全康環(huán)保:德國水協(xié)DWA的專(zhuān)業(yè)刊物《KorrespondenzAbwasser?Abfall》（污水與垃圾）2021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《33.Leistungsvergleichkommunaler Kl?ranlagen》（第33次污水處理情況調查），本次重點(diǎn)對能源消耗情況做了較深入的調查?，F摘錄部分數據，供學(xué)習、討論、參考。

1. 污水處理廠(chǎng)概況

2020年德國擁有城鎮污水處理廠(chǎng)9105座，總規模為1.518億當量人口（德國按照人口當量核定規模，與2019年調查相同），接近德國實(shí)際人口（8200萬(wàn)）的2倍。2020年調查了其中的5220座，調查總規模為1.308億當量人口，占總規模的86.2%。所調查污水處理廠(chǎng)的規模分布情況詳見(jiàn)表1。

德國污水處理廠(chǎng)以中小型污水處理廠(chǎng)居多，5000當量人口規模（約1000 m³/d水量規模）以下的廠(chǎng)數量占53%，但是服務(wù)的人口僅占總人口的4.5%；相對100000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%，但是服務(wù)的總人口要占調查廠(chǎng)總人口的67%。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

與先前調查相比，污染物凈化效果沒(méi)有太大變化，但是營(yíng)養物，特別是磷的去除效果略有提高，詳細調查結果見(jiàn)表2。各地區相比較，德國北部、東北部州的氮和磷的去除率較高。這些州進(jìn)水中COD、營(yíng)養物的濃度較高是與其分流制占比很高密切相關(guān)，詳見(jiàn)圖1，德國排水體制分布圖。圖中數字是該地區合流制占比，以薩爾州最高，合流制比例達92.1%；以勃蘭登堡州最低，為3.9%。東西向橫線(xiàn)是被稱(chēng)為“排水體制赤道線(xiàn)”，該線(xiàn)在逐步向北移動(dòng)，說(shuō)明原東德地區在排水系統建設和改造中更多采用了分流制。

需要說(shuō)明的是德國污水處理廠(chǎng)平均負荷率不足80%，年污水處理量是包括雨水和其它外來(lái)水量的，其不是實(shí)際的污水產(chǎn)生量，所以合流制地區人均污水處理量明顯高于分流制地區。

2011年至2020年污染物去除情況詳見(jiàn)圖2，除COD和TP去除率有較小幅度的提高外，其余污染物的去除率變化是比較平穩的，特別是TN的出水濃度基本上保持了不變。

BaWü：巴登符騰堡州 Bayern：巴伐利亞州 H-Rh-Saar：黑森/萊--法爾茨/薩爾州 Nord：北部地區 Noord-Ost：東北部地區 NRW：北萊茵?威斯特法倫州州 ST：薩克森/圖林根州 DWA：德國水協(xié)平均 ?WAV：奧地利水協(xié)平均

3．處理廠(chǎng)能耗情況

較2019年德國污水處理廠(chǎng)能耗有小幅度上升，對4835座調查污水處理廠(chǎng)能耗調查情況詳見(jiàn)表3。其總耗電量3148GWh/年（億瓦時(shí)）占德國全部污水處理廠(chǎng)耗電量的84.7%，約占德國2017年總耗電的129TWh（億千瓦時(shí)）的2.4%。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，最高的是州是北部地區州和巴登洲。折算的單位處理水量的耗電量與各地區污水處理廠(chǎng)進(jìn)水濃度成正比。

各污水處理廠(chǎng)能源自給的數據尚不完全掌握，能源自給量約為1118GWh/年。特別是大型污水處理廠(chǎng)，如北德國污水處理廠(chǎng)能源自給量量占耗電量的50%以上，特別是規模較大污水處理廠(chǎng)，如北萊茵州的污水處理廠(chǎng)。相比較黑森州、法爾茨、薩爾州能源自給量不足30%，這與這些地區小型和不帶厭氧消化的污水處理廠(chǎng)較多有關(guān)。近年來(lái)污水處理廠(chǎng)也在積極推進(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)自給率。

2011年至2020年污水處理廠(chǎng)數量?jì)粼黾s500座，84.7%的污水處理廠(chǎng)進(jìn)行了改擴建，改擴建規模1.28億人口當量。但是這些改擴建廠(chǎng)較2011年污水處理廠(chǎng)年耗電量卻從3217.7GWh下降到3148.1GWh，詳見(jiàn)表4。圖3顯示出第四和第五級的污水處理廠(chǎng)耗電量約占了德國污水處理廠(chǎng)總耗電量的90%，所以它們是節電的主力。但是小型污水處理廠(chǎng)單位人口規模的耗電量是高于大型污水處理廠(chǎng)的，除小型污水處理廠(chǎng)外，2020年單位人口的耗電量較2011年也是下降的，詳見(jiàn)圖4。

4．幾點(diǎn)體會(huì )

1）德國污水處理廠(chǎng)運行穩定。從圖2可以看出，德國污水處理廠(chǎng)運行十分穩定，污染物去除率始終保持在較高水平。德國按照污水處理廠(chǎng)耗氧物質(zhì)負荷和營(yíng)養物負荷的排放情況，可以將污染物排放水平分為五級，其中耗氧物質(zhì)包括BOD5、CODCr和NH4－N，營(yíng)養物包括TN和TP，分級標準詳見(jiàn)表5。實(shí)際上，德國各污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)遠好于排放標準，絕大多數污水處理廠(chǎng)污染物排放水平處于很低和低的等級水平上，這種分級體現了在達標基礎上，對排放質(zhì)量水平的綜合評價(jià)。

2）德國節水工作扎實(shí)有效。從表2可以看出，德國人均污水處理量在112~260L/人?d。需要特別說(shuō)明的是：德國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(chǎng)年均污水處理量按照實(shí)際服務(wù)的人口折算的，其與包括雨水在內的外來(lái)水量，合流制地區的人均污水處理量就明顯高于分流制地區。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（表中斜體字數據來(lái)自（德國排水管網(wǎng)和雨水處理水平）。也說(shuō)明從德國節水工作十分有效，反思我國相關(guān)標準規定的人均綜合生活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)規模衡量科學(xué)。德國污水處理廠(chǎng)規模是按照服務(wù)人口（當量人口）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（當量）人口污染負荷相同的問(wèn)題。所以，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。

4）德國排水管道質(zhì)量令人贊嘆。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，東北部進(jìn)水COD濃度超過(guò)1000mg/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。相對合流制地區，人均處理污水量也未超過(guò)260L/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！

5）德國污染排放當量規定精準。非常有趣的是，按照實(shí)際處理水量和進(jìn)水污染物濃度計算的進(jìn)水污染物當量，除總磷外，其余污染物與德國標準規定的當量人口產(chǎn)污量是一致的，分別是COD：120g/人?d，總氮：11 g/人?d。實(shí)際總磷當量值低于標準值2.5g/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和數據，這與德國從2000年開(kāi)始鼓勵采用COD進(jìn)行設計計算和考核有密切的關(guān)系。

6）德國十分重視污水處理廠(chǎng)節能。表3顯示德國處理單位水量耗電量在0.34~0.68度/m3，平均0.38度/m3，較大規模的污水處理廠(chǎng)人均耗電量較2011年還有下降。這一耗電量是包括污泥處理和進(jìn)水COD在超過(guò)500mg/L情況下的；折算平均處理單位COD的耗電量為0.76度/去除kgCOD。我們是多少？要比，就得考慮濃度和污泥處理。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)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23L/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?？上Я?，我們眾多的污水處理廠(chǎng)失去了多少的生物質(zhì)能？