德國(guó)水協(xié)DWA的專(zhuān)業(yè)刊物《Korrespondenz Abwasser·Abfall》（污水與垃圾）2020年第11期刊載了由德國(guó)水協(xié)DWA的“污水處理廠BIZ-1.1—污水處理廠協(xié)調(diào)組”撰寫(xiě)的文章：《32.Leistungsvergleich kommunaler Kläranlagen》（第32次污水處理廠效果比較），現(xiàn)摘錄部分?jǐn)?shù)據(jù)，供學(xué)習(xí)、討論、參考。

　　2019年德國(guó)水協(xié)（DWA）組織了第32次德國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠成效調(diào)查，本次調(diào)查內(nèi)容包括：污水凈化效果、電耗以及污泥產(chǎn)量等情況，并與奧地利相應(yīng)情況進(jìn)行了對(duì)比。

　　1污水處理廠概況

　　2019年德國(guó)擁有城鎮(zhèn)污水處理廠9105座，總規(guī)模為1.518億當(dāng)量人口，接近德國(guó)實(shí)際人口（8200萬(wàn)）的2倍。2019年調(diào)查了其中的5310座，調(diào)查總規(guī)模為1.324億當(dāng)量人口，占總規(guī)模的87.2%。所調(diào)查廠的規(guī)模分布情況詳見(jiàn)表1。

　　表1 2019年調(diào)查的城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模分布情況

　　德國(guó)污水處理廠以中小型污水處理廠居多，5000當(dāng)量人口規(guī)模（約1000m³/d水量規(guī)模）以下的廠數(shù)量占53.3%，但是服務(wù)的人口僅占總?cè)丝诘?.8%；相對(duì)100000當(dāng)量人口以上規(guī)模的污水處理廠數(shù)量?jī)H為總數(shù)量的4%，但是服務(wù)的總?cè)丝谝�占調(diào)查廠總?cè)丝诘?3%。德國(guó)這種污水處理廠布局與德國(guó)城市化水平高、小城鎮(zhèn)多和城市城市化水平高的特點(diǎn)有密切關(guān)系。

　　2污水凈化情況

　　與先前調(diào)查相比，污染物凈化效果沒(méi)有太大變化，但是營(yíng)養(yǎng)物，特別是磷的去除效果略有提高。各地區(qū)相比較，德國(guó)北部、東北部州的氮和磷的去除率較高，這與這些州進(jìn)水中營(yíng)養(yǎng)物的濃度較高和是分流制地區(qū)有關(guān)，詳細(xì)調(diào)查結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 2017、2019年德國(guó)調(diào)查污水處理廠運(yùn)行數(shù)據(jù)匯總

　　3處理廠能耗情況

　　較2017年德國(guó)污水處理廠能耗有小幅度上升，各州單位人口耗電量差距不大。德國(guó)污水處理廠沼氣發(fā)電量占耗電量的50%以上，特別是規(guī)模較大污水處理廠數(shù)量較多的污水處理廠。黑森、萊·法爾茨、薩爾州多數(shù)為規(guī)模較小的污水處理廠，則發(fā)電量也較小。

　　4污泥產(chǎn)量情況

　　德國(guó)污泥產(chǎn)量情況詳見(jiàn)表3，規(guī)模大于5000人口的污水處理廠，污泥產(chǎn)量十分接近。但是規(guī)模小于5000人口的廠，污泥產(chǎn)量波動(dòng)較大，這與這些廠多采用移動(dòng)式脫水機(jī)有關(guān)。

　　德國(guó)《污泥生物穩(wěn)定化導(dǎo)則》（DWA-M368）中規(guī)定：采用好氧生物穩(wěn)定的，污泥產(chǎn)量為18 kg（干物質(zhì)）/人·年；采用厭氧消化穩(wěn)定的，污泥產(chǎn)量為15 kg（干物質(zhì)）/人·年。若按照人均產(chǎn)泥量15 kg/人·年計(jì)算，德國(guó)平均產(chǎn)量為處理萬(wàn)立方米污水的產(chǎn)泥量約為2000 kg（干基），相當(dāng)于10 m³（含水率按照80%計(jì)）。

　　表3 2019年調(diào)查的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)量

　　5幾點(diǎn)體會(huì)

　　①德國(guó)污水管道質(zhì)量令人贊嘆。德國(guó)年2019年人均污水處理量為82m³（折算225 L/人·d）。分流制地區(qū)的德國(guó)北部和東北部明顯較低，僅134、110L/人·d，與人均污水產(chǎn)生量相差無(wú)幾。相對(duì)合流制地區(qū)，人均處理污水量也未超過(guò)277 L/人·d，其除了雨天雨水外，還有普遍實(shí)施雨水截流池的緣故，故人均污水處理量就比較高。這也說(shuō)明德國(guó)污水管道、合流制管道質(zhì)量令人贊嘆。

　　②德國(guó)污水處理廠規(guī)模衡量科學(xué)。德國(guó)污水處理廠規(guī)模是按照服務(wù)人口（當(dāng)量人口）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(dāng)量）人口污染負(fù)荷相同的問(wèn)題。其單位耗電量、單位污泥產(chǎn)量等都是按照單位人口來(lái)衡量和比較的，實(shí)現(xiàn)了可比性。

　　③德國(guó)節(jié)水工作扎實(shí)有效。需要特別說(shuō)明的是：德國(guó)人均污水處理量和人均污水產(chǎn)生量是兩個(gè)不同概念，前者是將污水處理廠年均污水處理量按照實(shí)際服務(wù)的人口折算的，其與包括雨水在內(nèi)的外來(lái)水量。后者是類(lèi)似于我們的人均綜合生活污水量，包括商業(yè)、小型工業(yè)等（表中斜體字?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自（德國(guó)排水管網(wǎng)和雨水處理水平）。從德國(guó)人均污水產(chǎn)生量看，我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的人均綜合生活污水量標(biāo)準(zhǔn)太高，節(jié)水才是最有效的治污措施。

　　④德國(guó)污水處理廠進(jìn)水濃度因排水體制差異很大。德國(guó)以分流制為主的北部和東北部地區(qū)的污水處理廠污染物進(jìn)水濃度幾乎比合流制為主的地區(qū)高1倍，東北部進(jìn)水COD濃度超過(guò)1000mg/L，這與分流制地區(qū)的人均處理水量值幾乎是合流制為主地區(qū)的一半是相吻合的。我國(guó)只有低地下水位地區(qū)和排水管網(wǎng)較好的城市，其進(jìn)水濃度基本上與德國(guó)合流制地區(qū)接近。高進(jìn)水濃度與節(jié)水工作成效直接相關(guān)，也與德國(guó)有效杜絕地下水等外水入滲工作的成效密切相關(guān)。

　　⑤德國(guó)污染排放當(dāng)量規(guī)定精準(zhǔn)。非常有趣的是，按照實(shí)際處理水量和進(jìn)水污染物濃度計(jì)算的進(jìn)水污染物當(dāng)量，除總磷外，其余污染物與德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的當(dāng)量人口產(chǎn)污量是一致的，分別是COD：120 g/人·d，總氮：11 g/人·d。實(shí)際總磷當(dāng)量值低于標(biāo)準(zhǔn)值2.5 g/人·d，這是因?yàn)榈聡?guó)持續(xù)不斷推行無(wú)磷洗滌劑的緣故。調(diào)查缺少BOD5的數(shù)據(jù)，這與德國(guó)從2000年開(kāi)始鼓勵(lì)采用COD進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和考核有密切的關(guān)系。

　　⑥德國(guó)污水處理廠重視生物質(zhì)能的利用。德國(guó)污水處理廠單位人口耗電量為32.6kwh，折算處理單方污水0.42kwh。有厭氧消化處理的污水處理廠普遍回收生物質(zhì)能，這些廠生物質(zhì)能甚至可以滿足本廠能源消化的50%。

　　6反思

　　①應(yīng)合理確定我國(guó)地下水入滲量指標(biāo)。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定地下水入滲量按照污水量的10%計(jì)，這種相對(duì)數(shù)值的要求是否科學(xué)值得商榷。德國(guó)認(rèn)為地下水入滲量小于污水量的20%，則認(rèn)為該區(qū)域地下水入滲是可以接受的。德國(guó)單位面積的污水排水強(qiáng)度遠(yuǎn)低于我們的城市，我們即便是10%，其實(shí)際入滲量也遠(yuǎn)高于德國(guó)。而且這種調(diào)查要在“夜深人靜”的時(shí)候進(jìn)行，我們城市沒(méi)有“夜深人靜”，實(shí)際檢測(cè)極其困難，加之還有河水倒灌、施工降水。污水管道地下水入滲檢測(cè)是在排水管道上分段檢測(cè)的，所以衡量污水管道的外水量用單位時(shí)間、單位管長(zhǎng)衡量就比較科學(xué)。德國(guó)水協(xié)（DWA）有資料介紹：德國(guó)污水處理廠每年處理近100億立方米m³污水；其中： 52億m³為“純”污水、21億m³為外來(lái)水、27億m³為雨水（如合流制緣故等）。德國(guó)污水管道總長(zhǎng)21.5萬(wàn)km，合流制管道總長(zhǎng)24.7萬(wàn)km，兩者合計(jì)為46.2萬(wàn)km，折算單位污水管長(zhǎng)（含合流管）地下水入滲量為12.4 m³/km·d。調(diào)查資料顯示，我國(guó)污水管道地下水入滲量為均在150 m³/km·d，甚至高于250m³/km·d，我們實(shí)際地下水入滲量是德國(guó)的10倍以上。

　　②應(yīng)扎實(shí)推進(jìn)污水管道系統(tǒng)“清污分流”工作。現(xiàn)在150 m³/km·d看來(lái)的確太大了，“清污不分”是影響我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水濃度低下的重要因素，把“外水趕出去”對(duì)提高污水處理廠進(jìn)水濃度，提高污水處理廠污染物削減效益有重要意義。所以“趕外水”、“清污分流”工作是污水處理提質(zhì)增效的重要工作。

　　③應(yīng)高度重視污泥生物質(zhì)能源的利用。2017年調(diào)查還對(duì)沼氣產(chǎn)量、沼氣發(fā)電量及發(fā)電效率進(jìn)行了調(diào)查，詳見(jiàn)表4。按照平均23 L/人·d 計(jì)，德國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠每天的沼氣產(chǎn)量為240萬(wàn)m³。很多廠生物質(zhì)能源可以滿足能源消耗的50%，而且是綠色能源。可惜了。我們眾多的污水處理廠失去了多少的生物質(zhì)能？

　　表4 德國(guó)污水處理廠污泥消化產(chǎn)氣量調(diào)查表

　　④應(yīng)合理確定污水處理廠處理能力。德國(guó)污水處理廠規(guī)模是按照人口（當(dāng)量人口）確定的，但是無(wú)論是合流制污水處理廠，還是分流制污水處理廠，其生物處理段規(guī)模均是按照2倍的旱天污水量來(lái)確定其水量處理能力的。這樣設(shè)計(jì)的目的是應(yīng)對(duì)系統(tǒng)外來(lái)水的，德國(guó)積極采取措施，治理外來(lái)水進(jìn)入系統(tǒng)，故污水處理廠沒(méi)有滿負(fù)荷的，這也才有了處理截流雨水的能力。從表1可以清晰地看出，德國(guó)分流制地區(qū)處理水量就是污水產(chǎn)生量，幾乎沒(méi)有外來(lái)水。德國(guó)合流制污水處理廠在生物設(shè)施前，初次沉淀池后在雨天是允許溢流的。為了減少合流制雨天溢流，德國(guó)普遍采用帶有沉淀功能的雨水溢流池和截流池（截流水送到污水處理廠），且分流制地區(qū)也在推進(jìn)雨水截流池。我國(guó)分流制地區(qū)普遍存在雨水與污水互相混接的問(wèn)題，旱天雨水排水口又不允許排放，所以分流制雨水末端截流就成了普遍采用的措施。由于合流管、雨水管地下水入滲實(shí)際上比污水管更加嚴(yán)重，再加上水體水倒灌，合流制截流和分流制這種截流，導(dǎo)致污水處理廠低濃度、大水量，甚至冒溢。一味地?cái)U(kuò)建污水處理廠解決溢流不是好辦法，也無(wú)法解決雨天雨水問(wèn)題。最根本的辦法還是在源頭，有效削減徑流雨水和進(jìn)行雨污混接改造。只有在解決好源頭問(wèn)題，污水處理廠又有一定的雨天應(yīng)對(duì)能力，末端污水截流和雨天溢流治理才會(huì)有效。