德国之行顺利、快乐、收获满满2016-06-23 JSPONIS 普利斯环保科技 来源：江苏普利斯环保科技有限公司 六月初旬，德国之行和小伙伴们分享一下！ 先来一波人物篇： 短短的交流学习的旅程，认识了很多国内外友人，这是宝贵的财富，收获颇多！ 切入重点，此次行程主要是去参观学习哒！那么让大家直观的看看德国技术，太多值得我们学习的领先技术！请收下我的膝盖
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德国污水处理面临的新挑战及应对措施——概述篇 德国的污水处理目前仍以去除有机物和营养物为主要目的。自21世纪始，如何高效并可持续利用资源与能源、如何减少温室气体排放、减缓全球变暖等问题变得越来越重要。随着大环境格局的日益变化，污水处理也将面临着亟待解决以往问题和适应未来发展的迫切需求。德国的污水处理正在迎来以下几个“新挑战”，而全文将针对以下问题展开讨论。 2、德国概况 德国境内全年平均降水大约为800mm。降水分布图见图2，由图可知，全年降水分布比较不均，从400mm到2500mm均有分布。并且，从德国西部向东部区域，降水逐渐减少，并且夏季比冬季降水偏多，因此夏季会更加湿润。总体而言，德国是一个拥有充足水资源的国家，农业灌溉主要依靠自然降水，不需再添加其他浇灌措施。 图2 德国降水分布图 3、德国污水处理历程 在德国，污水处理起源于150年以前。在此期间，污水处理技术及处理对象在不断发生变化。在19世纪初期，由于工业化和城市化的兴起，流行性传染病开始大规模爆发，而造成传染病爆发的一个主要原因就是城市卫生条件差。就当时而言，解决卫生问题就是解决燃眉之急。首批城市排水系统于19世纪中期建设于德国汉堡市，用以收集排走居民区的生活污水。后来，所有的大型城市都建造了排水系统，法兰克福市、柏林市和科隆市的排水系统分别建设于1867年，1873年和1881年。 污水处理真正开始于19世纪末期，最开始的污水处理只是一些简单的机械式过滤，比如格栅、沉砂池和沉淀池。同时，在柏林，“自然”生物处理法也开始逐渐产生。污水首先经过机械式预处理，然后被泵送入所谓的“Rieselfelder”(污水田)，如图3所示。这种自然生物处理法是比较节能的，有机物和所有的营养物都可以被利用。但是这种方法的占地面积非常大并且会使土地发生盐碱化。 图3 19世纪末期柏林的污水处理田 在20世纪初期，随着滴滤池的发明，“人工”生物处理法逐渐兴起。1930年左右，第一批活性污泥法污水处理厂诞生了，活性污泥法的理念源自于美英国。但是一直到1950年，德国大多数污水处理厂依然仅使用简单的机械式处理工艺，只有在人口密集区和工业发达区，才会使用生物处理工艺。 1960年，随着水体富营养化的出现，北海和波罗的海的河流、湖泊水体都相继发生了水质问题。政府不得不采取应对措施，在1979年，政府制定了第一批污水处理的纲领性管理规范，这批规范旨在去除BOD5和COD。污水处理的目的逐渐由保护人类健康向保护自然环境和水体环境转化。越来越多的采用生物处理法的污水处理厂拔地而起。1980年，污水处理开启向氮、磷等营养物去除的新篇章。 但是有一个问题从始至终一直存在，就是如何处理污水处理过程中产生的污泥。解决办法之一是诞生于1906年的英霍夫式沉淀池，它由两个位于地下的圆柱形沉淀池和一个消化池组成。如图4所示。 图4 德国哈根市的英霍夫池 Imhoff tank(英霍夫池)使用的是在德国最常见的一种污泥处理方法——污泥厌氧消化。在污泥处理过程中，经过干化场脱水后的污泥需要先经过消化处理，然后被外运作为农业肥料。1920年，具有搅拌和加热功能的独立式消化池诞生了，这种消化池开始逐渐替代英霍夫池。消化池产生的沼气可以被用作燃料。在德国，污泥在这种独立消化池中进行消化，逐渐形成一种标准工序。二战以后，城市污水处理量越来越大，这就意味着越来越多的污泥需要处理，也直接导致了污泥干化场的面积需求越来越大。在这种形势下，人工污泥脱水机诞生了，它主要具备压滤和离心功能。后来，污泥作为肥料进行农田利用越来越困难，于是部分污泥开始在垃圾填埋场被填埋。1980年左右，污泥焚烧技术诞生了。 德国污水处理面临的新挑战及应对措施——降耗增产篇由于地球上燃料资源的日益消耗殆尽以及温室气体排放带来的影响，污水处理厂如何降低能源消耗变得越来越重要。德国已经决定在未来十年内，关闭所有的核能工厂，这也将意味着德国要面对能耗更加紧缺的局面。德国所有的污水处理厂每年消耗4400GWh的电能，平均每个污水厂每年消耗电能35KWh/PE×y，即每天100Wh/PE×d。 在一个改良活性污泥工艺的污水处理厂内，电能消耗如表3所示：
为了降低能源消耗，污水处理厂内所有的耗能环节都需要进行改良优化。对于耗能大户“曝气系统”而言，大部分污水厂采用的都是鼓风曝气，空气直接压送至曝气池内的曝气头，因此鼓风机是整个水厂里最大的耗能设备。为了减少能源消耗，污水厂应当采用高效能的鼓风机和氧利用率高的曝气头。同时，还应采取“智能化曝气过程控制”。针对水泵、搅拌机这类相对较小的耗能环节，通过设备改进与优化，可使污水厂每年减少20KWh/PE×y的电能消耗。 另外，厌氧氨氧化工艺可以为水厂节省更多的能源。1990年左右，专门针对处理高氨氮废水提出了厌氧氨氧化工艺，该工艺也被称为部分亚硝化工艺与厌氧氨氧化工艺的结合。该工艺包括以下两个步骤： (1)部分亚硝化反应，大约有50%的氨氮被氧化为亚硝酸盐。NH4 1.5 O2 → NO2– H2O 2 H (2)厌氧氨氧化反应，在厌氧氨氧化菌的作用下，第一环节中未参与反应的50%的氨氮和第一环节中产生的亚硝酸盐直接被氧化生成N2。NH4 NO2– → N2 2 H2O 跟传统硝化/反硝化脱氮工艺相比，厌氧氨氧化工艺中脱氮过程对氧的需求量可以减少50%，整体工艺对氧的需求量可以减少10%。目前该工艺仅被用作处理几百ppm的高氨氮废水。 10年以前，在德国的Hattingen建造了第一座采用厌氧氨氧化工艺的污水处理厂，该厂的消化污泥脱水液采用厌氧氨氧化工艺进行处理，并成功得以应用。但是直到今天，相比处理消化污泥脱水液而言，由于污水本身的氨氮含量较低，所以厌氧氨氧化工艺一直没有得到直接处理污水的主流应用。如果主流应用可以实现，传统工艺中反硝化过程需要额外补充碳源的问题将被彻底解决。同时，传统工艺中反硝化反应是异养反应，要想维持异养反应的正常运行，BOD/N不能低于4，正因为如此，预处理工艺中挥发性悬浮固体(VSS)的去除率就受到了一定限制，大约只有50%的VSS可以被去除。如果不是因为这个局限，预处理工艺可以就去除更多的有机物，这样以来，消化污泥脱水液中的有机物含量就会越高，也意味着产生的可利用沼气就越多。另外，还有一个关键问题依然处在研究阶段：部分亚硝化工艺需要在低氧浓度条件下进行，以避免氧浓度较高发生全程硝化，全程硝化会产生大量硝酸盐，但是在这种条件下，如果控制不好，氧浓度过低，又会产生反硝化脱氮，直接导致N2O大量产生，而N2O本身也是一种温室气体，所以如何稳定控制低氧浓度依然是个关键问题。 如何增加产能 废水中含有两种能源：有机物和氨氮。在厌氧条件下，有机物可以被降解形成沼气、二氧化碳和氨等终极产物，其中沼气则可以用来发电、产热。污水处理过程去除污染物的同时，也意味着将这两种能源去除掉，并且曝气和硝化过程还需要消耗大量的能量，比如耗电。 相比好氧反应而言，厌氧反应耗能更少而产能更多。但是迄今为止，仍然没有主流厌氧工艺进行污水脱氮的技术实例。这就是为什么好氧工艺在污水处理厂中依然处于主导位置，而目前也只有预处理和二沉池的污泥可以被用来产生沼气和发电。 以下增加电能产量的方法可以供参考：——增加污泥产量，尤其是有机污泥产量; ——增加消化池的沼气产量; ——增加电能的产率。 1、增加污泥产量 图9展示了传统硝化/反硝化活性污泥工艺中沼气的产生过程。进水中总挥发固体TVS含量为90g/PE，其中40g是挥发性悬浮固体(VSS)，50g是挥发性溶解固体(VDS)。为了保证反硝化过程有足够的有机物，预处理工艺中初沉池的停留时间只有0.5~1小时，在这个工况下，大约有20g的TVS将会被沉淀并作为初沉污泥排至消化池，而剩余的70gTVS将会送往活性污泥反应器。假设70gTVS中有50%将被矿化，而剩余50%将留在水中，被矿化的TVS中包括30g的VSS和5g的VDS。在二级生物反应器中，30g的VSS经过3小时的沉淀将全部得以去除，并作为二沉污泥送往中温厌氧消化罐。这样一来，消化罐将接收50gVSS，其中20g来自初沉污泥，30g来自二沉污泥。消化罐的反应时间设置为20~30天，消化率大约为50%。25g有机物将产生25L沼气，而其中甲烷含量是60%左右，也就是说甲烷产量是15L。15L甲烷将产生150Wh的热值。 如果用厌氧氨氧化工艺替代传统的硝化/反硝化工艺来脱氮，就不存在反硝化过程对有机物的最低需求，那么初沉污泥中有机物含量将会更多，也就会产生更多的沼气。如果初沉阶段加以絮凝工艺并适当延长停留时间，基本上所有的悬浮固体在此阶段都将被去除，储存在初沉污泥中。这个过程在图9中用绿色路线表示。工艺替代之后，将会有60g的VSS产生(其中40g来自初沉污泥，20g来自二沉污泥)并送往消化罐。在相同的消化率下，将会有30L沼气产生，这些沼气将产生180Wh的热值。活性污泥阶段需要被降解的有机物将从70g降至50g，也就意味着可以节省降解20%有机物所需要的曝气耗电量。然而，消化污泥总量将从25g升至30g，意味着污泥处理的费用将会增加，当然从能量回收利用的角度分析，如果可以将污泥回用至农田利用，那么污泥处理费增加的问题也不再是什么缺陷。
图9 传统活性污泥工艺与厌氧氨氧化工艺中污泥和沼气的产量分布比对 2、增加消化池的沼气产量： 一般情况下，消化池的消化率是50%左右。在污泥进入消化罐以前，可以通过对污泥进行破碎，来提高污泥消化率。 破碎污泥有以下四种方法：——热处理; ——利用超声波、碾磨以及均质器进行机械粉碎; ——利用酸、臭氧以及过氧化氢进行化学处理; ——用生物酶进行生物分解; 以上这些方法都是生物降解之前的预处理方法，预处理的目的是通过对污泥固体进行破碎而将污泥及有机物中的细胞成分释放出来，这样会使得消化速度和消化率都有所提高。热处理和机械粉碎都会耗能，所以能量平衡将会是负值。化学处理和利用生物酶的生物处理相对要好一些，研究发现只需要使用很少剂量的生物酶就可以将污泥降解率提高10~15%。 3、增加电能产率： 内燃机、蒸汽涡轮机、微型燃气轮机以及燃料电池都可以利用沼气进行发电。在大多数工程实例中，改良后的柴油机使用效率大概是30%左右，而新型发动机的使用效率可以达到40%，并且该发电机可以适用于不同处理规模的水厂。对于人口当量大于1000000的大水厂而言，效率可达40%的蒸汽涡轮机是一个比较合适的选择。微型燃气轮机的产能相对低一点，最大产能为300KW，并且效率也略低，只有30%，但是它的优点是可以使用未经处理的沼气以及甲烷含量较低的沼气作为原料。燃料电池的产能效率高达50%以上，但是其费用也是最高的。 产电和耗电的平衡： 一台效率为30%的新型内燃机以每天25L沼气为原料，可以产能50 Wh/PE×d。如之前所述，一个污水厂每天的电能消耗是100Wh，所以沼气利用将可以节省50%的电能。 如果对传统硝化/反硝化工艺进行优化，水厂的单日耗电量可以降低至60 Wh/PE×d(方法如前所述)，同时，通过对污泥消化过程的优化以及高效发电机或者涡轮机的使用，可以使水厂的单日产电量达到60 Wh/PE×d，这就意味着水厂的产能与耗能可以达到平衡状态，即实现100%能量自给。 如果可以用其他工艺替代传统硝化/反硝化工艺，那么将会有更多的污泥用来产生沼气，其产能甚至可以达到80Wh/PE×d，也就是说污水厂将彻底由耗能大户转换为产能大户。 来源： 中宜环科环保产业研究 经典资料：德国污水处理大数据 1.德国污水处理基本情况 德国目前拥有9623座城镇污水处理厂，其总规模达1.521亿当量人口（相当于3000万m3/d），其中5917座厂的总规模就达1.426亿当量人口，占总规模的93.7%。 （作者注释：德国采用当量人口来衡量污水处理厂的处理负荷，其包括居民人口数和将工业废水折算的人口数。当量人口一般按照生化需氧量BOD5:60 g/（人·d）折算。也可以按照如下参数折算：化学需氧量COD：120 g/（人·d），总氮TN：11 g/（人·d），总磷TP：1.8 g/（人·d），或者污水产生量：200 L/（人·d）折算。） 德国按照当量人口规模，将污水处理厂分为五级，在统计的5917座城镇污水处理厂中，超过10万当量人口规模（相当于2万m3/d）的污水处理厂为226座，虽然数量仅占分析统计污水处理厂数量的3.82％，但是合计总处理规模达0.742亿当量人口，占统计厂总服务人口的52.3％，各类规模污水处理厂数量和服务的当量人口情况详见表1。表2汇总了这些污水处理厂2012年的基本情况。 从表2可以总结出如下几点特征： 1．按照德国实际处理水量和实际当量人口负荷计算，虽然各地平均单位当量人口污水量虽然差距较大，为119.8~281.7 L/（人·d），但是全国平均219.1 L/（人·d），其高于当量人口标准值200 L/（人·d），可以解释为外来水渗入的影响。 2．德国各地污水处理厂进水水质年平均值差别很大，有的甚至相差一倍。其中，北部高于南部，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为：一是东北部和北部地区单位当量人口的污水量低于其它地区，有的甚至仅为南部州的50%；二是排水体制的不同，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；三是农村粪便污水的接入量的不同也是造成进水水质有差异（德国许多农村地区污水是通过吸粪车定时送入污水厂的）。 3．用分流制的北部和东北部地区，其污水浓度远高于南部合流制地区，也证明分流的水平和彻底性，我国，特别是南方地区很多分流制系统的污水处理厂，进水COD浓度不足200mg/L，甚至达不到德国合流制地区的水质浓度的一半，证明我国分流制地区的雨污混接、外来水渗入十分严重。 4．德国单位处理水量的耗电量差距较大，其余进水水质呈正相关，而单位当量人口耗电量十分接近，这也是由于南北单位当量人口水量和进水浓度差异造成的。 5．令人称奇的是，按照德国各地污水处理厂处理水量、当量人口负荷和进水COD、总氮和总磷浓度折算的COD、总氮和总磷当量人口值与标准规定的当量人口值及其接近，充分一则证明德国以当量人口核定污水处理厂规模有准确的数据依据；二则充分证明德国对源头管理的高度到位，用污染物负荷总量管理的合理性，排污浓度高，污水量就必须小，这证明了我国单纯用水质浓度指标管理是有缺陷的；三则充分说明德国按照当量人口确定污水处理厂规模以按照当量人口污染物负荷设计污水处理厂的合理性，该规模指标也真正实现了污水处理厂规模的可比性。 图1德国已有100年历史的Hanau城市污水厂 2.比较与分析 出水水质比较 从90年代初开始，德国污水处理厂要求进行除磷和除氮，1991年德国当时的“Abwassertechnisch enVereinigung e.V”（ATV——污水技术协会）发布了《ArbeitsblattA131—Bemessung von einstufigen Belebungsanlangen ab 500 Einwohnerwerten》（5000当量人口以上一段活性污泥法计算规程——A131）拉开了德国污水处理厂除磷、除氮的序幕。从图2可以看出，德国污水处理厂出水污染物浓度自90年代急剧现将，表明除磷除氮改造取得了明显成效。近年来，德国污水处理厂出水COD、NH4—N、TN和TP值分别稳定在28、1.6、9、0.7mg/L左右。除总磷外，其余主要指标均优于我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》出水一级A标准，详见表3。 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，将出水状态五级，分级标准详见表4。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。按照全德国年均水质评价，耗氧物质排放均为1级（很低）；营养物质为2级（低）。按照德国此评价分级标准，上海市耗氧物质排放均为2级（低）；营养物质除总磷为2级（低）外，总氮和铵氮为3级（一般）。总体较德国低一个级别。 处理工艺比较 81%的德国污水处理厂采用活性污泥法，7%采用生物滤池工艺，11%采用曝气（非曝气）生物氧化塘，1%采用植物法工艺，后者主要用于第一级和第二级那些小型污水处理厂。此外，在污水处理厂扩建中，也采用了多段工艺。 在一段工艺中，有又如下区分：1）带有污泥厌氧稳定的活性污泥工艺（BF）；2）带有污泥好氧稳定的活性污泥法工艺（BS）；3）序批式活性污泥法工艺（SBR）；4）生物滤池（TK）；5）不曝气氧化塘（A）；6）曝气氧化塘（AB）；7）植物法处理工艺（PF）。 上述各种工艺在德国使用情况的调查详见表5。各种工艺出水水质情况详见图3。 从图3可以看出，活性污泥法工艺的出水COD（20~36mg/L）要好于生物滤池工艺（38~52mg/L），对于NH3—N出水，活性污泥法工艺（0.5~2.1mg/L）也大大优于生物滤池（2.1~3.5mg/L）。植物法工艺介于上述两种工艺之间。植物法介于出水水质介于上述两种工艺之间。 SBR工艺的污染物去除率最高，其氮的去除率为87~92%，而带有污泥好氧稳定的活性污泥法工艺为83~91%，带有污泥厌氧稳定的活性污泥法为73~85%。其它工艺由于没有足够的反硝化措施，所以氮的去除率在60%左右。 耗电量比较 植物处理工艺和不曝气氧化塘工艺的单位耗电量是最低的。带有污泥厌氧稳定的活性污泥法BF是第三级以上规模污水处理厂主要工艺，其单位耗电量低于带有污泥好氧稳定的活性污泥法，但是差距不大。相对SBR工艺单位耗电量就比较高，这与其没有有效地将曝气与搅拌结合起来有关。生物滤池工艺的耗电量低于活性污泥法工艺。各种工艺单位耗电量情况详见表6。 3.几点感想 1．设计处理水量不能够真实反映污水处理厂的规模。我国城镇污水处理厂规模均采用水量规模来核定，即万m3/d。它只反映了一个污水处理厂的能够处理水量大小的设计值，但是污水处理厂是按照污染物的负荷量来设计的，即处理水量和污染物浓度的乘积。因污水处理厂进水污染物浓度的不同，即便是在水量相同的情况下，污水处理厂各个构筑物的大小也是不同的，也就是说，水量规模无法反映一个污水处理厂处理污染物的真实能力。德国采用当量人口作为污水处理厂规模的考量指标，且规定了单位当量人口的各类负荷量，所以该考量指标表征一个污水处理厂负荷。实践证明，规定值又与实际值一致，故也实现了污水处理厂实际处理能力的之间的比较。考虑到我国南北差异较大，是否可以用城镇污水处理厂进水CODCr负荷量（kg/d），作为污水处理厂规模的核定参数，以真实反映一座污水处理厂的实际处理能力和解决污水处理厂之间的可比性问题，其运行负荷也能够真实反映污水处理厂对污染物去除的真实效率。另外，设计规模和处理能力是两个不同概念，前者是指设计条件下对设施能力的衡量，后者是在实际运行条件下，设施实际能力发挥的表征，其也可能大于设计规模，也可能小于设计规模。 2．强化总氮的去除是污水处理的真谛。德国污水处理厂年均总氮出水在9mg/L，低于我国一级A标准的15mg/L。现在我国行业内流传的“本事大不大，总氮关键看总氮；水平高不高总氮小于8；国内要拔尖，总氮小于6；国际要领先，总氮小于3。”从一个侧面反映了对去除总氮的重视；从我国地表水体总氮含量较高的实际而言，降低污水处理厂出水中的总氮含量有重要意义。而把氨氮作为我国污染物的减排考核指标就更加不科学，一则，氮污水中的存在形式主要是铵氮、亚硝酸盐氮（NO2—N）、有机态氮，城镇污水中，游离氨，或者氨氮（NH3—N）是不存在的。游离氨NH3只有在高pH值（pH＞11）时，NH4 才转换为NH3，所以铵氮不能够写为氨氮；二则由于我国污水排放标准没有硝酸盐指标，所以铵氮（NH3—N）转化为硝酸盐氮（NO3—N）就可以完成减排任务，这一转化消耗了能源，氮却依然存在。常识性的错误，就是得不到纠正；把一种不存在的东西，作为去除的考核指标来完成，不能不说是污水处理的可悲。 3．合理确定我国城镇污水处理情况的考核指标。目前我国考量一个城镇，或者一个地区污水处理状况的指标是城镇污水处理率，其是城镇污水处理厂年处理污水总量与该城镇，或该地区年污水产生总量的比值。指标非常直接，也能够非常形象地反映和考量一个地区的污水治理水平。但是，笔者结合多年管理工作实际认为：该指标因受测算数据来源、测算过程、排水管网实际状况等多方面因素影响，非常难于准确计算出来，甚至可以人为操作。比如城镇污水产生量就受所考量城镇所考量范围的划定、用水量所包括的内容、用水量数据的准确性、是否有自备水源、生活污水和工业废水量的折算比例等多方面因素的影响。没有扎实和可靠的基础工作，何以能够保证数据准确。污水处理厂运行水量虽可以通过污水处理厂流量计计量而得，但是受污水管网的雨污混接、地下水等外来水渗入的影响，其已不能够反映真实的污水处理量。国内有的城市污水处理率超过100%就是源于基础数据不准确，“辉煌”的数字只能够掩盖真实的差距。选择一个更加符合我国实际的污水治理水平的指标，非常必须。建议：采用城镇污水处理设施建成率和污水处理厂负荷率两个指标替代污水处理率。城镇污水处理设施建成率（%）=一个城镇实际污水处理厂总规模×100/（同城镇供水设施总规模×0.85/1.3）；污水处理厂负荷率（%）=一个城镇污水处理厂年总运行水量之和×（1—A）×100/ 同城镇污水处理设施总规模。这两指标数据来源比较容易，人为因素影响小，所以能够比较真实反映一个城镇污水处理设施建设情况，也能够反映其污水管网建设情况。 （作者注释：0.85是指考虑了污水产生量与供水量的比值；1.3为日变化系数，供水规模是指最高日，污水处理规模是指平均日；外来水渗入量，德国为20%，即A=0.2，笔者估计我国A=0.3~0.4。） 原文来源 唐建国 唐建国唐建国 来源：给水排水杂志 德国污水处理面临的新挑战及应对措施原创 2016-01-26 鲁蒂 中宜环科环保产业研究 德国的污水处理目前仍以去除有机物和营养物为主要目的。自 21 世纪始，如何高效并可持续利用资源与能源，如何减少温室气体排放、减缓全球变暖等 问题变得越来越重要。随着大环境格局的日益变化，污水处理也将面临着亟待 解决以往问题和适应未来发展的迫切需求。德国的污水处理正在迎来新的挑战。 前两篇文章分别介绍了德国的概况及污水处理历程、现状，如何节能降耗、增加产能等，本文将在此基础上，继续探讨德国在面临新挑战时，如何更好地去除污染物以及进行磷回收等。  磷元素是污水中最重要的营养物。地球上的磷矿资源非 常有限并且不可再生。到本世纪末，磷矿即将被消耗殆尽。 所以，如何利用“二手”磷将变得更为重要，而污水中恰好还有大量的磷元素。 在没有除磷工艺的活性污泥法中，大约 40% 的磷元素保留在污泥中，60% 将随出水排走。如果通过化学法或者 生物法对污水进行除磷，将有 90% 的磷元素被储存在污泥 中。如果污泥经处理后用于农业，污泥中的磷元素将是很 好的肥料。 ——污泥焚烧后的灰分。 在酸浸泡阶段，消化污泥与 H2SO4 相混合，用以降低 pH。此时，重金属和磷酸盐就会被溶解。在此过程中，可 以加入氧化剂。两小时以后，离心机就可以将非溶解态物 质分离出来。 被分离出的含有溶解态磷酸盐、氮和重金属的液相将 进入重金属去除阶段。这个过程中，需加入 Na2S，重金属 便会以硫化物的形式沉淀析出。
从污泥灰分中回收磷 只有当污泥只经过焚烧一道工序时，磷回收才会有一 定的意义。否则的话，磷的含量会非常低。在德国，大约 有 20% 的污泥将会被用来单独焚烧，焚烧会将污水中的磷 浓缩并转移至污泥灰分中。污泥灰分会分解为有机物，包括一些潜在的毒性有机物。因此，灰分中的磷不再适宜用于植被肥料等。 污泥灰分包括大约 17% 的 P2O5。根 据原水性质不同，污泥灰分将有可能 含有不同的重金属。这也就是为什么 灰分在用于农业生产之前必须经过适 当处理的原因。 越来越多的有机微污染物在河流、 湖泊，甚至地下水中，都已经被检出， 这些微污染物包括农药残留、激素等。 污水处理厂的出水中含有这些物质， 是因为现在的污水厂工艺中，都还没 有涉及处理此类物质的去除工艺。即便如此，现在的污水处理厂通过活性污泥的吸附以及生物降解或者生物转移作用，也能去除相当一部分的微污 染物。然而，残留的污染物包括农药、 激素及其他有机微污染物，虽然浓度 不高，但也有可能引发水生态系统的 问题，甚至影响到供水系统。 在原水中，这些微污染物的浓度 可达几百 ug/L，在处理后的出水中， 其浓度为 10ug/L-100ug/L。目前，还 没有一部法律法规对出水中农药残留 物的浓度有明确的规定。 ——膜过滤； 正常情况下，这些工艺应当放在污水厂整体工艺流程的最末端，比如，置 于二沉池之后。 臭氧氧化：臭氧是一种强氧化剂， 许多有机物都可以被臭氧氧化。但是， 使用臭氧的一个问题是有机物有时不能 被臭氧完全矿化，而只是发生了一些形 态转化，结果是有可能产生更为有害的 物质。 活性炭吸附：活性炭具有巨大的内 表面积（1000 m2/g），并且可以吸附 大量的溶解态物质。活性炭吸附对于去 除微污染物而言，是一种非常行之有效 的方法，对于大部分微污染物，活性炭 吸附去除比例甚至可以高达 80% 以上。 在工艺 上，活性炭可以以粉末的形式投加到水 中（颗粒直径是10um~15um），或者单独设置一个填充有颗粒活性炭的活性炭柱（颗粒直径是 1mm~3mm）。 如果采用投加粉末活性炭的方式，在整体工艺末端要将粉末活性炭与水 体进行分离。分离的方法可以通过沉 淀（辅以絮凝）、砂滤或者膜过滤， 其中膜过滤需要更多的能量消耗。使 用过的活性炭需要被焚烧，吸附在其 上的有机物将被完全矿化。如果采用 的颗粒活性炭柱的方式，污水在进入 活性炭柱之前必须进行充分的预处理， 尤其是悬浮颗粒和铁必须被完全去除。 活性炭柱里的颗粒活性炭可以再生并 重复使用。 由于以上的这些问题，膜过滤还不太适宜大规模使用。膜元件也可以在MBR中使用，MBR 可以替代传统活性污泥法中的曝气反应池和二沉池。通常情况下，超滤膜的工作压力是 1bar 以下。为了防止膜污染，必须采用更高压力的空气流对膜进行“冲 洗”，这也就是为什么膜过滤的能耗会高达 1 KWh/m3 的原因。在这种工艺中，药物残留的去除率会高于传统 工艺的污水处理厂，但是并没有高很多。 来源：中宜环科环保产业研究 德国道路不积水--德国建立了综合性的排水系统 暴雨来袭经常造成“城市观海”的奇景，也一再使人们意识到城市排水的重要性。德国的排水系统不仅高效还兼具平衡城市生态系统的功能，堪称楷模。 穆昱 网易探索编辑
暴雨来袭经常造成“城市观海”的奇景，也一再使人们意识到城市排水的重要性。德国的排水系统不仅高效还兼具平衡城市生态系统的功能，堪称“楷模”。 1842年，汉堡最早开始修建全城范围的排水系统。1867年，法兰克福建成了第一个系统性的现代化下水道系统。可以说，德国开启了整个欧洲大陆排水系统建设的新起点。 19世纪，随着工业化发展，德国城市化进程加速，大量涌入城市的人口造成当时的城市卫生系统不堪重负，传染病肆虐。1831年，德国发生了第一次大规模霍乱。到19世纪中期，霍乱、伤寒等疾病在德国城市中频繁爆发。建立完善的城市供排水系统成为必然的选择。 1842年，在英国工程师William Lindley的规划下，德国城市汉堡率先建起了最初的城市排水系统和第一个污水处理厂。随着汉堡市的不断扩大，排水系统也不断扩展，并先后建起了十几个污水处理厂。这个系统还包含一个冲水系统，每周利用潮水清理主要的下水道。虽然当时的设备简陋，并没有彻底解决水污染等问题，但这样的设计理念仍具有里程碑的意义，很快就被欧洲和美国的一些城市所学习。1867年，法兰克福建成了第一个系统性的现代化下水道的系统。该系统将污水进行分类疏导，最后排入河流，并与整个城市的排水系统进行整合，极大地提高了效率。 根据2010年德国联邦环保局的统计数据，如今德国的公共排水管道已长达540,000公里，大约可环绕地球13圈半，专门的雨水排水管道长66，000公里。
德国建立了综合性的排水系统，每年可以处理101亿立方米的污水和雨水。地下排水管道分为污水雨水合流管道和污水雨水分流管道，既可以防止城市内涝，同时还可以蓄积雨水，以便利用。以慕尼黑为例，暴雨来临时，慕尼黑的13个总容量达70.6万立方米的地下储水库可暂时贮存雨水，成为暴雨进入地下管道之前的缓冲阀门，然后将雨水缓慢释放到地下排水管道，以确保进入地下设施的水量不会超过最大负荷，最终将雨水引入Isar河。 在德国，大城市每年投入到下水道系统的预算都在上亿欧元，维护费用在每公里年均5000欧元左右。水务部门的闭路电视系统对地下管道进行24小时的实时监控，一旦发现问题会及时进行维修。 德国的雨水排水系统还包括强制性的透水路面的设计，不仅解决了路面积水问题还兼具增加城市绿化、吸附粉尘、降噪等平衡城市生态系统的功能。 从上世纪60年代起，德国就致力于开发各种雨水渗透装置。在新建工业、商业及居民小区前，住宅、厂房、花园等建筑均要设计雨水利用装置。1973年，德国联邦交通部就制订了《路面结构内部排水系统设计指南》，要求所有重要的路面设置内部排水系统，否则会追究相关人士的法律责任。目前，德国新的《混凝土路面砖》标准中规定：“如果制造有面层的路面砖，面层混凝土必须与基层混凝土牢固黏结，并有10%以上的孔隙，使水能够渗入地下。” 德国的很多城市在不同的区域铺设不同的透水路面。人行道、自行车道、郊区道路等受压不大的地方采用透水性地砖，这种砖本身可透水，砖与砖之间采用了透水性填充材料拼接；居民区、街头广场等更需要绿化和美化，因此这些地方选用实心砖铺路，但砖与砖之间会留出空隙以便透水；居民区、校园和公园等地的步行道路由于路面使用率高，大多用细碎石或细鹅卵石铺路；停车场的地面则选择有孔的混凝土砖，并在砖孔中用土填充，这样有利于杂草生长，让其成为城市绿化的一部分。此外，道路两边还修有引流暴雨的沟壑。 透水路面的设计除了解决积水问题，还有平衡城市生态系统的其它功能。例如，雨水由透水路面渗入地下，可补充地下水资源。此外，透水地面的孔隙多，增大了地表面积，对粉尘有较强的吸附力，既减少了扬尘，又降低了噪音。 在德国，地表明沟不仅作为下水道之外的重要的雨水传输途径，还模拟天然河道，融入城市景观，即实用又美观。 从降雨径流传输与贮存技术来看，德国传输径流主要有地下管道和地表明沟两种形式，其中地下雨水管线不仅要考虑雨水传输，同时还要考虑储存雨水和减缓洪峰的功能；地表明沟则既考虑了雨水传输的功能，也考虑了其对构造城市景观的作用。地表明沟通常被模拟为蜿蜒曲折的天然河道。对于降雨径流的贮存形式，德国城市的居民区一般采用人工湖或构造水景观，或者通过绿地、花园或人工湿地来增加雨水入渗；家庭中则一般设有预制混凝土或塑料蓄水池。
此外，德国近年来开始推广的“洼地——渗渠系统”使各个就地设置的洼地、渗渠等设施与带有孔洞的排水管道相连，形成了一个分散的雨水处理系统。低洼的草地能短期储存下渗的雨水，渗渠则能长期储存雨水，进一步减轻了排水管道的负担。 德国的排水系统不仅高效实用，还兼具多重功能并融入了城市景观，如今柏林、汉堡、科隆等城市还兴起了“下水道旅游”，使其又增加了新的“用途”。 文章部分内容参考： https://www. http://www./ http://www./ 来源：water8848 中国与德国污水处理工程的差距有多大？
来源： 依斯倍环保科技 首创春华公主府 |
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