美國(guó)的自來水質(zhì)普遍被認(rèn)為質(zhì)量很高，可以直接飲用，這與美國(guó)先進(jìn)的污水處理技術(shù)分不開。
筆者第一次飛越美國(guó)時(shí)，就注意到內(nèi)華達(dá)州的一些沙漠地帶，能從空中明顯地看到一個(gè)個(gè)圓形的建筑，反射著陽(yáng)光閃閃發(fā)亮。多年以后，才知道原來這些就是污水處理廠中的露天水池。
美國(guó)許多城市都允許公眾到他們的生活污水處理廠參觀，這并不是因?yàn)樗麄兊墓S有多么漂亮，而是因?yàn)檫@些廠離城市很遠(yuǎn)，要幫助普通人認(rèn)識(shí)污水處理并且配合污水處理廠的工作，最直接的辦法就是讓他們親眼目睹污水處理的過程。
高度自動(dòng)化的污水處理系統(tǒng)
走進(jìn)美國(guó)的污水處理廠，大家最先注意到的就是大量的檢測(cè)儀器。這些儀器不間斷地在每個(gè)處理的過程中搜集著水質(zhì)量的數(shù)據(jù)，會(huì)在美國(guó)聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)署（EPA）檢查時(shí)派上用場(chǎng)，而且使得工作人員能根據(jù)水質(zhì)不同而調(diào)整化學(xué)物質(zhì)的投放。例如，海邊城市因?yàn)槭秤煤ｕr較多，生活污水中磷的含量就較高。同時(shí)，這些廠高度自動(dòng)化和數(shù)字化，日處理容量巨大，卻很少看到工作人員進(jìn)進(jìn)出出，因?yàn)樗麄兌鄶?shù)坐在辦公室里進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作。
最讓人吃驚的是，美國(guó)大規(guī)模的污水處理早在19世紀(jì)末就開始了，一些污水處理廠建于半個(gè)世紀(jì)前，有些老設(shè)備經(jīng)過每年的修補(bǔ)加固，還在繼續(xù)工作著，而且過程也沒有太多改變，仍然遵循著二到三級(jí)處理的過程（過濾、沉降、羽化等機(jī)械處理后再通過生物薄膜將污水里的有機(jī)化合物分解為無機(jī)物，最后用活性炭化解毒素，工業(yè)廢水的處理更復(fù)雜）。美國(guó)污水處理的歷史與技術(shù)可見一斑。
美國(guó)的生活污水中98％都是水，僅2％是固體廢物。2013年美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)的報(bào)告稱，截至2008年，美國(guó)有大約14780個(gè)污水處理廠和19739個(gè)污水管道系統(tǒng)（管網(wǎng)），約有70萬到80萬英里（113萬到128萬公里）的公共下水道主管道，另有50萬英里左右的私有管道連接私宅到公共管道。
公有的污水處理系統(tǒng)中有98％為市屬，污水經(jīng)過城市管網(wǎng)集中進(jìn)入地區(qū)性的污水處理廠。這就決定了污水處理實(shí)際上主要由州政府和地方政府負(fù)責(zé)管理，但受EPA的監(jiān)管——最重要的聯(lián)邦法律是1977年頒布的《清潔水法》和1987年頒布的《水質(zhì)法》，這兩項(xiàng)法案詳細(xì)地規(guī)定了污水處理的標(biāo)準(zhǔn)和過程。
在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)不通污水管網(wǎng)，當(dāng)?shù)鼐用袷褂米约业幕S池，將處理后的污水直接排入田地里，這些私有的污水處理系統(tǒng)也有嚴(yán)格的規(guī)定，化糞池都有可容納多少用戶的規(guī)格，并不能無限量地增加房屋的面積和住戶的人數(shù)。
困擾：大面積管道老化
由于美國(guó)污水處理卓有成效，美國(guó)民眾一般并不關(guān)心這個(gè)與他們生活息息相關(guān)的行業(yè)，但今年以來，污水處理問題占據(jù)了美國(guó)媒體的頭條——這是因?yàn)?014年4月開始，美國(guó)密歇根州弗林特市的市民發(fā)現(xiàn)他們的自來水顏色發(fā)紅、味道奇怪，開始不斷地找當(dāng)?shù)卣畢R報(bào)情況，結(jié)果被官員們互相推諉甚至無視，直到美國(guó)環(huán)保署介入，才發(fā)現(xiàn)水被老化管道中的鉛嚴(yán)重污染，影響到當(dāng)?shù)?0萬人的健康。
這起驚人的水危機(jī)，起因不外乎缺錢：弗林特市位于“汽車之都”底特律附近，多年來都是為美國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)輸送配件的工業(yè)化小城市，當(dāng)賴以生存的汽車行業(yè)衰退后，不僅底特律陷入破產(chǎn)泥潭，弗林特市的人口也減半，加上次貸危機(jī)的沖擊，市政府被迫想方設(shè)法縮減開支，為了省500萬美元（1美元約合6.47元人民幣），把當(dāng)?shù)刈詠硭磸男輦惡畵Q成了弗林特河水。
然而，污水處理的一個(gè)關(guān)鍵原則就是要因地制宜、因材處理，弗林特河水含有高濃度的氯化物，對(duì)管道有更強(qiáng)的腐蝕作用，而弗林特自來水廠的工作人員并沒有加強(qiáng)抗腐蝕處理，加上自20世紀(jì)初沿用下來的當(dāng)?shù)刈詠硭艿蓝嗍褂帽阋艘咨a(chǎn)的鉛管，弗林特的危機(jī)因此爆發(fā)。
弗林特事件是全美大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施危機(jī)的一個(gè)縮影，凸顯美國(guó)水管理系統(tǒng)的老齡化問題。美國(guó)的污水管道許多都是第二次世界大戰(zhàn)后安裝的，這意味著它們的使用壽命已經(jīng)快要完結(jié)。
美國(guó)給水工程協(xié)會(huì)（簡(jiǎn)稱AWWA）2012年的一項(xiàng)研究顯示，雖然目前絕大多數(shù)社區(qū)的飲用水都是安全可靠的，但是要想保持這個(gè)水平，預(yù)計(jì)到2050年至少要投資1.7萬億美元。這個(gè)數(shù)字僅指飲用水基礎(chǔ)設(shè)施的維修和必要的擴(kuò)建，還不包括污水和雨水處理系統(tǒng)。而老化的管道和能力不足，導(dǎo)致了大量未經(jīng)處理的污水直接排放到河流和湖泊中。
混合污水溢流成新挑戰(zhàn)
美國(guó)城市污水處理的另一項(xiàng)主要挑戰(zhàn)是混合污水溢流（簡(jiǎn)稱CSO），影響超過700個(gè)美國(guó)城市和城鎮(zhèn)�；旌衔鬯赣晁蜕顝U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。
直接合流制是將雨水和污廢水直接用同一套排水管網(wǎng)排放到河流，特點(diǎn)是投資小但污染大，而截流式合流制是在進(jìn)河流前設(shè)置截流干管，當(dāng)雨量小時(shí)雨水和污水通過截流干管都進(jìn)入污水處理廠，當(dāng)降雨量大時(shí)，超出管道負(fù)荷的雨水通過溢流管溢入河中排走，特點(diǎn)是投資較省但仍有污染；最理想的做法是分流制，就是建兩套排水管網(wǎng)，雨水和污水管網(wǎng)分開建設(shè)，投資大但能保證污水經(jīng)過處理才排放。例如，美國(guó)中西部大城市印第安納波利斯擁有的污水處理系統(tǒng)已經(jīng)過時(shí)，每年有七八十億加侖的污水和雨水混合物不經(jīng)處理就進(jìn)入小溪和河流。
2009年，EPA向國(guó)會(huì)報(bào)告說，他們已經(jīng)評(píng)估了美國(guó)16％的河流，發(fā)現(xiàn)其中36％的水不適合魚類和野生動(dòng)物使用，28％的水不適合人類，18％不宜用作公共供水，10％的水不適合農(nóng)業(yè)用途。
EPA和美國(guó)司法部把消除CSO當(dāng)成污水處理中最當(dāng)務(wù)之急需要解決的問題。2007年以來，這些聯(lián)邦機(jī)構(gòu)要求運(yùn)營(yíng)公有污水處理廠的地方政府投資超過150億美元建設(shè)新的管道、廠房和設(shè)備。然而，錢不會(huì)從天上掉下來，解決這個(gè)問題需要政府和民間共同投資。
過時(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施還不是威脅美國(guó)飲用水安全的唯一因素。不僅清潔供水系統(tǒng)的零部件已經(jīng)年久失修，美國(guó)現(xiàn)有的水資源保護(hù)法和傳統(tǒng)的管理機(jī)制也已經(jīng)無法應(yīng)對(duì)新的水資源供應(yīng)和水質(zhì)挑戰(zhàn)。
2014年伊利湖爆發(fā)了有害水事件，造成附近50萬人飲用水中斷，農(nóng)業(yè)污染排放是此次事故的重要原因，但《清潔水法》卻基本沒有對(duì)這一領(lǐng)域進(jìn)行監(jiān)管。盡管修改法案的呼聲越來越高，但是近三十年來《清潔水法》卻并沒有得到重大的修訂。
是危機(jī)也是機(jī)遇
美國(guó)環(huán)保新聞組織CircleofBlue關(guān)注世界的能源短缺問題，其中水資源是重中之重。他們的記者科迪˙耶格爾-科扎塞克從這次弗林特的水危機(jī)里卻看到了機(jī)遇。他采訪的斯坦福大學(xué)土木與環(huán)境工程教授、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)工程研究中心負(fù)責(zé)人理查德˙盧西表示：“水質(zhì)與安全飲用水供應(yīng)對(duì)于一個(gè)社會(huì)的健康均衡發(fā)展至關(guān)重要。如果我們不能完成這項(xiàng)基本要求，就要面對(duì)類似弗林特事故這樣的嚴(yán)重后果，而這一切本來都是可以避免的。”
2013年，美國(guó)清潔水機(jī)構(gòu)國(guó)家協(xié)會(huì)、水環(huán)境研究基金會(huì)和水環(huán)境聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)布了一個(gè)研究報(bào)告《污水處理設(shè)施的未來：行動(dòng)藍(lán)圖》，為污水處理的發(fā)展進(jìn)行了權(quán)威展望。他們提出未來的污水處理廠具有分散性、自動(dòng)化程度高和可循環(huán)利用等三大特點(diǎn)。
最近幾年，加州的嚴(yán)重干旱不僅影響了本地人，還因?yàn)槭吖麥p產(chǎn)而影響了全美的消費(fèi)者，迫使許多美國(guó)城市開始重新思考水資源管理的模式。過去，人們會(huì)選擇利用聯(lián)邦和地方溝渠進(jìn)行遠(yuǎn)距離水資源調(diào)度。而如今，有些地方已經(jīng)開始探索通過捕集雨水來補(bǔ)充當(dāng)?shù)睾畬恿�。在這個(gè)大數(shù)據(jù)的時(shí)代，數(shù)字管理污水也成了熱門的研究方向。
同時(shí)，灰水（Graywater，也稱中水，指不可飲用但可以用于工業(yè)降溫或者澆灌景觀植物）的循環(huán)利用近幾年都是建筑師、城市規(guī)劃師和景觀設(shè)計(jì)師關(guān)注的焦點(diǎn)。美國(guó)地廣人稀，傳統(tǒng)的集中處理過程實(shí)際上能耗大，而且需要大量的管線布局，維護(hù)成本高，使得污水回用變得不經(jīng)濟(jì)，所以發(fā)展就地處理更合理。而利用污泥制造甲烷、有機(jī)肥等更是大有前途的循環(huán)再利用。
當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，美國(guó)的污水處理行業(yè)還面臨著諸多挑戰(zhàn)，密歇根大學(xué)土木與環(huán)境工程教授格蘭˙戴格爾表示：“不要只看到水資源管理模式改進(jìn)的成本，其實(shí)這種可持續(xù)的新型系統(tǒng)也會(huì)給我們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)收益。我們當(dāng)然希望改革過程中的每一分錢都花的物有所值，而事實(shí)上這些花費(fèi)也的確能夠產(chǎn)生幾倍的回報(bào)。”
