和设计，设计阶段预计投入79万美元。项目建设阶段预计分为两期，第一期计划投入170万美元，主要目标是提高污染物的去除效果，减少出水的悬浮固体。第二期预计耗资764万美元用于规模的扩大。

改造工程得到了州政府的资金支持，其项目资金来源主要包括四个方面，俄亥俄州公共工程委员会的20年期无息贷款，俄亥俄州环境保护局的环境与经济资助部门的水污染控制基金，以及自有储备资金和自筹投资。

在这次改造之前，西南污水处理厂已经历了多次小的改造。如上图所示，1994年，氧化沟替换了旋转式生物反应器(RBCs);01-02年更换了入水螺杆泵，安装了新的机械格栅和入水出水流量计和量水槽。06年进行了新的分流器的安装和二沉池机械设备的更换和污水泵的更换。至2015年二期完成，该处理厂的处理量将翻倍，并且处理水质将有较大提高。

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来源：网络