唐 建 國

（上海市水務(wù)局，上海 200050）

1 污水處理廠基本情況

根據(jù)德國水資源、污水、垃圾協(xié)會（DWA）的統(tǒng)計，2011年德國擁有城鎮(zhèn)污水處理廠9933座，總處理規(guī)模為1.51億人（按照當(dāng)量人口數(shù)計，德國采用當(dāng)量人口來衡量污水處理廠的處理規(guī)模，其包括居民人口數(shù)和將工業(yè)廢水折算的當(dāng)量人口數(shù)），城鎮(zhèn)污水處理廠服務(wù)接納率已超過97%。

DWA對其中的5668座城鎮(zhèn)污水處理廠2011年的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計和分析。（本文也將以這5668座城鎮(zhèn)污水廠為分析對象），其合計規(guī)模約為1.4億人（當(dāng)量人口數(shù)），約占全國污水處理廠總規(guī)模的92.4%。在這5668座城鎮(zhèn)污水處理廠中，超過10萬當(dāng)量人口規(guī)模（相當(dāng)于2萬m³/d）的污水處理廠為226座，雖然數(shù)量僅占分析統(tǒng)計污水處理廠數(shù)量的3.98％，但是合計總處理規(guī)模達(dá)7460萬當(dāng)量人口，占總服務(wù)人口的53.36％。各類處理規(guī)模污水處理廠數(shù)量和服務(wù)的當(dāng)量人口情況詳見表1。

2011年德國各州（地區(qū)）和上海城鎮(zhèn)污水處理廠情況見表2。

2011年上海市現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠53座，設(shè)計總規(guī)模694.05萬m³/d，按照200 L/（人·d）折算，當(dāng)量人口規(guī)模為3470萬人。2011年全市城鎮(zhèn)污水產(chǎn)生量為624.44萬m³，城鎮(zhèn)污水處理廠處理水量606.8萬m³，污水處理率84.7%。上海在計算城鎮(zhèn)污水處理率時，并沒有直接采用污水處理廠處理水量，而是扣除了地下水滲入量后計算得出。

從相關(guān)文獻(xiàn)可以了解到，德國污水處理廠的運行水量中包括地下水在內(nèi)的外來水量。

德國各地污水處理廠電耗非常接近，按照當(dāng)量人口計，平均34kW·h/人·a,折算成平均處理單位水量電耗為0.432kW·h/m³。上海各污水處理廠折算成當(dāng)量人口耗電量為13.6kW•h/人•a,折算成平均處理單位水量電耗為0.186kW·h/ m³。兩者存在較大差異的主要原因為：一是德國要求當(dāng)量人口規(guī)模大于5000人（相當(dāng)于規(guī)模為1000m³/d）的污水處理廠均需要除磷除氮；二是上海市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)濃度低于德國；三是德國廠電耗包括了帶有相關(guān)污泥穩(wěn)定化處理設(shè)施的耗電量，而上海僅統(tǒng)計到濃縮和脫水。

2 污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)情況

德國各地污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)年平均值差別很大，有的甚至相差1倍。其中，以德國東北部地區(qū)的進(jìn)水濃度最高，次之是北部地區(qū)。造成進(jìn)水水質(zhì)差別大的主要原因為：一是東北部和北部地區(qū)單位當(dāng)量人口的污水量低于其他地區(qū)，有的甚至僅為南部州的50%；二是排水體制的不同，德國北部以分流制排水體制為主，而南部則以合流制排水體制為主；三是農(nóng)村糞便污水的接入量不同（德國許多農(nóng)村地區(qū)污水是通過吸糞車定時送入污水廠的）。上海市也是合流制和分流制并存的城市，相比較，上海市污水處理廠污染物進(jìn)水濃度明顯低于德國平均值。相關(guān)進(jìn)水水質(zhì)情況詳見表3。

與2008年相比，2011年德國各地和上海城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)濃度普遍有所提高，其中上海城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水濃度提高更加明顯，這與上海市雨污混接改造和截污納管工作的推進(jìn)有直接關(guān)系。

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德國對污水處理廠出水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求是根據(jù)當(dāng)量人口規(guī)模的不同而不同，其現(xiàn)行污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)見表4。當(dāng)量人口規(guī)模大于5000人的污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值與我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)值接近。

德國各地區(qū)污水處理廠2011年平均出水水質(zhì)均大大優(yōu)于其排放標(biāo)準(zhǔn)（見表5），其年均出水水質(zhì)除TP外，均優(yōu)于我國現(xiàn)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級A標(biāo)準(zhǔn)。近年來，上海市為完成污染物削減任務(wù)，注重優(yōu)化運行，狠抓行業(yè)監(jiān)管，同時借力于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物超量削減資金補貼政策，各污水處理廠出水污染物濃度不斷降低，污水處理廠出水主要污染物濃度年均值已優(yōu)于國家一級B標(biāo)準(zhǔn)。上海市在僅80%污水處理廠執(zhí)行國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，能夠做到這一點實屬不易。與德國相比，上海城鎮(zhèn)污水處理廠出水中TN和NH₄⁺—N濃度較高，特別是NH₄⁺—N。說明上海城鎮(zhèn)污水處理廠硝化能力不足，反硝化能力欠缺。這也是進(jìn)一步提高出水水質(zhì)的重要關(guān)注點。

為評價污水處理廠出水狀況，德國按照污水處理廠耗氧物質(zhì)負(fù)荷和營養(yǎng)物負(fù)荷的排放情況，將出水狀態(tài)劃分為五級，分級標(biāo)準(zhǔn)詳見表6。

2011年，德國絕大多數(shù)污水處理廠污染物排放水平處于“很低”和“低”的等級水平上。按照全德國年均水質(zhì)評價，耗氧物質(zhì)排放均為1級（很低）；營養(yǎng)物質(zhì)為2級（低）。按照德國此評價分級標(biāo)準(zhǔn)，上海市耗氧物質(zhì)排放均為2級（低）；營養(yǎng)物質(zhì)除總磷為2級（低）外，總氮和銨氮為3級（一般），總體較德國低一個級別。

4 幾點思考

結(jié)合對德國城鎮(zhèn)污水處理廠運行情況的介紹和與上海市的對比，提出如下思考和建議。

4.1 合理確定我國城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模核定參數(shù)

我國城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模均采用水量規(guī)模來核定，即“萬m³/d”，其的確能夠反映一個污水處理廠的處理水量大小和一個地區(qū)的處理水量的能力，但污水處理廠的設(shè)計是按照污染物的負(fù)荷量來設(shè)計的，即處理水量和污染物濃度的乘積。因污水處理廠進(jìn)水污染物濃度的不同，即便是在水量相同的情況下，污水處理廠各個構(gòu)筑物的大小也是不同的，也就是說，水量規(guī)模這一考量參數(shù)，無法反映一個污水處理廠處理污染物的實際能力。德國污水處理廠是按照當(dāng)量人口來反應(yīng)污水處理廠規(guī)模的，而且規(guī)定了當(dāng)量人口的污染物負(fù)荷，如當(dāng)量人口COD負(fù)荷為120gCOD/(人·d)。盡管德國各地污水處理廠進(jìn)水污染物濃度差異很大，但是按照實際進(jìn)水的污染物濃度、處理水量和實際當(dāng)量人口核算，各地污水處理廠進(jìn)水實際污染物負(fù)荷均與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)及其接近，這充分說明德國按照當(dāng)量人口確定污水處理廠規(guī)模和按照當(dāng)量人口污染物負(fù)荷設(shè)計污水處理廠的合理性；該規(guī)模指標(biāo)也真正實現(xiàn)了污水處理廠規(guī)模的可比性。考慮到我國南北差異較大，是否可以用城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水COD負(fù)荷量作為污水處理廠規(guī)模的核定參數(shù)，以真實反映一座污水處理廠的實際處理能力和解決污水處理廠之間的可比性問題。

4.2 合理確定我國城鎮(zhèn)污水處理情況的考核指標(biāo)

目前我國考量一個城鎮(zhèn)或者一個地區(qū)污水處理狀況的指標(biāo)是城鎮(zhèn)污水處理率，其是城鎮(zhèn)污水處理廠年處理污水總量與該城鎮(zhèn)或該地區(qū)年污水產(chǎn)生總量的比值。指標(biāo)非常直接，也能夠非常形象地反映和考量一個地區(qū)的污水治理水平。但是，筆者結(jié)合多年管理工作實際認(rèn)為：該指標(biāo)因受測算數(shù)據(jù)來源、統(tǒng)計和測算過程、排水管網(wǎng)實際質(zhì)量狀況（因接口不嚴(yán)、管道破裂、變形、雨污混接等問題，引起的地下水、雨水、河水等外來水對污水量的影響等）、污水處理系統(tǒng)管理水平等多方面因素影響，非常難于準(zhǔn)確計算出來，該考量指標(biāo)甚至可以人為操作。比如城鎮(zhèn)污水產(chǎn)生量就受所考量城鎮(zhèn)范圍的劃定、用水量包括的內(nèi)容、用水量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、是否有自備水源、生活污水和工業(yè)廢水量的折算比例等多方面因素的影響。沒有扎實和可靠的基礎(chǔ)工作，得到的數(shù)據(jù)就難于保證準(zhǔn)確。污水處理廠運行水量雖可以通過污水處理廠流量計計量而得，但是受污水管網(wǎng)的雨污混接、地下水等外來水滲入（滲出）、河水倒灌等諸多方面的影響，其已不能夠反映真實的污水處理量。國內(nèi)有的城市污水處理率超過100%，就是源于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。“輝煌”的數(shù)字只能夠掩蓋真實的差距。選擇一個更加符合我國實際的污水治理水平的指標(biāo)，非常必要。筆者建議：采用城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建成率和污水處理廠負(fù)荷率兩個指標(biāo)替代污水處理率。

城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建成率（%）=一個城鎮(zhèn)實際污水處理廠總規(guī)模×100 /（同城鎮(zhèn)供水設(shè)施總規(guī)模×A/B），其中A是指污水產(chǎn)生量與用水量的比值，可采用0.8~0.85；B是供水量日變化系數(shù)，一般為1.2~1.3。污水處理廠負(fù)荷率（%）=一個城鎮(zhèn)污水處理廠年總運行水量之和×C×100/城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施總規(guī)模，其中C是考慮地下水位高的城市，地下水和其它水滲入（混入）污水管道的水量，我國《室外排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006，2011年版）規(guī)定為10%；實際上遠(yuǎn)不止，可以通過實測得到。

這兩指標(biāo)數(shù)據(jù)來源比較容易，人為因素影響小，所以能夠比較真實反映一個城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)情況，也能夠反映其污水管網(wǎng)建設(shè)情況。

4.3 準(zhǔn)確表征污水中的銨氮

氮在水中的存在形式主要是銨氮（NH₄⁺—N）、硝酸鹽氮（NO₃^-—N）、亞硝酸鹽氮（NO₂^-—N）、有機態(tài)氮。城鎮(zhèn)污水中，游離氨，或者氨氮（NH₃—N）是不存在的。游離氨只有在高pH（pH＞11）時，NH₄⁺—N可以轉(zhuǎn)換為NH₃—N，這也是處理高銨氮廢水的一種方法。若污水或者地表水中氮以游離氨的形式存在，其將釋放放到大氣中，這豈不是因不再需要除氮。但是，國內(nèi)一些文獻(xiàn)，甚至是一些標(biāo)準(zhǔn)和政府文件，在表述城鎮(zhèn)污水中的銨氮時，往往用詞為氨氮，或者用NH₃—N表示。把一種實際存在的物質(zhì)用特定情況下才存在的物質(zhì)形式表示出來，不規(guī)范，也不科學(xué)，應(yīng)予糾正。

參考文獻(xiàn)略。

本文刊登于《給水排水》雜志2014年第1期，轉(zhuǎn)發(fā)請注明出處。