賀凱：日本下水道發(fā)展，污染控制策略及相關(guān)前沿水污染控制技術(shù)

相關(guān)閱讀：

　　湖南大學(xué)教授左健：日本下水道體系建設(shè)—制度、技術(shù)和思考

　1.日本下水道發(fā)展歷程

　　日本的下水道發(fā)展主要分為三個(gè)階段。初始階段的主要建設(shè)目標(biāo)是保持土地的清潔，因此只進(jìn)行簡單的污水和雨水處理。日本第一個(gè)下水道系統(tǒng)于1884年在神田地區(qū)建成，1900年日本制定了最早的下水道法。隨后，日本于1922年設(shè)立了第一座污水處理廠：東京三河島污水處理廠。隨著二戰(zhàn)后人口和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用水需求急劇擴(kuò)大，下水道的建設(shè)需求也隨之增加。

　　因此日本下水道發(fā)展進(jìn)入第二階段的標(biāo)志是1958年制定的新下水道法，其中將下水道的建設(shè)目的提升為“城市的健康發(fā)展”和“提高公共衛(wèi)生水平”。由于在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中出現(xiàn)了以“水俁病”為首的多種公害事件，政府將下水道法增加了“保護(hù)公共水域水質(zhì)”條目，并促使日本下水道發(fā)展進(jìn)入到第三階段（1970年后）。

　　1970年日本召開了第64屆臨時(shí)國會(huì)（即“公害國會(huì)”），一次性通過了14部環(huán)境法律， 1970年后，下水道得到了極大的普及，日本的整體環(huán)境得到了顯著改善。1970年的日本下水道的普及率由1961年的6%提升到了16%。此后一直穩(wěn)步提升，至今達(dá)到了78.8%。90年代起，日本污水處理人口普及率也一直穩(wěn)步提升。2005年開始，隨著凈化槽與農(nóng)業(yè)集落排水處理設(shè)施等的出現(xiàn)，使該普及率進(jìn)一步得到提升，至2018年末已達(dá)90.9%(圖1)。其中在100萬以上人口規(guī)模的城市的普及率達(dá)到99.6%。使用下水道的人口占比99.2%，凈化槽等占比0.3%?？梢钥闯觯鞘幸?guī)模越大，污水處理普及率越高，使用下水道人口占比越高。城市規(guī)模越小，使用凈化槽和農(nóng)村集合排水方式處理污水占比越高。同時(shí)，日本的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)率也持續(xù)穩(wěn)步提升，至今超過90%。

　　近年來隨著暴雨頻發(fā)、地震、溫室效應(yīng)的不斷加劇，以及下水道設(shè)施老發(fā)、合流制溢流、及人手不足等問題，是日本下水道的發(fā)展與建設(shè)面臨的重要課題。

　　圖1 日本污水處理率，下水道普及率以及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)率

　　2.現(xiàn)階段日本下水道系統(tǒng)管理情況的介紹

　　為了改善生活用水、生活雜排水的處理情況，日本政府制定了關(guān)于下水道和下水道相關(guān)設(shè)施的“污水處理設(shè)施”的整備計(jì)劃：由農(nóng)林水產(chǎn)省負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)集落排水設(shè)施、環(huán)境省負(fù)責(zé)合并處理凈化槽、國土交通省負(fù)責(zé)公共下水道，分別進(jìn)行相應(yīng)的事業(yè)支援。同時(shí)，作為事業(yè)主體的地方公共團(tuán)體，考慮到各污水的處理設(shè)施特性、經(jīng)濟(jì)性等，制定“都道府縣規(guī)劃”，總結(jié)出適合地區(qū)建設(shè)的最佳處理方式。經(jīng)濟(jì)上基本考慮了耐用年數(shù)的建設(shè)費(fèi)用，以及維持管理費(fèi)總成本。同時(shí)，各都道府縣在規(guī)劃制定時(shí)也需要各市町村參與討論。在明確分工的基礎(chǔ)上，有計(jì)劃地確立和推進(jìn)各種建設(shè)框架。同時(shí)，根據(jù)下水道法，為達(dá)到水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，跨越兩個(gè)以上市町村水域時(shí)，都道府縣有必要制定跨流域下水道綜合整備計(jì)劃。其中，在流域綜合下水道發(fā)展計(jì)劃綱要中，為達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)所必要的污水處理廠的出水水質(zhì)與水量，需要在下水道處理過程中，減少在流域內(nèi)發(fā)生的污染負(fù)荷，達(dá)到滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求。日本所有公共水域都需要遵守關(guān)于水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中涉及居民健康的部分，而出于生活環(huán)境保護(hù)目的的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，各公共用水域(河川、湖沼、海域)根據(jù)相應(yīng)的水域類型(自來水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、水產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等用水利用目的)適用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行污水處理。

　　圖2 日本污水處理系統(tǒng)的框架和分工

　　3.琵琶湖流域下水道案例介紹

　　3.1.琵琶湖介紹及琵琶湖流域總規(guī)劃

　　琵琶湖是滋賀縣、京都府、大阪府、兵庫縣1450萬人的水源地。湖泊面積：約670.25km2，總蓄水量：約275億m3（其中北湖：約273億m3南湖：約2億m3），水深最大達(dá)到103.58m，平均水深約41米。其中北湖43m，南湖4m。1970年代，由于日本經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，琵琶湖的藻類增殖出現(xiàn)異常。1977年，琵琶湖發(fā)生了淡水赤潮；1983年出現(xiàn)了藻類爆發(fā)事件。為了防止赤潮，抑制使用含有磷的洗滌劑，市民發(fā)動(dòng)了“禁止使用含磷肥皂/洗滌劑”運(yùn)動(dòng)，敦促政府制定了防止富營養(yǎng)化的有關(guān)條例并于1980年發(fā)布條例，滋賀縣內(nèi)不得出售含有磷的洗滌劑，并在日本首次對工廠廢水排放中氮、磷的濃度進(jìn)行限制。

　　圖3 琵琶湖流域及服務(wù)人口分布

　　下水道業(yè)務(wù)雖然是市政業(yè)務(wù)，但是為了有效地保護(hù)河流，湖泊和海洋地區(qū)的水質(zhì)，必須在流域進(jìn)行區(qū)域合作。因此，流域內(nèi)制定更高級別的規(guī)劃，以達(dá)到河流，湖泊和海洋的水質(zhì)的相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)劃以20到30年為期，為達(dá)到并維持水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，制定包括除污水處理以外的措施，并將其反映在污水處理工程中，大約每10年進(jìn)行一次檢查。

　　實(shí)行流域總體管理規(guī)劃（水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)檢查）：將排放源分為生活源，工業(yè)源，農(nóng)業(yè)源和自然源（森林等），調(diào)查從現(xiàn)在到未來的人口數(shù)量，農(nóng)場數(shù)量和牲畜數(shù)量，以及廢水和污染負(fù)荷的數(shù)量，計(jì)算（BOD，COD，T-N，T-P）。為了達(dá)到水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，使用上述數(shù)據(jù)預(yù)測公共水域中的污染負(fù)荷，并確定達(dá)到河流和琵琶湖水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)所需的下游污水的排放量和處理方法，以及需要減少的負(fù)荷目標(biāo)計(jì)劃。

　　3.2.滋賀縣下水道設(shè)施

　　1969年底大津市公共下水管道開始服務(wù)，而縣域下水道始于1982年，目前的下水道普及率達(dá)98％，隨著湖南中部（1982）、東北（1991）、湖西（1984）、高島（1997）四個(gè)污水處理廠的投入使用，滋賀縣下水道利用人口數(shù)量迅速增加，滋賀縣污水處理人口的覆蓋率（包括集體和個(gè)人類型）于2000年前后超過了全國平均水平，于2018年底已達(dá)98.7%，在日本47個(gè)縣中排在第三位（全日本覆蓋率為79.3%）。針對農(nóng)村地區(qū)的20戶或1000人以下的217個(gè)區(qū)域?qū)嵭修r(nóng)村排水集落處理方式；并逐步推廣合并凈化槽在單獨(dú)村戶污水處理中的應(yīng)用。

1 2 3

編輯：王媛媛