摘要:
台湾与大陆城市水环境污染可以归咎于人口过度集中,经济发展不足,生活习惯不好,法规执行不严,水费排污费偏低,环保工程规划设计观念老旧,和教育宣导不够等多个原因。
改善城市水环境最直接的方法就是污水截留与处理。这也几乎是每一个城市政府与专家们全力推动的主要方向。但是,在一个人口与建筑物密度高的城市中兴建集中式污水截留与处理设施需要非常庞大的经费,一定程度的社会冲击,和漫长的兴建时程。在两岸全力搞(拼)经济发展,基础建设经费又不足的情形下,短期内(五到十年)大举计画或兴建集中式污水截留和处理设施是改善城市水环境唯一的方法吗?再者,长久未经治理的城市水环境往往即使在污水集中截留处理后,仍然会因为水体底部残余有机污泥和面源的污染而得不到适当的改善,使得庞大的投资不能显示出预期的效益。
笔者于本文中提出了集中式污水截留与处理以外其它可以在短期内有助于城市水环境改善的两个工程方法;分布式社区污水处理兼回用和现地生物处理和一些它们在国内外实际应用的成果与经验。同时,笔者也提出了两个非工程的方法;水价合理调升与教育宣导。希望能借着本次会议与大家交流讨论这些方法未来在海峡两岸城市水环境改善中应该扮演的角色。
关键词:
城市水污染 污水处理与回用 现地生物处理
一、城市水环境污染的特性
笔者认为台湾与大陆城市水环境污染有几个我们共通的特性,简单直率地说明于下。
国民生活习惯差,环保意识低
中国人自古以来就对自己家居环境以外的水体环境不重视,城市的水体一直被大部份百姓视为排污弃废的最好场所。固然在过去经济落后的时代,没有太多人会有环保的心思和亲水的雅兴,造成了水体长期的污染(图1-1)。但是,现在经济逐渐提升以后,人们的恶习仍然难改,大部份百姓对环保依然认识不深,漠不关心。
环保建设总是排在最后
世界上发展中的城市建设都是以高楼大厦、商场住宅、高架道路、地铁(捷运)机场为优先,环保总是排在最后。台湾与大陆更是如此。大家也都知道任何城市的环保工作是时间的函数,等的愈晚费用愈高,建设也愈慢。
拥有环保法规,但执行力度不够
海峡两岸均已有详尽的环保法规,城市建设中对相关的环保(例如排污、回用等)标准都已成形。但是,各城市对法规要求的执行能力不足,所以改善的决心一直跟不上污染的脚步。
城乡环保的差距
许多城市水体的主要污染源是来自周边乡镇的居民、工业和农畜产业。光有密布于市区内的污水管网(下水道)和污水集中处理厂并不见得能于短期内有效改善城市水体的水质。
城市水费与排污费太低
大城市水费与排污费过低是造成用水浪费,污水量大的原因之一。水费与排污费调升是节水和减少污水量的有效方法,但推动工作非常艰难。
地狭人稠,污水集中截留处理费用高,时程慢
海峡两岸大城市的人口密度在世界上都名列前茅,集中式住宅、商业大楼、购物商场在过去20年如雨后春笋般林立在狭窄的马路和巷道中(图1-2)。因此,污水下水道管网和污水处理的规划设计较具挑战性,建设经费庞大,施工困难,建设期长,效果还不一定很好(Klankrong and Worthley, 2001)。
因为受到外资贷款和留学人才回流的影响,我们城市水污染改善方法大都采用对欧美人文地理环境较适合的集中式污水收集和处理方法,业主和设计者较不愿尝试其它适应本土环境,效益也相当的方法。
以上这些问题的克服必须要靠政府、民意机构、学者专家、大众传媒和全体人民共同的努力才能达成。本文仅提出几个在城市污水集中截留与处理以外,可以于五至十年内有助于城市水体改善的其它方法,和与会的专家学者交流探讨它们未来可以扮演的角色。
二、分布式污水处理兼回用设施
在污水管网与集中式污水处理厂兴建经费不足的情形下,我们城市和乡间生活与工业污水的截留和处理也可以用分布式小型污水收集和处理设施取代之。这种小型污水收集和处理的设施处理效果良好,占地不大,施工便捷,是都会新兴住宅和商业区、大型运动场、城市周边住宅、商业、工业区、水源保护区、休闲游乐区等污水截留处理的另一种好方法。这种设备在日本称之为净化槽,已广泛使用多年,效益非常好。
近年来发展出的薄膜生物反应槽(Membrance Bioreactor或MBR)技术已可以在极小的空间内(例如日处理1,000立方米污水的设施仅占地400平方米不到)将一般生活污水做三级(深度)以上处理后,再将排放水供给社区做为冲厕、浇灌、景观、洗车、消防等用途(图2-1)。这种新式的污水收集处理兼回用的设施可以设计安装在社区的停车场、道路、休闲设施的地下(图2-2),能够完全取代污水下水道的兴建,加快城市水环境改善的步伐,并节省城市自来水的用量。
这种社区分布式污水处理兼回用设施将来在海峡两岸(尤其是大陆北方和西北缺水城市、新兴都会区、三峡库区、游乐区、奥运与博览会场等)都应大力推广。台湾与大陆已有多家厂商,或与国外技术合作,或自行设计研发,开始生产本土化的类似设备。其市场的穿透力仍必需仰赖较开阔的规划设计理念,更广泛的教育宣导,更严格的环保建筑规范,配套的优惠奖励措施(如降低房屋或土地增值税),和逐步提升水费等政策的配合。
三、现地生物处理技术
现地(或就地)水体处理(In-situ Treatment)是指可以直接在水体中利用物理、化学或生物的原理改善水体水质的所有方法。现地物理处理方法有清淤、刮除、曝气、微气泡浮除、换水等,现地化学处理方法有混凝、固结、药物抑藻、臭氧杀菌等。现地生物处理是指所有利用或增进水体生物消化降解污染物的功能而达水体水质改善的途径与方法,包括有水体生物添加(Bioaugmentation)、水体生物助长(或活化)(Biostimulation)、湿地处理(Wetland Treatment)等。
生物添加法是在水体中添加具有特殊功能的微生物或动植物以增进水体降解和消化污染物的功能。生物添加法最大的问题就是许多经人工合成或培养的〝超级降解者〞一旦加入水体以后并不能与水体中既有的生物族群竞争而存活,因此真正成功的案例有限。而现地生物处理技术中较新一代的生物助长法则是利用酵素、养分和生物活化物质提高水体中既有的特定微生物降解水体中污染物的功能,是比较理想的现地生物处理方法。
现地生物处理的优点是不需永久性设备,施作简单,没有任何环境和社会冲击,和改善期程短,特别适用于城市中的池塘、湖泊、水沟,与低流量河道的水质改善和畜牧、食品、造纸业废水的处理。其缺点是只能去除有机污染物,在污染源没有阻绝的情况下必须持续使用,和现场试验成果仍嫌不足。
目前世界各科技先进国家地区的科研单位均在极力开发试验多种现地生物水体水质改善的产品与方法,现地试验的成果报告也逐渐增多。笔者即亲自于台南与北京两地引用美国现地生物助长技术主持完成了两个现地生物处理现场试验,发现的确有短期内显著改善水体环境的功能(图3-1)(朱文生等,2002年)。另外,徐亚同等也曾引进美国现地生物助长技术在短期内成功地改善了上海上澳塘水体的水质(徐亚同等,2000年)。北京市环境科学院水科所也曾与法国技术合作在北京市大兴凤河完成现地生物改善水质的试验(中国水网,2002)。
在城市集中式污水处理厂兴建经费不足,排污费尚无法弥补污水处理厂营运费用,下水道接管工期过长的情况下,现地生物处理,尤其是无毒无害的生物助长工法,是一个非常值得采用的水体环境改善替代方案。此外,本方法也是治理污水截留后仍受有机底泥和面源污染水体最经济的方法。
四、水价调升政策
城市水价的合理调升是改善水体环境的一个良策,因为较高的水价是促进节约用水最好的方法。节约城市的用水自然就会减低污水的排放量。以台北市(目前每人每天平均用水350公升!)为例,如果每个人每天平均能节水100公升,假设其中80公升会成为污水,若以250万人计,则一天可以节省25万吨的用水和20万吨的污水!但是,如果继续采用多年来维持不变的统一水价(每立方米新台币九元),则花再多钱宣导节约用水也只能对极少数人产生效益。
水价的调升必须要符合公平合理的原则,要采阶梯渐进的方式,但更要能摆脱政治的考量。可行的方法包括生活与商业用水分离并采累进费率(多用者多付)、丰枯季水价分离、弱势族群与低收入户维持低费率等方法。
水价调升目前在海峡两岸都是热门话题。在实施推动方面,大陆领先台湾一步。大陆水价调升的部份策略是台湾未来推动时宝贵的参考资料。
五、教育宣导的方法
在环保教育与宣导方面,台湾要领先大陆一大步,但是双方仍有许多需要向更先进的国家地区学习的地方。
环保的教育与宣导要往下扎根,由孩子们开始,要无所不在,要执法严格,也要创造全民环保的诱因。台湾在创造环保诱因方面已有一些成功的例子,这次与会的来宾中就有这方面的专家,但目前大部份都着重在生态保育和垃圾减量。
一个城市的环保水平和该城市市民的素质有直接的关系。环保教育与宣导的效益也与人民的素质有密切关系。今后除了应对各级学校(尤其是中小学)老师加强培训环保概念以外,媒体广泛且正面的报导(例如国内外成功的例子、专家访问等)、公众人物的形象,与政治人物的榜样都可以发挥莫大的作用。
环保对每天愁吃愁穿的人来说是一个非常奢侈的概念。笔者衷心盼望海峡两岸经济继续成长,国民生活水平不断攀升,国民素质也代代提高。这样,我们的水、空气与土地环境一定有变成非常美好的一天。文章来源《资源与环境》网站