1、1、歐盟國家的污水處理現狀概況對于歐洲各國來說，幸運的是沒有嚴重的水方面的問題，諸如大范圍的洪水泛濫、干旱或大范圍的水資源短缺，而且，也未收到通過水源作為傳播渠道的致命的傳染性疾病的困擾。總體上來說，歐洲的水資源狀況良好。但是，與此同時也存在著一些威脅到、影響到水質狀況的問題。因此，為保證在歐洲范圍內水質和水量的可持續發展，歐共同制定了覆蓋面廣泛的基礎法規。 歐洲的水資源的狀況歸納如下：雖然自從上個世紀九十年代起，歐共體提出了要達到的水質目標，但是河流水質并沒有完全改善。因農業生產排放硝酸鹽所引起的河流、湖泊、水庫、海岸和海水的富營養面源污染還在不斷增長，同時，對其所產生的危害性估計不足。在過

2、去的幾年中，由于在工業方面、在污水處理方面采取了一些措施，并且在家庭中采用無磷的洗滌劑，因而，磷化合物的排放量已減少。在歐洲地下水占飲用水水源的65%。但是，地下水的水質、及其引起的人體健康正受到濃度過高的硝酸鹽、殺蟲劑、重金屬、碳水化合物和有機氯化物等的威脅。歐洲各國對于水資源的應用各不相同。在地中海國家，水資源主要被用于農業灌溉。而對于北歐諸國來說，水資源主要用于滿足居民、公眾事業、商業的需求。歐洲各國對于水資源的管理是相當復雜的。歐盟的各成員國對于水質和污水處理的觀點各不相同，有時甚至是相互對立的。有些國家認為本國經濟發展受到了歐洲的環境保護法規的限制。另外，還存在著河流水體邊界不清和水

3、源污染的問題。在歐洲，某些河流流經不同的區域和國家，其流域的不同段分別由不同的行政部門或地區單位管理，需要互相間的合作與支持。1.1、歐盟在水資源管理的立法方面可分為三個階段：第一階段為1975年通過的有關地表水的法規和1980年通過的有關飲用水的法規。主要是針對不同類型的水源和不同用途的水的水質：漁業養殖水、貝類養殖水、游泳水、地下水。第二階段主要針對排放標準。在這方面有兩部重要的法規，1991年通過的硝酸鹽法規和城市污水處理的法規(UWTD)。UWTD 的主要內容是：所有已建成的區域，根據其規模和所處的位置，必須在 1998，2000或 2005年底以前逐步建立起污水收集系統和處理系統。根

4、據接受水體對污染的敏感程度，將處理污水處理深度分為一級處理、二級處理或 三級處理污水處理工藝可以由三級連續的處理工藝和被稱為預處理的初級處理工藝組成。預處理是通過機械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。一級處理是通過沉淀池或氣浮池去除懸浮的固體物。二級處理是生物處理：污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉化為污泥。三級處理是污水的深度處理，它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。UWTD的制定是為了改善水體的水質。未經處理的污水的排放是歐洲最顯著的水問題之一。各成員國花費了大量的資金用于污水收集和處理設施的建設。第三階段為去年通過的新的

5、水體系的法規(WFD)。WFD將排放標準和水質目標有機地結合在一起。WFD的主要組成部分是：歐洲的所有的水資源將受到這一法規的保護(地表水、地下水、過渡水體和沿海水體)所有這些水體最終必須達到良好的狀態。一種將排放標準和水質標準結合起來的新的方法將被用來實現這些目標;正如某些成員國已經進行的，按流域設置管理機構，處理所有的水資源問題;水的主要價值應集中體現為水價，同時強化誰污染誰付費的原則;居民們將更多地結合在水資源管理過程中;法規將被更簡化，但更有效地執行。1.2、歐洲國家污水處理技術的比較研究在這方面的比較研究還是很匱乏的。有兩個研究成果值得大家注意。一是1994年水研究中心提出的研究報告

6、，該報告由當時12個歐盟成員國的污泥處理與處置的專家完成;二是1997年在前EWPCA指導下進行的研究，其對15個歐洲國家在污水處理方面有關的觀點、數據和不同形式的報告進行了比較。此外，由Kraemer 先生和Rudolph 先生合作完成的有關部分歐洲國家的污水處理費用的比較 。1.2.1、目標在這種背景下，成立了一個由來自于水資源管理、廢棄物管理和工程結構方面的專家組成的專家組(BWK) 進行“國際污水凈化技術和費用的比較研究”。在這個研究小組成立之前，總部設在Cologne的AEW-Plan工程公司應有關方面的要求曾對歐洲6國在污水凈化技術和費用方面進行了詳盡地比較。這 6 個國家是德國、

7、丹麥、法國、意大利、荷蘭和瑞士。1.2.2、基礎數據在被研究的這六個國家中，荷蘭的人口密度最高，其次是德國。國土面積最大的法國，人口密度最低。另外，面積較小的丹麥和荷蘭的城市人口的比例高于德國。由于這些國家都處在中歐氣候帶中，所以各國的年平均降雨量沒有很大的差別。只有意大利南部的降雨量很少，瑞士的某些地區的降雨量很高，這些區域都不在研究的范圍之內。另外，在研究瑞士的具體情況時必須考慮地表形態的影響。因為在瑞士境內有 60%的地區位于阿爾卑斯山脈的區域內，山區的地形增加了建造污水凈化設施的費用。1.2.3、污水處理概況目前還缺乏有關的標準化指標來評估這六個國家的污水處理廠的數目和分布情況。特別是

8、，對于污水處理廠還沒有明確的定義。在荷蘭，污水處理廠的建設正在不斷地向高處理能力的方向發展。而在丹麥、法國和意大利污水處理廠的規模一般較小，因而其總體數量較大。在大多數國家中，合流制排水系統仍占據著主導地位。但是，現在采用分流制的排水系統正逐漸成為一種趨勢。在污水處理廠里進行處理的污水由生活污水、工業廢水、滲透水和經處理的雨水所組成。來自于家庭的生活污水量與飲用水量有關，在德國為132 升/(人/天)，是所有這六個國家中最少的。尤其是在瑞士和意大利生活污水的量幾乎是德國的兩倍。有關外滲水量還沒有足夠的資料。在德國，外滲水量似乎要低于其他各國。由于這6國居民的生活習慣很相似，因而污水的濃度取決于

9、所產生的污水量。1.2.4、設計與建造各國家間對污水處理廠的設計和建造過程各不相同。在德國、法國、瑞士和意大利已經形成了自己的一套規范的、昂貴的批復程序。尤其是在德國、法國和瑞士，對環境的維護和治理占了主導的決定因素。對于意大利，這種關系還不是十分的確定。在瑞士，建造過程往往分步進行，每進行兩步建造就要進行評估。在荷蘭，也有一個批復的程序，但是相關的申請方同時也是批復的機構。在丹麥一般不需要設計的批復和官方的批復，但是當出水值超過了設計極限值時，必須修改設計。 在德國，對設計和施工均有相應的合同規定。一般來說，設計由專門的設計咨詢公司完成，具體的建造越來越由具工程總包能力的公司完成。在荷蘭和瑞

10、士，設計階段和招標階段比較相似。在法國、丹麥和意大利，對設計的細節要求相對較少。因此，圖紙仍有可修改的余地，其被用于施工公司對項目的評估，施工圖設計主要由施工公司完成。1.2.5、設計計算這六個國家對于污水處理廠的設計計算各不相同。在德國標準化的設計計算主要是基于行標 ATV-A131。相類似的只有在瑞士才有設計標準。在法國和意大利，設計由施工公司完成，公司對知識產權進行嚴格控制。經STOWA的推薦的動態模擬的計算方法已在荷蘭被運用于設計計算中，同時它也在德國、瑞士和丹麥不斷地得到了重視。選擇輸入的數據對計算結果很重要。在德國，設計時按照85%可靠度進行設計計算。在瑞士設計的可靠度為80%，而

11、在丹麥只有60 %。基于安全性的考慮，在德國污水處理廠的設計溫度為10°C。1.2.6、技術路線根據氮化物地去除率，在傳統的工藝基礎上，各個國家間所采取的工藝有著明顯的差異。丹麥：氮化物的去除：全部硝化、反硝化除磷;常用的工藝：低負荷的曝氣工藝、同步好氧污泥穩定、極少生物濾池;特殊的工藝：生物反硝化、生物除磷。德國：氮化物的去除：大部分硝化、反硝化除磷;常用的工藝：曝氣工藝、部分生物濾池、厭氧污泥穩定;特殊的工藝：許多兩步處理系統、常用生物除磷、接觸式濾池很多方式。法國：氮化物的去除：部分硝化、反硝化除磷;常用的工藝：曝氣工藝、氧化塘;特殊的工藝：生物濾池、斜板斜管沉淀池、很多方式。

12、意大利：氮化物的去除：很少硝化、反硝化除磷;常用的工藝：曝氣工藝去除碳化物、 去除污染物質、厭氧污泥穩定;特殊的工藝：常采用機械處理法。荷蘭：氮化物的去除：全部硝化、反硝化除磷;常用的工藝：低負荷的曝氣工藝、同步-好氧污泥穩定;特殊的工藝：氧化溝,、克勞塞爾工藝。瑞士：氮化物的去除：很小一部分硝化、幾乎沒有反硝化、全部除磷;常用的工藝：低負荷的曝氣工藝、生物濾池、生物轉盤;厭氧污泥穩定;特殊的工藝：生物濾池、斜板斜管沉淀池。1.2.7、污水處理的費用為了對上述6個國家的污水處理費用進行比較，我們對污水處理廠進行了以下的分類：從每一個國家中處理規模為(2000人口當量;10000人口當量;100

13、000人口當量)的污水處理廠中各選出兩個污水處理廠根據以下指標進行比較：˙ 新建的污水處理廠或擴建的舊污水處理廠;˙ 通過硝化/反硝化處理脫氮;˙ 通過沉淀法或生物法除磷;˙ 基礎的處理工藝為活性污泥法，同時結合某些國家特殊的處理方法，例如，在荷蘭的克勞塞爾法。選擇處理廠時必須綜合考慮考慮到以上指標。對于所有選擇出來的污水處理廠的投資和運行費用必須在當地進行研究。費用數據用德國馬克表示，參考中央銀行的外幣兌換率的統計和國家統計局1996年的價格指數進行換算。投資費用根據統一的利率和污水處理廠的使用壽命換算成年平均資本。這與污水處理

14、廠的規模有關。運行費用也可相應地確定。由于它與系統的實際負荷和利用率有很大的關系，因此在這里引進了一個因素來顯示利用率對運行費用的影響。這個因素的35%為年運行費用，其與系統的復雜程度相關，另外65%則與系統的實際運行負荷相關。2、世界主要國家的污水處理現狀2.1、德國污水處理技術應用現狀：排水管網系統建設2.1.1、管網建設情況德國公共排水管道總長度約48萬km。以轄區內全部面積計算，排污管網密度1.1 1 km/km2.人均排污管道長度達到5.8 m，居民接管率從1979年的84.5%上升到95%，即占全國人口總數95%的居民的生活廢水已納入排污管網，其中10萬人以上的大城市居民接管率超過

15、98%，<2000人的村莊居民接管率也已達90%。約93%下水道管徑。2.1.2、排水體制德國在中心城區主要采用雨污合流制，周邊及新建地區主要采用分流制。合流制下水道的比例約占70%，分流制下水道比例約占30%。建有37000座合流制雨水池，其總池容1400萬m，建有10000座分流制雨水凈化池，其總池容1000萬m，雨水均需經處理達標后排入水體，大大改善了水體水質。2.1.3、截流倍數德國年降雨量5001500mm，季節分配均勻，區域降雨量變化較大，首都柏林年平均降雨量714mm，科隆市年平均降雨量798mm，合流制系統截流倍數為24，雨水進污水處理廠進行處理的量為2倍污水，長期的運行

16、實踐證明，由于降雨量季節分配均勻，發生溢流的次數較少，政府允許20%雨水直接溢流，如果不能滿足要求，則建造雨水調節池。2.1.4、污水處理廠規模之當量人口的概念德國污水處理廠規模按當量人口EW 計算，1EW按每人每天所產生的BOD為60g，以EW表示的負荷是根據一年中進入污水處理廠濃度最大的一個星期的BOD計算出來的，此方法直接反應了污水處理廠污染物負荷，即實際需處理的污染物的量。而我國污水處理廠規模則以日處理污水量為主要依據，由于污水濃度不同，同等規模的污水處理廠實際需處理的污染物量可能相差數倍。不便于進行工程投資對比分析，給污水處理能力的綜合評價帶來困難2.1.5、污水處理廠生物除磷脫氮設

17、計德國污水處理廠進水總氮的濃度通常為3580mg/L，總磷濃度l025mg/L，排放要求總氮的濃度通常為1018mg/L，總磷濃度12mg/L，根據進水水質及排放要求，德國污水處理廠基本上均需進行除磷脫氮，在污水處理的脫氮除磷方面積累了很多值得借鑒的經驗和技術。現將德國污水處理技術協會(ATV)最新制定的城市污水設計規范 A131中關于生物除磷脫氮(硝化和反硝化)的曝氣池設計方法作簡要介紹。A131的應用條件：進水的COD/BOD 2，TKN/BOD 0.25;對于具有硝化和反硝化功能的污水處理過程，其反硝化部分的大小主要取決于：(1)希望達到的脫氮效果;(2)曝氣池進水中硝酸鹽氮和BOD的比

18、值;(3)曝氣池進水中易降解BOD占的比例;(4)泥齡;(5)曝氣池中的懸浮固體濃度;(6)污水溫度。2.2、芝加哥污水處理現狀芝加哥是美國中部最大的城市，位于密歇根湖湖畔。為避免城市污水污染湖水，市政管理部門(MWRDGC)采取了一系列監測控制措施以保護湖水，其中最主要的是將居住在2200km2市區范圍內的550萬人的生活污水和550萬人口當量的非生活污水進行嚴格的處理。2.2.1、芝加哥市區污水處理區的工作任務：(1)確保該地區區民的飲水安全和健康;(2)保證密西根湖(Lake Michigan)的水質安全;(3)改善該地區所有河流水道的水質;(4)減少商業和民用設施受洪水的侵害;(5)把

19、水資源作為重要資源來管理。大約在20世紀初期，由于人口劇增導致了工業及生活用水量的陡增，由于沒有具體的污水處理系統，污水直接排入密西根湖，而當時負責從密西根湖中取水的取水塔離岸邊太近，導致了生活用水遭到污染，在當時造成了大約100多人由于水質不達標死亡的時間。從此以后芝加哥的2座取水塔均建在距離湖岸2英里處，防止類似事件再次發生。芝加哥市區范圍內年平均日總污水量為520萬m3，其中98%以上由3座大型二級污水處理廠處理，其余不足10萬m3/d污水則由3座小型水回收廠經深度處理后回用。位于市中心地區的西西南污水處理廠是美國最大的污水處理廠，也是世界上最大的污水處理廠之一。該廠的進水泵站及一級處理

20、能力超過500萬m3/d，二級處理能力平均為455萬m3/d，最大為545萬m3/d。污泥處理能力除負擔本廠所產生的污泥外，還負擔著由北方污水處理廠壓力輸送來的及另外兩座深度處理廠的污泥。西西南污水處理廠由西廠和西南廠合并而成。現稱為司提克內水回收廠。西廠于1930年建成投入運行，為一座有3組雙層沉淀池和12條污泥自然干化床組成的一級處理廠。隨著城市的發展和水源保護標準的提高，1935年開始在西廠的西南側建設以活性污泥法為主要處理工藝的西南污水處理廠，1939年投入運行。1949年和1975年兩次擴建，形成455萬m3/d二級處理的規模。在污泥處理方面，經多次擴建，增設了濕式氧化站，中溫消化池

21、，真空脫水機裝置，使該廠的設施更加完善。由于歷史原因，其污水處理設施既有古老的雙層沉淀池和污泥自然干化床，也有新穎的曝氣池、污泥消化池和濕式氧化裝置。該廠位于城市的中心地區，用地受到限制，廠內建筑物的布置極為緊湊。在污水處理工藝方面，采用了傳統的活性污泥法為二級處理的主要手段。矩形回流槽曝氣池的容積，超過80萬m3，按平均日流量455萬m3計，停留時間在4h以上。二次沉淀池采用直徑為38.4m的輻流式沉淀池，共96座，表面水力負荷為40.7m3/(m2&dot;d)。污泥處理工藝是多種多樣的。初次沉淀污泥在雙層沉淀池下部常溫消化，消化后的污泥部分經干化床自然干化，部分轉送到污泥塘靜置穩

22、定。全部剩余活性污泥經濃縮后進人中溫消化池，部分消化污泥由真空濾機脫水后烘干制成肥料;另一部分經濃縮后加壓輸送到污泥塘，進一步穩定并脫水，然后用船送到郊區農田施肥。自然干化的污泥餅，則用鐵路運送分散到各用戶。司提克內廠的污水處理效果較好。根據1999年11月的報告，1998年全年平均污水量為300萬m3/d情況下，出水生化需氧量BOD為2.2mg/L，懸浮物為5.4mg/L，氨氮為0.5mg/L，溶解氧DO為8.5mg/L，大大超過了所要求的標準。在二級處理中，控制較長的固體停留時間，取得了硝化除氮的效果，去除率達到77%，出水氨氮小于2mg/L。1978年全廠管理費用為1842萬美元，折合每

23、立方米污水處理費用為1.62美分。處理廠的操作人員采用了先進的電腦程序監視和控制系統，所有設施始終以最少的人力高效運行。由于芝加哥市及其周邊地區的排水系統是合流制，隨著城市的發展，暴雨徑流增大，污水處理廠經常超負荷，迫使未經處理的污水流人河道。因此，早在20世紀70年代初期，市政當局就提出了隧道及水庫計劃(Tunnel and Reservoir Plan)，簡稱TARP。這個計劃包括160km隧道，用以截流貯存合流管中的溢流水，以便污水處理廠以后處理。其目標是防止污水充人密歇根湖，為芝加哥市及其鄰縣800萬人口提供飲用水，并為洪水提供出路。工程分兩期進行，經過25年的緊張施工，一期工程已經完

24、成，起到了預期的作用。雖然耗資巨大，但該方案比置換22000km合流管，修建污水管，還是經濟的。2.3、匈牙利污水處理現狀在匈牙利，公共水服務由國家市政以及合伙擁有水實體所提供。國土的大部分地區都可以獲得安全的飲用水，然而歐共體要求匈牙利改善其飲用水基礎設施。盡管匈牙利過去幾年對水服務設施也進行了更新，但該國的污水處理設施仍落后于歐盟的其他成員國家，尤其是首都布達佩斯，還有其他的城市和城鎮。在污水處理方面新的投資是必要的。2.3.1、市場需求該國的基礎設施更新，作為新匈牙利發展計劃的一部分，其中水供應和污水處理相關工程是這批投資建設的重點，包括污水處理、水質、污染物管理、水設施修繕維護、水框架指南、自然保護、可再生能源、能源效率、可持續消費和環境保護等。飲用水的質量和供應飲用水在匈牙利的每