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给水排水 Vol136 No13 2010
德国城镇污水处理厂运行概况唐 建 国(上海市水务局,上海 200003) 摘要 介绍了目前德国污水处理厂的总体概况、出水标准、出水水质等级的划分,并对2004年和2008年德国污水处理厂的进、出水水质情况进行了对比。同时也比较分析了上海市城镇污水处理厂的进、出水水质情况。关键词 污水处理厂 当量人口 污染物 德国
德国先进的污水处理水平不仅表现在高污水处理率上,而且也表现在污水处理厂良好的出水水质上。为保护水环境,1989年德国颁布相关法令,要求5000当量人口以上的污水处理厂必须脱氮,20000当量人口以上的污水处理厂必须除磷。德国确定每人每日BOD5排放负荷标准为60g;对于工业废水,据所排放的BOD5负荷折算为当量人口,如:某工厂排放的污水BOD5负荷为600kg/d,则折算为当量人口为600×1000/60=10000(当量人口)。自该法令颁布以来,德国一直致力于不可生化COD的去除,加之不断提高污水处理厂排污费标准,其污水处理厂出水的污染物浓度也不断得以降低,对保护水环境起到了重要作用(德国对COD、氮、磷、汞、铬、镉、镍、铅、铜、鱼类毒害物等污水处理厂出水污染物进行当量计算,如50kgCODCr折算为一个当量,每一当量排污费标准从1981年的12马克提高到了2002年的35.79欧元)。1 德国污水处理厂的接纳率据统计,2008年德国拥有城镇污水处理厂6113座,总设计规模1.51亿当量人口(按照水量规模计,约相当于3000万m3/d),处理量1.43亿当量人口。全国平均污水处理厂运行负荷率为95%(按当量人口计,下同),污水处理厂接纳率为94%。与2004年相比,污水接纳率和运行负荷率分别增加了1个和4.5个百分点,污水处理厂规模和处理量分别增加200万和800万当量人口。各联邦州(市)的污水接纳率情况详见表1。在6113座污水处理厂中,超过10万当量人口规模(相当于2万m3/d)的污水处理厂为227座,仅占总数的3.7%,但是服务的当量人口达7370万人,占总服务人口的52%。各类规模污水处理厂数量和服务的当量人口情况详见表2。表1 德国污水接纳率情况
地区污水接纳率/%污水处理厂运行负荷率/%
2008年2004年2008年2004年布来梅市100100100100 巴登符腾堡州9999100100 莱茵兰法尔茨州99989899 北莱茵州97979084 石荷尔斯泰茵州94938982 萨尔州929099100 梅前波美尼亚州84829783 萨克森州82789090 汉堡市99100100100 黑森州99999898 柏林市9899100100 巴伐利亚州9594100100 下萨克森州94939479 萨安哈尔特州85827661 勃兰登堡州83777065 图林根州65619283 全国平均949395 90.5 表2 德国污水处理厂数量和处理量情况
规模/当量人口数量/座占总数量的比例/%服务当量人口/万人占服务当量人口的比例/%
0～999133121.8 60 0.421000～5000201332.95303.725001～1000078012.86104.2810001～100000176228.8569039.90>1000002273.7737051.68合计6113100 14260100© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net给水排水 Vol136 No13 2010
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表3 德国污水处理厂进水水质年均值状况地区污水处理厂数量/座BOD5/mg/LCODCr/mg/L
TN/mg/LTP/mg/L
巴登符腾堡州1015(1066)(224)443(449)42.9(50)6.8(7.7
)
巴伐利亚州1630(1682)272(305)542(557)50(58)8.1(9.7
)
黑森/莱法尔茨/萨尔州1511(1535)224(236)456(471)46.8(54)7.4(7.7
)
北部地区614(489)(440)806(808)69.3(85)11.2(13.5
)
东北部地区264(235)428(568)985(1171)87(102)15.1(18.2
)
北莱茵州509(505)(228)420(481)39.1(54)5.7(7.9
)
萨克森/图林根州570(549)297(362)616(791)57(69)8.9(11.6
)
合计(平均水质)6113(6061)277(309)535(577)49.7(62)7.7(9.6)博登湖地区2148344.17.4
上海市50118.7277.223.63.8
注:①博登湖位于德国南部,是德国、瑞士和奥地利三国主要的水源地,故对其水质有严格的管理规定和措施。②括号中数值为2004年情况,其中污水处理厂数量为调查数。2 德国污水处理厂进水水质有关部门对各污水处理厂进水水质分析,各地污水处理厂进水水质年平均值差别很大,有的相差一倍。其中,以德国东北部地区的进水浓度最高,次之是北部地区。造成进水水质差别大的主要原因是排水体制的不同,德国北部以分流制排水体制为主,而南部则以合流制排水体制为主。有意思的是,有人曾以合流管道占50%为界,横穿德国画了一条线,称之为“合流水赤道线”。各地用水量的差异及粪便污水的接入量的不同也是造成进水水质有差异的主要原因(德国许多农村地区污水是通过吸粪车定时送入污水处理厂的)。上海市也是合流制和分流制并存的城市,相比较,上海市污水处理厂污染物进水浓度不足德国平均值的50%。与2004年相比,2008年各地区污水处理厂平均进水浓度略有降低,进水水质情况详见表3。3 德国污水处理厂出水水质情况德国对污水处理厂出水水质的要求是根据城镇污水处理厂规模的大小来确定的,规模越大要求越严。规模超过5000和20000当量人口(分别相当于1000m
3/d和4000m3
/d)时,要求必须除氮,或
者脱氮除磷,目前执行的污水处理厂出水标准详见表4。2008年德国污水处理总量为91.08亿m3,日
表4 德国目前执行的污水处理厂污染物排放标准规模/当量人口CODCr/mg/LBOD5/mg/LNH3—N
/mg/LTN/mg/LTP
/mg/L
<1000≤150≤401000～5000≤110≤255000～20000≤90≤20≤10≤1820000～100000≤90≤20≤10≤18≤2≥100000≤75≤15≤10≤18≤1
均污水处理量为2495万m
3
/d。各地区污水处理厂
2008年平均出水水质均大大优于排放标准(其中博登湖要求TP排放浓度小于013mg/L),详见表5。为评价污水处理厂出水状况,德国按照污水处理厂耗氧物质负荷和营养物负荷的排放情况,将出水状态分为5级,详细的分级标准见表6。德国各污水处理厂出水水质远好于排放标准,
2008年绝大多数污水处理厂污染物排放水平处于“很低”和“低”的等级水平上。其中,按照全德国年均水质考核,耗氧物质排放均为1级(很低);营养物质为2级(低),优于2004年的出水水质。目前德国污水处理厂的年均出水水质除总磷外,均优于我国现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准,优于我国《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921—2002)标准的娱乐用水水质。尽管上海市城镇污水处理厂出水水质近年来不断提高,如年出水CODCr平均浓度从2007年的© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net38
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表5 2008年德国污水处理厂出水水质年均值状况地区污水处理厂数量/座污水处理量
/万m3/dBOD5/mg/LCODCr/mg/LTN/mg/LNH
3—N
/mg/LTP
/mg/L
巴登符腾堡州1015435.62210.60.960.75
巴伐利亚州1630445.54.33010.61.680.98
黑森/莱———法尔茨/萨尔州1511410.74.5249.21.560.96
北部地区614263.7398.21.090.7
东北部地区2641403.94210.70.90.62
北莱茵州509675.9267.90.950.49
萨克森/图林根州570123.84.4319.11.280.97
合计(平均水质)61132495.24.3289.31.210.75
2004年平均水质5.0339.01.80.8
博登湖地区2124.42113.60.630.29
上海市50500.72378.313.60.86
GB/T18921—2002娱乐 性景观水体标准61551.0
表6 德国污水处理厂出水水质评价分级标准等级出水污染物情况BOD5/mg/LCODCr/mg/LNH
3—N
/mg/LTN/mg/LTP
/mg/L
1很低≤5≤30≤1≤8≤0.52低6～1031～502～39～130.6～1.03一般11～2051～904～1014～181.1～2.04高21～3091～12011～2019～352.1～5.05很高>30>120>20>35>5.0100.3mg/L,降低到2008年的78.3mg/L,又降低到目前的约60mg/L,这是上海市能够完成COD减排任务的关键。但是与德国相比,仍是其2.8倍,仅是德国的“一般”水平。4 几点感想通过对德国污水处理厂运行情况的分析及与上海市的比较,体会如下。(1)截污纳管需要常抓不懈。德国全国平均污
水接纳率为94%,目前本市城镇化地区仅为78%
(按城镇污水处理率计),差距是明显的。截污纳管
是一件“慢工细活”,但是只要常抓不懈,就一定会取得成效。(2)管道整治需要及早提到议事日程。尽管德
国污水处理厂进水水质差异较大,但是进水浓度是比较高的。上海市与德国污水量水平接近,但是进水浓度还不足德国的1/2。分析原因除了德国有严
格的节水措施和生活差异外,更重要的是与德国将排水管道的整治工作作为经常性工作是分不开的,
其结果是避免了地下水、河水、雨水等非污水混入污水管道中。上海市曾对苏州河一期工程排水管道地下水渗入量做过调查,苏州河以南渗入量为污水量的26%,以北为35%,其渗入量是惊人的,造成的结果是污水处理厂进水浓度大大低于设计值,如石洞口、竹园一、二和白龙港四厂的进水CODCr除白龙港污水处理厂在300mg/L左右外,另外3座污水处理厂均在230mg/L左右。上海市郊区许多污水处理厂进水水质普遍偏淡,某规模为2.5万m