欧盟国家废水处理的现状-概述

欧洲国家所幸的是，没有出现大面积洪涝、干旱、大面积缺水等严重水资源问题，也没有通过水传播的致命传染病。总体而言，欧洲水资源状况良好。但也存在一些威胁和影响水质的问题。

因此，为了确保欧洲内部水质和水量的可持续发展，欧洲共同制定了广泛的基础法规。欧洲水资源状况概述如下：

尽管自20世纪90年代起欧共体就已制定了要实现的水质目标，但河流水质并未彻底改善。

农业生产中的硝酸盐排放造成的河流、湖泊、水库、沿岸带和海水富营养化面源污染仍在加剧，同时其造成的危害被低估。

过去几年来，由于在工业、废水处理和家庭中使用无磷洗涤剂等措施，磷化合物的排放量有所减少。

地下水占欧洲饮用水源的65%。然而，地下水的质量及其所导致的人类健康受到硝酸盐、农药、重金属、碳水化合物和有机氯化物浓度过高的威胁。

欧洲各国的水资源利用情况不尽相同，地中海国家水资源主要用于农业灌溉，北欧国家水资源主要用于满足居民、公用事业和商业的需求。

欧洲国家水资源管理相当复杂，欧盟成员国对水质、污水处理等问题的看法不尽相同，有时甚至相互矛盾，部分国家认为其经济发展受到欧洲环保法规制约，此外还存在河流水体边界不清、水污染等问题。

在欧洲，一些河流流经不同的地区和国家，其流域的不同河段由不同的行政部门或区域单位管理，需要相互合作与支持。

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欧盟水资源管理立法大致分为三个阶段：

第一阶段是1975年通过的地表水法规和1980年通过的饮用水法规，主要针对不同类型水源和不同用途的水质进行规定：

渔业用水、贝类养殖用水、游泳用水、地下水。

第二阶段主要针对排放标准。这方面有两个重要法规，分别是1991年通过的《硝酸盐法规》和《城市污水处理法规》（UWTD）。UWTD的主要内容是：

所有建成区要根据其规模和所处位置，分别于1998年、2000年或2005年底前逐步建成区污水收集和处理系统。

根据受纳水体对污染的敏感度，废水处理的深度分为一级、二级或三级处理。废水处理过程可以由三个连续的处理过程和一个称为预处理的初级处理过程组成。

预处理是通过筛选、沉淀或浮选等机械处理去除污水中所含的石头、沙子、油脂等。

初级处理是通过沉淀池或浮选池去除悬浮固体。

二级处理为生物处理：污水中的污染物被微生物降解并转化为污泥。

三级处理是对废水的深度处理，包括通过氯化、紫外线或臭氧技术去除营养物并对废水进行消毒。

UWTD 的开发是为了改善水体的质量。未经处理的污水排放是欧洲最严重的水问题之一。成员国在污水收集和处理设施的建设上投入了大量资金。

第三阶段是去年通过的新《水系统法规》（WFD）。WFD将排放标准和水质目标有机结合起来。WFD的主要组成部分包括：

欧洲的所有水资源都将受到该法规的保护（地表水、地下水、过渡水域和沿海水域），并且所有这些水域最终都必须达到健康状态。

将采用排放和水质标准相结合的新方法来实现这些目标；将按照流域为基础设立管理机构来处理所有水资源问题，就像一些成员国已经做的那样；水的主要价值将反映在水价中，同时强化污染者付费原则；公民将更多地参与水资源管理过程；法规将更简单但更有效地执行。

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欧洲各国污水处理技术比较研究

这方面的比较研究还十分匮乏，有两篇研究成果值得关注。

第一份是1994年水研究中心提出的一份研究报告，由当时欧盟12个成员国的污泥处理处置专家共同完成；

第二项是1997年在原欧洲污水处理协会的指导下开展的研究，比较了欧洲15个国家对废水处理的观点、数据和不同形式的报告。此外，Kraemer先生和Rudolph先生还共同完成了对欧洲部分国家废水处理成本的比较。

1）目标

在此背景下，由水资源管理、废物管理和工程建设等领域专家组成的专家组（BWK）成立，开展“国际废水处理技术与成本比较研究”。

在这个课题组成立之前，总部位于科隆的AEW-Plan工程公司应有关方面要求，对欧洲6个国家的废水净化技术和成本进行了详细的比较，这6个国家分别是德国、丹麦、法国、意大利、荷兰和瑞士。

2）基础数据

在研究的六个国家中，荷兰人口密​​度最高，其次是德国。国土面积最大的法国人口密度最低。此外，面积较小的丹麦和荷兰城镇人口比例均高于德国。

由于这些国家都处于中欧气候区，因此它们之间的年平均降雨量差别并不大，只有意大利南部降雨量较少，瑞士部分地区降雨量较高，不属于研究范围。

此外，研究瑞士具体情况时还必须考虑地形的影响，因为瑞士60%的国土位于阿尔卑斯山区，山地地形增加了建设污水处理设施的成本。

3）污水处理概况

目前，六国污水处理厂的数量和分布情况缺乏标准化指标，尤其是对污水处理厂没有明确的定义。荷兰污水处理厂建设不断向高处理能力发展，丹麦、法国、意大利污水处理厂规模普遍较小，导致总体数量较大。

在大多数国家，合流制污水系统仍占主导地位，但也有向分流制污水系统发展的趋势。污水处理厂处理的污水包括生活污水、工业废水、渗滤水和处理后的雨水。居民家庭的生活污水量与饮用水量有关，德国为132升/(人/天)，是六个国家中最少的，尤其是瑞士和意大利，生活污水量几乎是德国的两倍。

关于渗漏量的信息还不够。在德国，渗漏量似乎比其他国家要低。由于这六个国家的居民生活习惯非常相似，污水浓度取决于产生的污水量。

4）设计和施工

各个国家的污水处理厂设计和建设流程不尽相同。在德国、法国、瑞士和意大利，已经制定了标准化且昂贵的审批流程。尤其是在德国、法国和瑞士，环境保护和治理是主导决定因素。对于意大利来说，这种关系还不是很清楚。在瑞士，建设过程往往分步进行，每建设两个步骤后需进行评估。在荷兰，也有审批流程，但相关申请人也是审批机构。在丹麦，一般不需要设计审批和官方批准，但当流出物值超过设计限值时，必须修改设计。在德国，设计和建设都有相应的合同条款。

一般而言，设计由专门的设计咨询公司完成，具体施工越来越多地由具有工程总承包能力的公司完成。在荷兰和瑞士，设计阶段与招投标阶段类似。在法国、丹麦和意大利，对设计细节的要求相对较少。因此，图纸仍有修改空间，用于施工公司对项目的评估，施工图设计主要由施工公司完成。

5）设计计算

这六个国家污水处理厂的设计计算各有不同，德国的标准化设计计算主要依据行业标准ATV-A131，只有瑞士有类似的设计标准；法国、意大利的设计由施工公司完成，施工公司严格控制知识产权；荷兰已将STOWA推荐的动态模拟计算方法用于设计计算，德国、瑞士、丹麦等国也不断受到重视。

输入数据的选择对计算结果很重要。在德国，设计计算基于85％的可靠性。在瑞士，设计可靠性为80％，而在丹麦仅为60％。出于安全考虑，德国污水处理厂的设计温度为10°C。

6）技术路线

就氮化物的去除率而言，在传统工艺基础上，各国采用的工艺存在明显差异。

丹麦：氮化合物去除：充分硝化、反硝化和除磷；常用工艺：低负荷曝气工艺、同步好氧污泥稳定化、极少生物滤池；特殊工艺：生物脱氮、生物除磷。

德国：氮化合物的去除：多为硝化、反硝化除磷；常用工艺：曝气工艺、部分生物滤池、厌氧污泥稳定化；特殊工艺：多为两步处理系统、常见的生物除磷、接触滤池等多种方法。

方法：去除氮化合物：部分硝化、反硝化除磷；常用工艺：曝气工艺、氧化塘；特殊工艺：生物滤池、斜板和斜管沉淀池，以及其他许多方法。

意大利：氮化合物的去除：硝化作用极少，反硝化作用用于除磷；常用工艺：曝气工艺用于除碳，去除污染物，厌氧污泥稳定化；特殊工艺：常采用机械处理方法。

荷兰：氮化合物去除：完全硝化、反硝化和除磷；常用工艺：低负荷曝气工艺、同步好氧污泥稳定化；特殊工艺：氧化沟、克劳塞尔工艺。

瑞士：对氮化合物的去除：极少发生硝化，几乎无反硝化，且完全除磷；常用工艺：低负荷曝气工艺、生物滤池、生物转轮；厌氧污泥稳定化；特殊工艺：生物滤池、斜板及斜管沉淀池。

7）污水处理成本

为了比较上述六个国家的污水处理成本，我们将污水处理厂进行如下分类：

每个国家选取2座处理规模分别为（2000人口当量；10000人口当量；100000人口当量）的污水处理厂，按照以下指标进行比较：

新建污水处理厂或扩建旧污水处理厂；

通过硝化/反硝化处理去除氮；

通过沉淀或生物方法去除磷；

基本处理工艺是活性污泥法，结合各国特有的处理方法，例如荷兰的克劳塞尔法。

在选择处理厂时必须考虑上述指标。

所有选定的污水处理厂的投资和运行成本都要在当地进行研究。成本数据以德国马克表示，并参考央行外汇汇率统计和国家统计局1996年价格指数进行折算。投资成本按统一利率和污水处理厂的使用年限折算为年均资本。这与污水处理厂的规模有关。

运行成本也据此确定，由于它与系统的实际负荷和利用率密切相关，因此这里引入一个因子来表示利用率对运行成本的影响，该因子的35%为年运行成本，与系统的复杂程度有关，另外的65%与系统的实际运行负荷有关。

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世界主要国家污水处理现状

1、德国污水处理技术应用现状：

排水管网系统建设

1）管网建设

德国公共排水管道总长度约48万km，按辖区内总面积计算，污水管网密度为1.11km/km2，人均污水管道长度已达5.8m，居民接通率由1979年的84.5%提高到95%，即全国95%的人口的生活污水均已纳入污水管网，其中10万以上大城市居民接通率超过98%。

2）排水系统

德国主要在中心城区采用合流制污水管道系统，周边及新建区采用分流制污水管道系统，合流制污水管道比例约为70%，分流制污水管道比例约为30%。共有合流制雨水池3.7万座，总容量1400万立方米，分流制雨水净化池1万座，总容量1000万立方米。所有雨水必须经过处理达标后才能排入水体，大大提高了水质。

3）截止倍数

德国年降雨量为500～1500毫米，季节分布均匀，区域降雨量差异较大。首都柏林年平均降雨量为714毫米，科隆年平均降雨量为798毫米。合流制污水管道系统的截留倍数为2～4，进入污水处理厂处理的雨水量是污水量的2倍。长期运行实践证明，由于降雨季节分布均匀，溢流次数较少，政府允许20%的雨水直接溢流，如不能满足要求，则修建雨水调节池。

4）污水处理厂规模等效人口概念

德国污水处理厂规模是按照等效人口EW计算的，1EW是以每人每天产生的BOD60g为基准，以EW表示的负荷是以一年中进入污水处理厂浓度最高的一周的BOD计算得出的。这种方法直接反映了污水处理厂的污染物负荷，即实际需要处理的污染物量。我国污水处理厂规模主要以日污水处理量为基准，由于污水浓度不同，同样规模的污水处理厂实际需要处理的污染物量可能相差几倍，不便于项目投资的对比分析，给污水处理能力的综合评价带来困难。

5）污水处理厂生物除磷脱氮设计

德国污水处理厂进水总氮浓度通常为35-80mg/L，总磷浓度为10-25mg/L，排放要求通常为10-18mg/L和12mg/L。根据进水水质及排放要求，德国污水处理厂基本都要求除磷、除氮，在污水处理除氮方面积累了大量值得借鉴的经验和技术。

下面就德国污水处理技术协会（ATV）制定的最新城镇污水设计规范A131中生物除磷脱氮（硝化反硝化）曝气池设计方法做简单介绍。A131的适用条件为：进水COD/BOD≤2，TKN/BOD≤0.25；对于具有硝化反硝化功能的污水处理工艺，反硝化部分的大小主要取决于：

（1）达到预期的反硝化效果；

（2）曝气池进水中硝酸盐氮与BOD的比值；

（3）曝气池进水中易降解的BOD所占比例；

(4) 泥龄；

（5）曝气池中悬浮固体浓度；

（6）污水温度。

2. 芝加哥污水处理现状

芝加哥是美国中部最大的城市，位于密歇根湖畔。为防止城市污水污染湖水，市政管理部门（MWRDGC）采取了一系列监测和控制措施保护湖水，其中最重要的是严格处理2200平方公里城区内550万人的生活污水和550万人的非生活污水。

1）芝加哥城市污水处理区的任务：

（1）保障区域内居民饮用水安全和健康；

（2）确保密歇根湖的水质；

（3）改善区域内所有河流、水道的水质；

（4）减少洪水对商业和住宅设施造成的破坏；

（5）把水资源作为重要资源来管理。

大约在20世纪初，人口的快速增长导致工业和生活用水量急剧增加。由于缺乏专门的污水处理系统，污水被直接排入密歇根湖。当时负责从密歇根湖取水的取水塔距离岸边太近，导致生活用水受到污染。当时有100多人因水质不达标而死亡。此后，芝加哥的两座取水塔都建在距离湖岸2英里的地方，以防止类似事件再次发生。

芝加哥城市日均污水总量为520万m3，其中98%以上由3座大型二级污水处理厂处理，剩余不足10万m3/d的污水由3座小型中水回用厂深度处理后再利用。

西南污水处理厂位于市中心，是美国最大的污水处理厂，也是世界上最大的污水处理厂之一。该厂进水泵站及一级处理能力超过500万立方米/日，二级处理能力平均为455万立方米/日，最高可达545万立方米/日。污泥处理量除承担该厂产生的污泥外，还承担着北污水处理厂和另外两个深度处理厂压运的污泥。

西西南污水处理厂由西厂和西南厂合并而成，现称斯蒂克尼水再生利用厂。西厂于1930年建成投产，为一级处理厂，由3组双层沉淀池和12座污泥自然干化床组成。随着城市的发展和水源保护标准的提高，以活性污泥法为主要处理工艺的西南污水处理厂于1935年在西厂西南侧建成，1939年投入运行，1949年、1975年两次扩建，形成455万m3/d的二级处理规模。

在污泥处理方面，经过数次扩建，新增了湿式氧化站、中温消化池、真空脱水机等设施，使该厂的设施更加完善。由于历史原因，其污水处理设施既有老式的双层沉淀池和自然污泥干化床，也有新建的曝气池、污泥消化池、湿式氧化装置。该厂地处城市中心区，用地有限，厂内建筑物布局极其紧凑。在污水处理技术方面，以传统活性污泥法为主要二级处理手段，矩形回流槽曝气池容积超过80万m3，停留时间以日均流量455万m3计算，在4小时以上。 二沉池采用辐流式沉淀池，池径为38.4m，共计96个池子，表面水力负荷为40.7m3/(m2˙d)，污泥处理工艺有多种。

初沉污泥在双层沉淀池下部常温消化，消化后的污泥一部分在干燥床中自然干燥，一部分转入污泥池进行稳定化处理。其余活性污泥全部浓缩后进入中温消化池。消化后的污泥一部分经真空过滤机脱水、干燥制成肥料；另一部分浓缩加压后运至污泥池进一步稳定化脱水，再由轮船送往城郊农田施肥。自然干燥后的污泥饼经铁路运输，配送至各用户。

斯蒂克尼厂废水处理效果良好。据1999年11月的报告，1998年年均废水量为300万m3/d，出水生化需氧量（BOD）为2.2mg/L，悬浮物为5.4mg/L，氨氮为0.5mg/L，溶解氧（DO）为8.5mg/L，大大超过了要求的标准。在二级处理中，固体停留时间控制较长，达到了硝化脱氮的效果，去除率达77%，出水中氨氮小于2mg/L。1978年，该厂总管理费用为1842万美元，相当于每处理一立方米废水需花费1.62美分。处理厂的操作人员采用先进的计算机程序来监视和控制系统，所有设施始终以最少的人力高效运行。

由于芝加哥及周边地区的排水系统为合流制污水系统，随着城市的发展，暴雨径流增多，污水处理厂常常超负荷运转，迫使未经处理的污水排入河道。因此，早在20世纪70年代初，市政当局就提出了隧道和水库计划（TARP）。这一计划包括160km的隧道，用于拦截和储存合流管中的溢流水，以便污水处理厂后期处理。其目标是防止污水填满密歇根湖，为芝加哥及其周边县市的800万人提供饮用水，并为洪水提供出路。该项目分为两个阶段，经过25年的紧张建设，第一阶段工程已经完成并发挥了预期的作用。虽然花费不菲，但该计划比更换22000km的合流管和修建污水管更为经济。

3.匈牙利污水处理现状

在匈牙利，公共供水服务由国家市政和合伙企业提供。该国大部分地区都可以获得安全饮用水，但欧盟要求匈牙利改善其饮用水基础设施。尽管匈牙利在过去几年也升级了供水设施，但该国的污水处理设施仍然落后于其他欧盟成员国，尤其是首都布达佩斯，也落后于其他城市和城镇。需要对污水处理进行新的投资。

1）市场需求

作为匈牙利新发展规划的一部分，该国基础设施更新包括污水处理、水质、污染物管理、水设施维修保养、水框架指南、自然保护、可再生能源、能源效率、可持续消费和环境保护等，供水和污水处理相关项目是此轮投资建设的重点。

饮用水质量及供应 匈牙利每个城镇都有饮用水，93.7%的家庭接入饮用水供应管网，总长6.44万公里，年均公共供水能力5.6亿立方米。匈牙利约97%的水源来自地下水。全国有1600多条河流流域，另有75条河流流域可望开发为战略水源保护区。匈牙利约有600条河流流域具有较高的利用价值，其中大部分位于生态和地形脆弱地区。

2）废水处理

匈牙利在国家连续城镇污水收集处理项目中，旨在建立污水收集处理系统与设施，包括处理液态污水的工程、扩建和现代化现有的污水处理和污水收集系统、建立污泥处理和回收利用系统等。当污水由于环境或经济原因无法得到很好处理时，则在多样化、综合性技术的支持下，采用半自然和特殊的污水处理方法。

此外，在污水处理能力相对较弱或没有污水处理设施的地区，不宜建立单独的专业污水处理设施，匈牙利政府的目标是妥善转移液体废物、处理和利用废物等。

匈牙利的污染控制目标还包括减少市政液体污染物的产生，提高污泥处理利用率。污水收集处理系统建设需要与雨水收集系统等其他基础设施投资相协调，避免在同一地区重复建设，如地面覆盖建设。

3）水资源展望

以下技术或设备在未来几年在匈牙利具有良好的发展前景：

（1）改善饮用水水质的技术；

（2）新型污水处理技术，如贴近自然的污水处理、污水分类处理等；

（3）监测设备和系统。

4）市场进入用户

对于私营水务公司来说，它们往往与某个地理区域内的所有用户签订服务合同，每年的开支很高，主要包括水处理厂的运营和大范围设施的维护，尽管水务公司每年的经济收入很高。 技术与设备 匈牙利的环境技术与设备主要由当地的机械公司或其他环境设备及设备提供商提供。美国公司或其他外国公司如果想进入匈牙利水环境市场，最好有当地的代表公司。代表公司会与决策者保持联系，他们了解当地的规则，可以提供技术支持和售后服务，与当地公司形成联合风险承担机制是进入匈牙利市场的成功途径。