德國水協(xié)DWA的專業(yè)刊物《Korrespondenz Abwasser·Abfall》（污水與垃圾）2020年第11期刊載了由德國水協(xié)DWA的“污水處理廠BIZ-1.1—污水處理廠協(xié)調組”撰寫的文章：《32.Leistungsvergleich kommunaler Kläranlagen》（第32次污水處理廠效果比較），現(xiàn)摘錄部分數(shù)據(jù)，供學習、討論、參考。

　　2019年德國水協(xié)（DWA）組織了第32次德國城鎮(zhèn)污水處理廠成效調查，本次調查內容包括：污水凈化效果、電耗以及污泥產量等情況，并與奧地利相應情況進行了對比。

　　1污水處理廠概況

　　2019年德國擁有城鎮(zhèn)污水處理廠9105座，總規(guī)模為1.518億當量人口，接近德國實際人口（8200萬）的2倍。2019年調查了其中的5310座，調查總規(guī)模為1.324億當量人口，占總規(guī)模的87.2%。所調查廠的規(guī)模分布情況詳見表1。

　　表1 2019年調查的城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模分布情況

　　德國污水處理廠以中小型污水處理廠居多，5000當量人口規(guī)模（約1000m³/d水量規(guī)模）以下的廠數(shù)量占53.3%，但是服務的人口僅占總人口的4.8%；相對100000當量人口以上規(guī)模的污水處理廠數(shù)量僅為總數(shù)量的4%，但是服務的總人口要占調查廠總人口的53%。德國這種污水處理廠布局與德國城市化水平高、小城鎮(zhèn)多和城市城市化水平高的特點有密切關系。

　　2污水凈化情況

　　與先前調查相比，污染物凈化效果沒有太大變化，但是營養(yǎng)物，特別是磷的去除效果略有提高。各地區(qū)相比較，德國北部、東北部州的氮和磷的去除率較高，這與這些州進水中營養(yǎng)物的濃度較高和是分流制地區(qū)有關，詳細調查結果詳見表2。

表2 2017、2019年德國調查污水處理廠運行數(shù)據(jù)匯總

　　3處理廠能耗情況

　　較2017年德國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污泥產量情況

　　德國污泥產量情況詳見表3，規(guī)模大于5000人口的污水處理廠，污泥產量十分接近。但是規(guī)模小于5000人口的廠，污泥產量波動較大，這與這些廠多采用移動式脫水機有關。

　　德國《污泥生物穩(wěn)定化導則》（DWA-M368）中規(guī)定：采用好氧生物穩(wěn)定的，污泥產量為18 kg（干物質）/人·年；采用厭氧消化穩(wěn)定的，污泥產量為15 kg（干物質）/人·年。若按照人均產泥量15 kg/人·年計算，德國平均產量為處理萬立方米污水的產泥量約為2000 kg（干基），相當于10 m³（含水率按照80%計）。

　　表3 2019年調查的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產量

　　5幾點體會

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

　　②德國污水處理廠規(guī)模衡量科學。德國污水處理廠規(guī)模是按照服務人口（當量人口）來衡量的，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題。其單位耗電量、單位污泥產量等都是按照單位人口來衡量和比較的，實現(xiàn)了可比性。

　　③德國節(jié)水工作扎實有效。需要特別說明的是：德國人均污水處理量和人均污水產生量是兩個不同概念，前者是將污水處理廠年均污水處理量按照實際服務的人口折算的，其與包括雨水在內的外來水量。后者是類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（表中斜體字數(shù)據(jù)來自（德國排水管網和雨水處理水平）。從德國人均污水產生量看，我國相關標準規(guī)定的人均綜合生活污水量標準太高，節(jié)水才是最有效的治污措施。

　　④德國污水處理廠進水濃度因排水體制差異很大。德國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水濃度幾乎比合流制為主的地區(qū)高1倍，東北部進水COD濃度超過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。我國只有低地下水位地區(qū)和排水管網較好的城市，其進水濃度基本上與德國合流制地區(qū)接近。高進水濃度與節(jié)水工作成效直接相關，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。

　　⑤德國污染排放當量規(guī)定精準。非常有趣的是，按照實際處理水量和進水污染物濃度計算的進水污染物當量，除總磷外，其余污染物與德國標準規(guī)定的當量人口產污量是一致的，分別是COD：120 g/人·d，總氮：11 g/人·d。實際總磷當量值低于標準值2.5 g/人·d，這是因為德國持續(xù)不斷推行無磷洗滌劑的緣故。調查缺少BOD5的數(shù)據(jù)，這與德國從2000年開始鼓勵采用COD進行設計計算和考核有密切的關系。

　　⑥德國污水處理廠重視生物質能的利用。德國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能，這些廠生物質能甚至可以滿足本廠能源消化的50%。

　　6反思

　　①應合理確定我國地下水入滲量指標。我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定地下水入滲量按照污水量的10%計，這種相對數(shù)值的要求是否科學值得商榷。德國認為地下水入滲量小于污水量的20%，則認為該區(qū)域地下水入滲是可以接受的。德國單位面積的污水排水強度遠低于我們的城市，我們即便是10%，其實際入滲量也遠高于德國。而且這種調查要在“夜深人靜”的時候進行，我們城市沒有“夜深人靜”，實際檢測極其困難，加之還有河水倒灌、施工降水。污水管道地下水入滲檢測是在排水管道上分段檢測的，所以衡量污水管道的外水量用單位時間、單位管長衡量就比較科學。德國水協(xié)（DWA）有資料介紹：德國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為外來水、27億m³為雨水（如合流制緣故等）。德國污水管道總長21.5萬km，合流制管道總長24.7萬km，兩者合計為46.2萬km，折算單位污水管長（含合流管）地下水入滲量為12.4 m³/km·d。調查資料顯示，我國污水管道地下水入滲量為均在150 m³/km·d，甚至高于250m³/km·d，我們實際地下水入滲量是德國的10倍以上。

　　②應扎實推進污水管道系統(tǒng)“清污分流”工作。現(xiàn)在150 m³/km·d看來的確太大了，“清污不分”是影響我國城鎮(zhèn)污水處理廠進水濃度低下的重要因素，把“外水趕出去”對提高污水處理廠進水濃度，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增效的重要工作。

　　③應高度重視污泥生物質能源的利用。2017年調查還對沼氣產量、沼氣發(fā)電量及發(fā)電效率進行了調查，詳見表4。按照平均23 L/人·d 計，德國城鎮(zhèn)污水處理廠每天的沼氣產量為240萬m³。很多廠生物質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能？

　　表4 德國污水處理廠污泥消化產氣量調查表

　　④應合理確定污水處理廠處理能力。德國污水處理廠規(guī)模是按照人口（當量人口）確定的，但是無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倍的旱天污水量來確定其水量處理能力的。這樣設計的目的是應對系統(tǒng)外來水的，德國積極采取措施，治理外來水進入系統(tǒng)，故污水處理廠沒有滿負荷的，這也才有了處理截流雨水的能力。從表1可以清晰地看出，德國分流制地區(qū)處理水量就是污水產生量，幾乎沒有外來水。德國合流制污水處理廠在生物設施前，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)也在推進雨水截流池。我國分流制地區(qū)普遍存在雨水與污水互相混接的問題，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際上比污水管更加嚴重，再加上水體水倒灌，合流制截流和分流制這種截流，導致污水處理廠低濃度、大水量，甚至冒溢。一味地擴建污水處理廠解決溢流不是好辦法，也無法解決雨天雨水問題。最根本的辦法還是在源頭，有效削減徑流雨水和進行雨污混接改造。只有在解決好源頭問題，污水處理廠又有一定的雨天應對能力，末端污水截流和雨天溢流治理才會有效。