德國水協(xié)DWA的專(zhuān)業(yè)刊物《Korrespondenz Abwasser·Abfall》（污水與垃圾）2022年第11期刊載了由德國水協(xié)DWA的“污水處理廠(chǎng)BIZ-1.1—污水處理廠(chǎng)協(xié)調組”撰寫(xiě)的文章《34.Leistungsvergleich kommunaler Kl?ranlagen》（第34次污水處理情況調查）。

本次重點(diǎn)對污水處理廠(chǎng)凈化效果、能源消耗情況、進(jìn)水水質(zhì)與污水處理廠(chǎng)規模等級的關(guān)系做了較深入的調查?，F摘錄部分數據，供學(xué)習、討論、參考。

1 污水處理廠(chǎng)概況

(相關(guān)資料圖)

2021年德國現有污水處理廠(chǎng)8891座，總規模1.521億當量人口，接近德國實(shí)際人口的2倍。較2020年（第33次調查報告）的9105座，減少了214座，但是總規模較2020年調查的1.518億當量人口，增加了30萬(wàn)人。

2021年調查了其中的5273座，調查總規模為1.308億當量人口，占總規模的85.9%。所調查污水處理廠(chǎng)的規模分布情況詳見(jiàn)表1。

2021年調查顯示，德國污水處理廠(chǎng)仍然是以中小型污水處理廠(chǎng)居多，1萬(wàn)當量人口規模以下的廠(chǎng)數量占66.15%，與2020年調查持平。但是規模的人口僅占總規模人口的7.53 %；相對10萬(wàn)當量人口以上規模的污水處理廠(chǎng)數量?jì)H為總數量的4.23%，但是服務(wù)的總人口要占調查廠(chǎng)總人口的54.21%。德國這種污水處理廠(chǎng)布局與德國城市化水平高、小城鎮多和城市布局特點(diǎn)有密切關(guān)系。

2 污水凈化情況

表2是德國2021年調查廠(chǎng)的污水處理情況（年均值）。表中數據反映出：

1）德國污水處理廠(chǎng)均未滿(mǎn)負荷運行。所調查污水處理廠(chǎng)運行負荷率（按實(shí)際服務(wù)人口與人口規模比值計）平均為76.5%，對比國家?jiàn)W地利為69.5%。最高的是德國中西部的黑森/萊·法爾茨/薩爾州地區88.2%，最低的是巴伐利亞州67.1%。

2）德國人均污水處理量與進(jìn)水水質(zhì)排水體制密切相關(guān)。按照當量人口計算，德國人均污水處理量為112.3 L/人·d~301.4 L/人·d，相應進(jìn)水CODCr濃度為400 mg/L~1070 mg/L。對比國家?jiàn)W地利分別為194.5 L/人·d和618 mg/L。反映出：一是人均處理水量與進(jìn)水濃度成反比，且與合流制占比密切相關(guān)，如巴登州其年均進(jìn)水CODCr為400 mg/L，其合流制占比為88%（詳見(jiàn)圖1德國合流制占比圖），其人均污水處理量為301.4 L/人·d為最高，其包括了較多的雨天截流的雨水；而東北部地區其年均進(jìn)水CODCr為1070 mg/L，其合流制占比僅為15.1%，其人均污水處理量為112.3 L/人·d為最低。二是折算德國居民人均綜合污水處理量并不高，以分流制比例最高的東北部地區（梅克倫堡·前波莫瑞和勃蘭登堡梁州）為例，其居民人口約為430萬(wàn)人，其實(shí)際服務(wù)的當量人口為1320萬(wàn)人，大約是該地區實(shí)際居住人口的2倍，也就是約三分之二的當量人口是工業(yè)。單位當量人口處理污水量為112.3 L/人·d，折算居民人口綜合污水處理量約為340 L/人·d，這其中還包括有少部分合流制地區的雨水。這也說(shuō)明德國節水工作十分有效，該為德國節水工作稱(chēng)贊。反思我國相關(guān)標準規定的人均綜合污水量標準是不是太高了?節水才是最有效的治污措施。

3）德國污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)與管道質(zhì)量密切相關(guān)。污水處理廠(chǎng)進(jìn)水中除了污水之外，還包括有外來(lái)水和雨水。德國以分流制為主的北部和東北部地區的污水處理廠(chǎng)污染物進(jìn)水濃度幾乎比合流制為主的地區高1倍，特別是東北部進(jìn)水CODCr濃度超過(guò)1000 mg/L，這與分流制地區的人均處理水量值幾乎是合流制為主地區的一半是相吻合的。我國只有低地下水位地區和排水管網(wǎng)較好的城市，其進(jìn)水濃度才基本上與德國合流制地區接近。這也說(shuō)明德國污水管道、合流制管道質(zhì)量令人贊嘆。高進(jìn)水濃度除與節水工作成效直接相關(guān)外，也與德國有效杜絕地下水等外水入滲工作的成效密切相關(guān)?！扒逦鄄环帧笔怯绊懳覈擎偽鬯幚韽S(chǎng)進(jìn)水濃度低下的重要因素，把“外水趕出去”對提高污水處理廠(chǎng)進(jìn)水濃度，提高污水處理廠(chǎng)污染物削減效益有重要意義，“城鎮污水處理提質(zhì)增效”太重要了！

4）德國污水處理廠(chǎng)規模衡量科學(xué)。德國污水處理廠(chǎng)規模是按照當量人口（工業(yè)污水按照CODCr負荷120 g/人·d折算）來(lái)衡量的，其有效解決了排水體制不同，處理水量不同，但是（當量）人口污染負荷相同的問(wèn)題。其按照當量人口計算的污水收集率（目前為99%）也少了很多的影響因素（比如，避免了進(jìn)水水量和污水產(chǎn)生量調查的真實(shí)性、準確性和合理性的問(wèn)題）；與此同時(shí)，也使得單位耗電量、單位污泥產(chǎn)量等的比較在有一個(gè)相同的平臺上進(jìn)行。

5）德國進(jìn)水污染物當量規定精準。令人驚訝的是，按照實(shí)際處理水量和進(jìn)水污染物濃度計算的進(jìn)水污染物當量，除總磷外，其余污染物各地區平均單位人口產(chǎn)生的污染物當量值與德國標準規定的當量人口產(chǎn)污當量是非常接近的，標準分別為：CODCr：120 g/人·d，總氮：11 g/人·d。實(shí)際總磷當量值低于標準值2.5 g/人·d，這是因為德國持續不斷推行無(wú)磷洗滌劑的緣故。近年來(lái)，德國調查不再有BOD5的數據，這與德國從2000年開(kāi)始鼓勵采用CODCr進(jìn)行設計計算和考核有密切的關(guān)系。

6）德國污水處理廠(chǎng)污染物削減保持在較高水平。2021年德國調查污水處理廠(chǎng)CODCr削減率為94.7%~96.3%，總氮削減率為76.6%~91.8%，總磷削減率為90.4%~96.2%，詳見(jiàn)圖2。各項污染物出水水質(zhì)優(yōu)于，甚至明顯優(yōu)于歐盟標準的平均值。

圖2 德國各地污水處理廠(chǎng)污染物削減情況

3 德國進(jìn)水污染物情況分析

2021年調查特別對各規模等級污水處理廠(chǎng)處理水量和進(jìn)水污染物變化規律進(jìn)行了調查，結果很有意思，但是沒(méi)有說(shuō)明原因?？煽偨Y為：

1）單位當量人口的處理水量與污水處理廠(chǎng)規模等級基本成反比。在污水處理廠(chǎng)服務(wù)范圍內分流制占比越高，進(jìn)水中雨水的就越低（理想狀態(tài)下為零）。德國北部和東北部地區與其他地區相比較，其污水處理廠(chǎng)的單位當量人口的處理水量明顯要少，故這兩個(gè)地區的進(jìn)水污染物濃度明顯高于其他地區。同時(shí)，調查還顯示單位當量人口的處理水量隨著(zhù)污水處理廠(chǎng)規模增加而減少，規模等級越高，單位人口處理的水量越小，詳見(jiàn)圖3。

2）進(jìn)水CODCr濃度與污水處理廠(chǎng)規模等級基本成正比。調查顯示與其他進(jìn)水污染物不同的是，進(jìn)水CODCr濃度與污水處理廠(chǎng)規模等級基本成正比，也就是說(shuō)，規模越大，進(jìn)水CODCr濃度越高。詳見(jiàn)圖4。

3）單位人口總氮產(chǎn)生當量與污水處理廠(chǎng)規模等級成反比。調查顯示在北部和東北部地區進(jìn)水總氮濃度與污水處理廠(chǎng)規模與進(jìn)水CODCr濃度相反，而成反比。也就是說(shuō)污水處理廠(chǎng)規模越大，進(jìn)水的總氮濃度越低。其他地區沒(méi)有規律，詳見(jiàn)圖5。但是進(jìn)水單位人口產(chǎn)生總氮當量與污水處理廠(chǎng)規模明顯成反比，詳見(jiàn)圖6和圖7。意味著(zhù)污水處理廠(chǎng)規模越小，需要應對進(jìn)水總氮的要求越高。

4）單位人口總磷產(chǎn)生當量與污水處理廠(chǎng)規模等級成反比。調查顯示進(jìn)水總磷濃度與污水處理廠(chǎng)規模等級沒(méi)有規律顯示，詳見(jiàn)圖8。但是進(jìn)水單位人口總磷產(chǎn)生當量與污水處理廠(chǎng)規模也明顯成反比，詳見(jiàn)圖9和圖10。同樣也意味著(zhù)污水處理廠(chǎng)規模越小，需要應對進(jìn)水總磷的要求越高。

4 出水污染負荷調查

此次還對各規模等級的污水處理廠(chǎng)出水污染負荷進(jìn)行了調查，調查顯示10000當量人口以下的（1~3級）污水處理廠(chǎng)人口規模僅占調查總規模的7.53 %（見(jiàn)表1），但是其總磷的排放負荷卻僅占調查廠(chǎng)總磷的排放負荷的24%。所以進(jìn)一步降低小型污水處理廠(chǎng)出水的磷濃度是德國污水處理廠(chǎng)的重要任務(wù)。詳見(jiàn)圖11。

5 德國污水處理廠(chǎng)能耗情況

對5273座調查污水處理廠(chǎng)能耗調查情況詳見(jiàn)表3。各州單位人口耗電量差距不大。人均耗電量最低的是奧地利和東北地區各州，最高的州是巴登洲。表3顯示德國處理單位水量耗電量在0.31~0.69度/m3，平均0.38度/m3。這一耗電量是包括污泥處理。在積極節能的同時(shí)，德國還大力推行能源的自給，大型污水處理廠(chǎng)能源自給率可以實(shí)現50%以上，這與他們重視污泥厭氧消化的沼氣利用直接相關(guān)。在這基礎上，德國還在大力推行推進(jìn)CO收集、沼氣發(fā)電、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、改善水力條件等，實(shí)現污水處理廠(chǎng)能源自給率。2017年德國調查還對沼氣產(chǎn)量、沼氣發(fā)電量及發(fā)電效率進(jìn)行了調查。按照平均23 L/人·d 、151.8百萬(wàn)當量人口規模和77.5%負荷率計,德國城鎮污水處理廠(chǎng)每天的沼氣產(chǎn)量為270萬(wàn)m3。值得思考的是，我們眾多的污水處理廠(chǎng)究竟失去了多少的生物質(zhì)能？

關(guān)鍵詞： 污水處理