歐盟六國污水處理概況
| 論文類型 | 技術與工程 | 發(fā)表日期 | 2003-01-01 |
| 來源 | 《中國建設報/中國水業(yè)》第24期 | ||
| 作者 | 皮納坎普,袁國文 | ||
| 摘要 | 皮納坎普;袁國文 斯圖加特大學水污染控制和垃圾處理研究所 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 ... | ||
皮納坎普;袁國文
斯圖加特大學水污染控制和垃圾處理研究所
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(xù)發(fā)展，歐共同制定了覆蓋面廣泛的基礎法規(guī)。
歐洲水資源狀況
——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。據(jù)統(tǒng)計，目前仍有20%的地表水受到嚴重污染。然而，自七十年代以來，那些污染最為嚴重的河流得到了改善。
——因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放硝酸鹽所引起的河流、湖泊、水庫、海岸和海水的富營養(yǎng)面源污染還在不斷增長，同時，對其所產(chǎn)生的危害性估計不足。
——在過去的五年中，由于在工業(yè)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了40-60%。
——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(nóng)業(yè)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(yè)、商業(yè)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(jīng)濟發(fā)展受到了歐洲的環(huán)境保護法規(guī)的限制。另外，還存在著河流水體邊界不清和水源污染的問題。在歐洲，某些河流流經(jīng)不同的區(qū)域和國家，其流域的不同段分別由不同的行政部門或地區(qū)單位管理，需要互相間的合作與支持。
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(guī)和1980年通過的有關飲用水的法規(guī)。主要是針對不同類型的水源和不同用途的水的水質：漁業(yè)養(yǎng)殖水、貝類養(yǎng)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(guī)，1991年通過的硝酸鹽法規(guī)和城市污水處理的法規(guī)（UWTD）(見表1)。UWTD的主要內容是：
——所有已建成的區(qū)域，根據(jù)其規(guī)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(tǒng)和處理系統(tǒng)。
——根據(jù)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(xù)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(yǎng)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(jīng)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水體系的法規(guī)（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：
——歐洲所有水資源將受到這一法規(guī)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狀態(tài)。
——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(xiàn)這些目標。
——水的主要價值應集中體現(xiàn)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(guī)將被更簡化，但更有效地執(zhí)行。
基礎數(shù)據(jù)
污水處理的費用與外部條件有很大的關系，這些外部條件相當穩(wěn)定，不會有太大的變化。然而，我們有必要了解這方面的情況，以便我們理解不同國家間某些特殊的區(qū)別。
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(見表2)。
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(qū)的降雨量很高，這些區(qū)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(tài)的影響。因為在瑞士境內有60%的地區(qū)位于阿爾卑斯山脈的區(qū)域內，山區(qū)的地形增加了建造污水凈化設施的費用。
污水處理數(shù)據(jù)
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(shù)目和分布情況。特別是，對于污水處理廠還沒有明確的定義。因此，運用以下某些數(shù)據(jù)(見表3)時必須十分的謹慎。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(fā)展。而在丹麥、法國和意大利污水處理廠的規(guī)模一般較小，因而其總體數(shù)量較大。
在大多數(shù)國家中，合流制排水系統(tǒng)仍占據(jù)著主導地位。但是，現(xiàn)在采用分流制的排水系統(tǒng)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(yè)廢水、滲透水和經(jīng)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所產(chǎn)生的污水量。
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(jīng)形成了自己的一套規(guī)范的、昂貴的批復程序。尤其是在德國、法國和瑞士，對環(huán)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(guī)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(jié)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。
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(guī)模為（2000人口當量；10,000人口當量；100,000人口當量）的污水處理廠中各選出兩個污水處理廠根據(jù)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?shù)剡M行研究。費用數(shù)據(jù)用德國馬克表示，參考中央銀行的外幣兌換率的統(tǒng)計和國家統(tǒng)計局1996年的價格指數(shù)進行換算。投資費用根據(jù)統(tǒng)一的利率和污水處理廠的使用壽命換算成年平均資本。這與污水處理廠的規(guī)模有關。
運行費用也可相應地確定。由于它與系統(tǒng)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(tǒng)的復雜程度相關，另外65％則與系統(tǒng)的實際運行負荷相關。
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