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旗下栏目: 城乡污水 工业废水 流域治理

从德国2017年污水处理调查中都能够看出些什么?

来源:中国给水排水 作者:唐建国 人气: 发布时间:2019-09-12 18:04:09

德国水协DWA的专业刊物《Korrespondenz Abwasser?Abfall》(污水与垃圾)2018年第10期刊载了由DWA“污水处理厂协调小组”撰写的文章《30. Leistungsvergleich kommunaler Kl?ranlagen》(污水处理厂30年效果比较),现摘录部分数据,供学习、讨论、参考。

1. 德国现有污水处理厂9037座,总规模为1.52亿当量人口,接近德国实际人口(8200万)的2倍。2017年调查了其中的5505座,调查总规模为1.37亿当量人口。德国除了排水管道系统每三年进行一次调查外,污水处理厂情况调查也是2~3年进行一次调查,这种周期性的调查值得我们借鉴和学习。2017年也是一次30年情况的总结,表1汇总了德国及奥地利2017年污水处理厂的基本情况。

2. 德国污水处理厂以中小型污水处理厂居多,5000当量人口规模(约1000 m3/d水量规模)以下的厂数量占53%,但是服务的人口仅占总人口的3.6%;相对100000当量人口以上规模的污水处理厂数量仅为总数量的4%,但是服务的总人口要占总人口的53%。德国这种污水处理厂布局与德国城市化水平高、小城镇多和城市布局特点有密切关系。中国城镇污水处理厂是否就得大集中?大集中起码对污水处理厂出水用于城市水体的清水补充是不利的。德国污水处理厂规模采用人口当量,一方面体现了德国在人口管理上的严格性,有效避免了用采用水量进行规模设定,用污水量与处理量核算处理率核算等一系列重要,但是不精准的问题。

3.德国人均污水处理量和人均污水产生量是两个不同概念,前者是按照实际服务的人口折算的,其与包括雨水在内的外来水量大小有直接关系。后者是类似于我们的人均综合生活污水量,包括商业、小型工业等(表中斜体字数据来自《Korrespondenz Abwasser?Abfall》2019年5月期《Im Spiegel der Statistik : Abwasserkanalisation und Rengenwasserbehandlung in Deutschland》(德国排水管网和雨水处理水平)。德国城镇污水处理厂是服务的对象是家庭生活污水、商业、学校及小型工业的污水,工业污水是单独处理的。实现我国工业废水,特别是工业区的污水单独处理是非常必要的。从德国人均污水产生量看,我国相关标准规定的人均综合生活污水量标准太高,节水才是最有效的治污措施。

4. 德国污水处理厂出水水质从1988年至2004年出水中污染物浓度持续下降,这与德国1990年开始要求5000当量人口规模以上污水处理厂必须除氮,20000当量人口规模以上污水处理厂必须除磷要求有密切关系。自2004年始,出水污染物浓度,或者去除率基本稳定,文章评价称,处理水平已到了生物处理的极限。表2是德国出水水质标准。

5. 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,可以将污染物排放水平分为五级,其中耗氧物质包括BOD5、CODCr和NH4-N,营养物包括TN和TP,分级标准详见表3。实际上,德国各污水处理厂出水水质远好于排放标准,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,实际污染物排放水平情况详见表1。这种分级体现了在达标基础上,对排放质量水平的综合评价。

6. 德国污水处理厂是没有满负荷的,平均负荷率为77.5%,奥地利更低,为68.8%。这与德国污水处理厂设计水量为旱季污水量的2倍有关。在这种规定指导下,德国二次沉淀池容积远大于我国各污水处理厂的二次沉淀池,使之有能够充分发挥固液分离、污泥浓缩和活性污泥储存(避免雨季高峰流量将活性污泥冲出系统)三大功能。德国这一2倍旱流污水量的计算规定的初衷原是考虑解决进管、进厂外来水的处理问题。由于对地下水等外水入渗问题的持续解决,目前外水主要是合流制的雨水。如分流制的东北部地区外来水比例仅占污水量的4.6%,柏林更是称外来水为零。而合流制比例较高的巴登州,外来水量占82.9%,也是以雨水为主。这也就为德国处理不断增多的雨水截流池水的提供了基础条件。我国污水处理厂取消负荷率考核是管理的重大进步,但是设计以平均日水量乘日变化系数的方法值得讨论,起码对二次沉淀池的设计就是不利的。如果我们二次沉淀池也有足够大的容积,应对日益严格的标准提升就会更加从容。

7. 从表1德国污水处理厂进水浓度就可见一斑,我国只有低地下水位地区和排水管网较好的城市,其进水浓度基本上与德国合流制地区接近。“清污不分”是影响我国城镇污水处理厂进水浓度低下的重要因素,把“外水赶出去”对提高污水处理厂进水浓度,提高污水处理厂污染物削减效益有重要意义,“城镇污水处理提质增效”太重要了!

8. 表1德国本次调查的污水处理厂年总出处理水量为85亿m3,德国水协DWA资料介绍:德国所有污水处理厂每年处理近100亿立方米m3污水;其中:52亿m3为“纯”污水、21亿m3为外来水、27亿m3为雨水(如合流制缘故等)。德国“德国排水管网和雨水处理水平”一文的最新调查为污水管道总长21.5万km,合流制管道总长24.7万km,两者合计为46.2万km,折算单位污水管(含合流管)长外来水量为12.5 m3/km?d。笔者曾经测算过上海污水管道地下水入渗量为134 m3/km?d,也有研究者测算污水管道地下水入渗量大于150 m3/km?d。我国现行规范规定地下水入渗量按照污水量的10%,这种相对数值的要求是否科学值得商榷。德国认为污水管道外水入渗量小于20%,则该管道就是比较好的。德国单位面积的污水排水强度远低于我们的城市,如果我们也按照10%、20%要求,则实际上地下水入渗量要比德国要大得多。而且这种调查要在“夜深人静”的时候进行,我们城市没有“夜深人静”,加之还有河水倒灌、施工降水入渗,所以衡量污水管道的外水量用单位时间、单位管长量就比较科学,现在150 m3/km?d看来太大了,多少合适需要研究。我国雨水排水管道是不要求进行闭水试验的,而且还是直接通河的,所以雨水管旱天高水位、“满管流”就不足为奇了。把混接污水在内的外水从雨水管道里赶出去,才能够保证旱天将污泥从雨水管道里真正清出来,这是削减排水口出流污染的根本保证,如果我们雨水排水管旱天是干的,允许积泥深度规定也是零,再加上正确的海绵对策、绿色措施,排水口雨天出流污染问题和水体下雨就黑的问题就会迎刃而解,雨水排水系统也要提质增效,也是非常重要的。

9. 德国处理单位水量耗电量平均为0.4度/m3,这一耗电量是包括污泥处理和进水COD在超过500mg/L情况下的;折算平均处理单位COD的耗电量为0.76度/去除kgCOD。我们是多少?要比,就得考虑浓度和污泥处理。

10. 非常有趣的是,按照实际处理水量和进水污染物浓度计算的进水污染物当量,除总磷外,其余污染物与德国标准规定的当量人口产污量极其一致,分别是COD:120 g/人?d,总氮:11 g/人?d。实际总磷当量值低于标准值2.5 g/人?d,这是因为德国持续不断推行无磷洗涤剂的缘故。调查缺少BOD5和数据,这与德国从2000年开始鼓励采用COD进行设计计算和考核有密切的关系。

11.2017年调查还对沼气产量、沼气发电量及发电效率进行了调查,详见表4。按照平均23 L/人?d 、151.8百万当量人口规模和77.5%负荷率计,德国城镇污水处理厂每天的沼气产量为270万m3。可惜了,我们众多的污水处理厂失去了多少的生物质能?

来源:城建水业

(编辑:小虫)

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