唐 建 國(guó)

（上海市水務(wù)局，上海 200050）

1 污水處理廠基本情況

根據(jù)德國(guó)水資源、污水、垃圾協(xié)會(huì)（DWA）的統(tǒng)計(jì)，2011年德國(guó)擁有城鎮(zhèn)污水處理廠9933座，總處理規(guī)模為1.51億人（按照當(dāng)量人口數(shù)計(jì)，德國(guó)采用當(dāng)量人口來(lái)衡量污水處理廠的處理規(guī)模，其包括居民人口數(shù)和將工業(yè)廢水折算的當(dāng)量人口數(shù)），城鎮(zhèn)污水處理廠服務(wù)接納率已超過(guò)97%。

DWA對(duì)其中的5668座城鎮(zhèn)污水處理廠2011年的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析。（本文也將以這5668座城鎮(zhèn)污水廠為分析對(duì)象），其合計(jì)規(guī)模約為1.4億人（當(dāng)量人口數(shù)），約占全國(guó)污水處理廠總規(guī)模的92.4%。在這5668座城鎮(zhèn)污水處理廠中，超過(guò)10萬(wàn)當(dāng)量人口規(guī)模（相當(dāng)于2萬(wàn)m³/d）的污水處理廠為226座，雖然數(shù)量?jī)H占分析統(tǒng)計(jì)污水處理廠數(shù)量的3.98％，但是合計(jì)總處理規(guī)模達(dá)7460萬(wàn)當(dāng)量人口，占總服務(wù)人口的53.36％。各類處理規(guī)模污水處理廠數(shù)量和服務(wù)的當(dāng)量人口情況詳見表1。

2011年德國(guó)各州（地區(qū)）和上海城鎮(zhèn)污水處理廠情況見表2。

2011年上海市現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠53座，設(shè)計(jì)總規(guī)模694.05萬(wàn)m³/d，按照200 L/（人·d）折算，當(dāng)量人口規(guī)模為3470萬(wàn)人。2011年全市城鎮(zhèn)污水產(chǎn)生量為624.44萬(wàn)m³，城鎮(zhèn)污水處理廠處理水量606.8萬(wàn)m³，污水處理率84.7%。上海在計(jì)算城鎮(zhèn)污水處理率時(shí)，并沒(méi)有直接采用污水處理廠處理水量，而是扣除了地下水滲入量后計(jì)算得出。

從相關(guān)文獻(xiàn)可以了解到，德國(guó)污水處理廠的運(yùn)行水量中包括地下水在內(nèi)的外來(lái)水量。

德國(guó)各地污水處理廠電耗非常接近，按照當(dāng)量人口計(jì)，平均34kW·h/人·a,折算成平均處理單位水量電耗為0.432kW·h/m³。上海各污水處理廠折算成當(dāng)量人口耗電量為13.6kW•h/人•a,折算成平均處理單位水量電耗為0.186kW·h/ m³。兩者存在較大差異的主要原因?yàn)椋阂皇堑聡?guó)要求當(dāng)量人口規(guī)模大于5000人（相當(dāng)于規(guī)模為1000m³/d）的污水處理廠均需要除磷除氮；二是上海市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)濃度低于德國(guó)；三是德國(guó)廠電耗包括了帶有相關(guān)污泥穩(wěn)定化處理設(shè)施的耗電量，而上海僅統(tǒng)計(jì)到濃縮和脫水。

2 污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)情況

德國(guó)各地污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)年平均值差別很大，有的甚至相差1倍。其中，以德國(guó)東北部地區(qū)的進(jìn)水濃度最高，次之是北部地區(qū)。造成進(jìn)水水質(zhì)差別大的主要原因?yàn)椋阂皇菛|北部和北部地區(qū)單位當(dāng)量人口的污水量低于其他地區(qū)，有的甚至僅為南部州的50%；二是排水體制的不同，德國(guó)北部以分流制排水體制為主，而南部則以合流制排水體制為主；三是農(nóng)村糞便污水的接入量不同（德國(guó)許多農(nóng)村地區(qū)污水是通過(guò)吸糞車定時(shí)送入污水廠的）。上海市也是合流制和分流制并存的城市，相比較，上海市污水處理廠污染物進(jìn)水濃度明顯低于德國(guó)平均值。相關(guān)進(jìn)水水質(zhì)情況詳見表3。

與2008年相比，2011年德國(guó)各地和上海城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)濃度普遍有所提高，其中上海城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水濃度提高更加明顯，這與上海市雨污混接改造和截污納管工作的推進(jìn)有直接關(guān)系。

3

德國(guó)對(duì)污水處理廠出水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求是根據(jù)當(dāng)量人口規(guī)模的不同而不同，其現(xiàn)行污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)見表4。當(dāng)量人口規(guī)模大于5000人的污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值與我國(guó)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)值接近。

德國(guó)各地區(qū)污水處理廠2011年平均出水水質(zhì)均大大優(yōu)于其排放標(biāo)準(zhǔn)（見表5），其年均出水水質(zhì)除TP外，均優(yōu)于我國(guó)現(xiàn)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，上海市為完成污染物削減任務(wù)，注重優(yōu)化運(yùn)行，狠抓行業(yè)監(jiān)管，同時(shí)借力于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物超量削減資金補(bǔ)貼政策，各污水處理廠出水污染物濃度不斷降低，污水處理廠出水主要污染物濃度年均值已優(yōu)于國(guó)家一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。上海市在僅80%污水處理廠執(zhí)行國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，能夠做到這一點(diǎn)實(shí)屬不易。與德國(guó)相比，上海城鎮(zhèn)污水處理廠出水中TN和NH₄⁺—N濃度較高，特別是NH₄⁺—N。說(shuō)明上海城鎮(zhèn)污水處理廠硝化能力不足，反硝化能力欠缺。這也是進(jìn)一步提高出水水質(zhì)的重要關(guān)注點(diǎn)。

為評(píng)價(jià)污水處理廠出水狀況，德國(guó)按照污水處理廠耗氧物質(zhì)負(fù)荷和營(yíng)養(yǎng)物負(fù)荷的排放情況，將出水狀態(tài)劃分為五級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)詳見表6。

2011年，德國(guó)絕大多數(shù)污水處理廠污染物排放水平處于“很低”和“低”的等級(jí)水平上。按照全德國(guó)年均水質(zhì)評(píng)價(jià)，耗氧物質(zhì)排放均為1級(jí)（很低）；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為2級(jí)（低）。按照德國(guó)此評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，上海市耗氧物質(zhì)排放均為2級(jí)（低）；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)除總磷為2級(jí)（低）外，總氮和銨氮為3級(jí)（一般），總體較德國(guó)低一個(gè)級(jí)別。

4 幾點(diǎn)思考

結(jié)合對(duì)德國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行情況的介紹和與上海市的對(duì)比，提出如下思考和建議。

4.1 合理確定我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模核定參數(shù)

我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模均采用水量規(guī)模來(lái)核定，即“萬(wàn)m³/d”，其的確能夠反映一個(gè)污水處理廠的處理水量大小和一個(gè)地區(qū)的處理水量的能力，但污水處理廠的設(shè)計(jì)是按照污染物的負(fù)荷量來(lái)設(shè)計(jì)的，即處理水量和污染物濃度的乘積。因污水處理廠進(jìn)水污染物濃度的不同，即便是在水量相同的情況下，污水處理廠各個(gè)構(gòu)筑物的大小也是不同的，也就是說(shuō)，水量規(guī)模這一考量參數(shù)，無(wú)法反映一個(gè)污水處理廠處理污染物的實(shí)際能力。德國(guó)污水處理廠是按照當(dāng)量人口來(lái)反應(yīng)污水處理廠規(guī)模的，而且規(guī)定了當(dāng)量人口的污染物負(fù)荷，如當(dāng)量人口COD負(fù)荷為120gCOD/(人·d)。盡管德國(guó)各地污水處理廠進(jìn)水污染物濃度差異很大，但是按照實(shí)際進(jìn)水的污染物濃度、處理水量和實(shí)際當(dāng)量人口核算，各地污水處理廠進(jìn)水實(shí)際污染物負(fù)荷均與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)及其接近，這充分說(shuō)明德國(guó)按照當(dāng)量人口確定污水處理廠規(guī)模和按照當(dāng)量人口污染物負(fù)荷設(shè)計(jì)污水處理廠的合理性；該規(guī)模指標(biāo)也真正實(shí)現(xiàn)了污水處理廠規(guī)模的可比性。考慮到我國(guó)南北差異較大，是否可以用城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水COD負(fù)荷量作為污水處理廠規(guī)模的核定參數(shù)，以真實(shí)反映一座污水處理廠的實(shí)際處理能力和解決污水處理廠之間的可比性問(wèn)題。

4.2 合理確定我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理情況的考核指標(biāo)

目前我國(guó)考量一個(gè)城鎮(zhèn)或者一個(gè)地區(qū)污水處理狀況的指標(biāo)是城鎮(zhèn)污水處理率，其是城鎮(zhèn)污水處理廠年處理污水總量與該城鎮(zhèn)或該地區(qū)年污水產(chǎn)生總量的比值。指標(biāo)非常直接，也能夠非常形象地反映和考量一個(gè)地區(qū)的污水治理水平。但是，筆者結(jié)合多年管理工作實(shí)際認(rèn)為：該指標(biāo)因受測(cè)算數(shù)據(jù)來(lái)源、統(tǒng)計(jì)和測(cè)算過(guò)程、排水管網(wǎng)實(shí)際質(zhì)量狀況（因接口不嚴(yán)、管道破裂、變形、雨污混接等問(wèn)題，引起的地下水、雨水、河水等外來(lái)水對(duì)污水量的影響等）、污水處理系統(tǒng)管理水平等多方面因素影響，非常難于準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)，該考量指標(biāo)甚至可以人為操作。比如城鎮(zhèn)污水產(chǎn)生量就受所考量城鎮(zhèn)范圍的劃定、用水量包括的內(nèi)容、用水量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、是否有自備水源、生活污水和工業(yè)廢水量的折算比例等多方面因素的影響。沒(méi)有扎實(shí)和可靠的基礎(chǔ)工作，得到的數(shù)據(jù)就難于保證準(zhǔn)確。污水處理廠運(yùn)行水量雖可以通過(guò)污水處理廠流量計(jì)計(jì)量而得，但是受污水管網(wǎng)的雨污混接、地下水等外來(lái)水滲入（滲出）、河水倒灌等諸多方面的影響，其已不能夠反映真實(shí)的污水處理量。國(guó)內(nèi)有的城市污水處理率超過(guò)100%，就是源于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。“輝煌”的數(shù)字只能夠掩蓋真實(shí)的差距。選擇一個(gè)更加符合我國(guó)實(shí)際的污水治理水平的指標(biāo)，非常必要。筆者建議：采用城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建成率和污水處理廠負(fù)荷率兩個(gè)指標(biāo)替代污水處理率。

城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建成率（%）=一個(gè)城鎮(zhèn)實(shí)際污水處理廠總規(guī)模×100 /（同城鎮(zhèn)供水設(shè)施總規(guī)模×A/B），其中A是指污水產(chǎn)生量與用水量的比值，可采用0.8~0.85；B是供水量日變化系數(shù)，一般為1.2~1.3。污水處理廠負(fù)荷率（%）=一個(gè)城鎮(zhèn)污水處理廠年總運(yùn)行水量之和×C×100/城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施總規(guī)模，其中C是考慮地下水位高的城市，地下水和其它水滲入（混入）污水管道的水量，我國(guó)《室外排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006，2011年版）規(guī)定為10%；實(shí)際上遠(yuǎn)不止，可以通過(guò)實(shí)測(cè)得到。

這兩指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源比較容易，人為因素影響小，所以能夠比較真實(shí)反映一個(gè)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)情況，也能夠反映其污水管網(wǎng)建設(shè)情況。

4.3 準(zhǔn)確表征污水中的銨氮

氮在水中的存在形式主要是銨氮（NH₄⁺—N）、硝酸鹽氮（NO₃^-—N）、亞硝酸鹽氮（NO₂^-—N）、有機(jī)態(tài)氮。城鎮(zhèn)污水中，游離氨，或者氨氮（NH₃—N）是不存在的。游離氨只有在高pH（pH＞11）時(shí)，NH₄⁺—N可以轉(zhuǎn)換為NH₃—N，這也是處理高銨氮廢水的一種方法。若污水或者地表水中氮以游離氨的形式存在，其將釋放放到大氣中，這豈不是因不再需要除氮。但是，國(guó)內(nèi)一些文獻(xiàn)，甚至是一些標(biāo)準(zhǔn)和政府文件，在表述城鎮(zhèn)污水中的銨氮時(shí)，往往用詞為氨氮，或者用NH₃—N表示。把一種實(shí)際存在的物質(zhì)用特定情況下才存在的物質(zhì)形式表示出來(lái)，不規(guī)范，也不科學(xué)，應(yīng)予糾正。

參考文獻(xiàn)略。

本文刊登于《給水排水》雜志2014年第1期，轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)注明出處。