德國水協(xié)DWA的專業(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BIZ-1.1—污水處理廠協(xié)調(diào)組”撰寫的文章《34.Leistungsvergleich kommunaler Kl?ranlagen》（第34次污水處理情況調(diào)查）。

本次重點對污水處理廠凈化效果、能源消耗情況、進水水質(zhì)與污水處理廠規(guī)模等級的關(guān)系做了較深入的調(diào)查。現(xiàn)摘錄部分?jǐn)?shù)據(jù)，供學(xué)習(xí)、討論、參考。

1 污水處理廠概況

2021年德國現(xiàn)有污水處理廠8891座，總規(guī)模1.521億當(dāng)量人口，接近德國實際人口的2倍。較2020年（第33次調(diào)查報告）的9105座，減少了214座，但是總規(guī)模較2020年調(diào)查的1.518億當(dāng)量人口，增加了30萬人。

2021年調(diào)查了其中的5273座，調(diào)查總規(guī)模為1.308億當(dāng)量人口，占總規(guī)模的85.9%。所調(diào)查污水處理廠的規(guī)模分布情況詳見表1。

2021年調(diào)查顯示，德國污水處理廠仍然是以中小型污水處理廠居多，1萬當(dāng)量人口規(guī)模以下的廠數(shù)量占66.15%，與2020年調(diào)查持平。但是規(guī)模的人口僅占總規(guī)模人口的7.53 %；相對10萬當(dāng)量人口以上規(guī)模的污水處理廠數(shù)量僅為總數(shù)量的4.23%，但是服務(wù)的總?cè)丝谝颊{(diào)查廠總?cè)丝诘?4.21%。德國這種污水處理廠布局與德國城市化水平高、小城鎮(zhèn)多和城市布局特點有密切關(guān)系。

2 污水凈化情況

表2是德國2021年調(diào)查廠的污水處理情況（年均值）。表中數(shù)據(jù)反映出：

1）德國污水處理廠均未滿負(fù)荷運行。所調(diào)查污水處理廠運行負(fù)荷率（按實際服務(wù)人口與人口規(guī)模比值計）平均為76.5%，對比國家奧地利為69.5%。最高的是德國中西部的黑森/萊·法爾茨/薩爾州地區(qū)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水水質(zhì)排水體制密切相關(guān)。按照當(dāng)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(yīng)進水CODCr濃度為400 mg/L~1070 mg/L。對比國家奧地利分別為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)，如巴登州其年均進水CODCr為400 mg/L，其合流制占比為88%（詳見圖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(qū)其年均進水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(qū)（梅克倫堡·前波莫瑞和勃蘭登堡梁州）為例，其居民人口約為430萬人，其實際服務(wù)的當(dāng)量人口為1320萬人，大約是該地區(qū)實際居住人口的2倍，也就是約三分之二的當(dāng)量人口是工業(yè)。單位當(dāng)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(qū)的雨水。這也說明德國節(jié)水工作十分有效，該為德國節(jié)水工作稱贊。反思我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的人均綜合污水量標(biāo)準(zhǔn)是不是太高了?節(jié)水才是最有效的治污措施。

3）德國污水處理廠進水水質(zhì)與管道質(zhì)量密切相關(guān)。污水處理廠進水中除了污水之外，還包括有外來水和雨水。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，特別是東北部進水CODCr濃度超過1000 mg/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(wǎng)較好的城市，其進水濃度才基本上與德國合流制地區(qū)接近。這也說明德國污水管道、合流制管道質(zhì)量令人贊嘆。高進水濃度除與節(jié)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)。“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，“城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效”太重要了！

4）德國污水處理廠規(guī)模衡量科學(xué)。德國污水處理廠規(guī)模是按照當(dāng)量人口（工業(yè)污水按照CODCr負(fù)荷120 g/人·d折算）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(dāng)量）人口污染負(fù)荷相同的問題。其按照當(dāng)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，避免了進水水量和污水產(chǎn)生量調(diào)查的真實性、準(zhǔn)確性和合理性的問題）；與此同時，也使得單位耗電量、單位污泥產(chǎn)量等的比較在有一個相同的平臺上進行。

5）德國進水污染物當(dāng)量規(guī)定精準(zhǔn)。令人驚訝的是，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(dāng)量，除總磷外，其余污染物各地區(qū)平均單位人口產(chǎn)生的污染物當(dāng)量值與德國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的當(dāng)量人口產(chǎn)污當(dāng)量是非常接近的，標(biāo)準(zhǔn)分別為：CODCr：120 g/人·d，總氮：11 g/人·d。實際總磷當(dāng)量值低于標(biāo)準(zhǔn)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。近年來，德國調(diào)查不再有BOD5的數(shù)據(jù)，這與德國從2000年開始鼓勵采用CODCr進行設(shè)計計算和考核有密切的關(guān)系。

6）德國污水處理廠污染物削減保持在較高水平。2021年德國調(diào)查污水處理廠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(biāo)準(zhǔn)的平均值。

圖2 德國各地污水處理廠污染物削減情況

3 德國進水污染物情況分析

2021年調(diào)查特別對各規(guī)模等級污水處理廠處理水量和進水污染物變化規(guī)律進行了調(diào)查，結(jié)果很有意思，但是沒有說明原因。可總結(jié)為：

1）單位當(dāng)量人口的處理水量與污水處理廠規(guī)模等級基本成反比。在污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)分流制占比越高，進水中雨水的就越低（理想狀態(tài)下為零）。德國北部和東北部地區(qū)與其他地區(qū)相比較，其污水處理廠的單位當(dāng)量人口的處理水量明顯要少，故這兩個地區(qū)的進水污染物濃度明顯高于其他地區(qū)。同時，調(diào)查還顯示單位當(dāng)量人口的處理水量隨著污水處理廠規(guī)模增加而減少，規(guī)模等級越高，單位人口處理的水量越小，詳見圖3。

2）進水CODCr濃度與污水處理廠規(guī)模等級基本成正比。調(diào)查顯示與其他進水污染物不同的是，進水CODCr濃度與污水處理廠規(guī)模等級基本成正比，也就是說，規(guī)模越大，進水CODCr濃度越高。詳見圖4。

3）單位人口總氮產(chǎn)生當(dāng)量與污水處理廠規(guī)模等級成反比。調(diào)查顯示在北部和東北部地區(qū)進水總氮濃度與污水處理廠規(guī)模與進水CODCr濃度相反，而成反比。也就是說污水處理廠規(guī)模越大，進水的總氮濃度越低。其他地區(qū)沒有規(guī)律，詳見圖5。但是進水單位人口產(chǎn)生總氮當(dāng)量與污水處理廠規(guī)模明顯成反比，詳見圖6和圖7。意味著污水處理廠規(guī)模越小，需要應(yīng)對進水總氮的要求越高。

4）單位人口總磷產(chǎn)生當(dāng)量與污水處理廠規(guī)模等級成反比。調(diào)查顯示進水總磷濃度與污水處理廠規(guī)模等級沒有規(guī)律顯示，詳見圖8。但是進水單位人口總磷產(chǎn)生當(dāng)量與污水處理廠規(guī)模也明顯成反比，詳見圖9和圖10。同樣也意味著污水處理廠規(guī)模越小，需要應(yīng)對進水總磷的要求越高。

4 出水污染負(fù)荷調(diào)查

此次還對各規(guī)模等級的污水處理廠出水污染負(fù)荷進行了調(diào)查，調(diào)查顯示10000當(dāng)量人口以下的（1~3級）污水處理廠人口規(guī)模僅占調(diào)查總規(guī)模的7.53 %（見表1），但是其總磷的排放負(fù)荷卻僅占調(diào)查廠總磷的排放負(fù)荷的24%。所以進一步降低小型污水處理廠出水的磷濃度是德國污水處理廠的重要任務(wù)。詳見圖11。

5 德國污水處理廠能耗情況

對5273座調(diào)查污水處理廠能耗調(diào)查情況詳見表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(qū)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(jié)能的同時，德國還大力推行能源的自給，大型污水處理廠能源自給率可以實現(xiàn)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(chǔ)上，德國還在大力推行推進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，實現(xiàn)污水處理廠能源自給率。2017年德國調(diào)查還對沼氣產(chǎn)量、沼氣發(fā)電量及發(fā)電效率進行了調(diào)查。按照平均23 L/人·d 、151.8百萬當(dāng)量人口規(guī)模和77.5%負(fù)荷率計,德國城鎮(zhèn)污水處理廠每天的沼氣產(chǎn)量為270萬m3。值得思考的是，我們眾多的污水處理廠究竟失去了多少的生物質(zhì)能？

編輯：李丹