提起德国，你会想到什么？ 可能是如雷贯耳的德国制造：奥迪、奔驰、宝马；可能是铭刻历史、承载自由与梦想的柏林墙；可能是享誉世界的德国啤酒，亦或是成就不朽神话的德国足球…… 其实，德国能让你记住的，远不止这些。 德国是世界上环境保护工作开展较早做得较好的国家，污水处理设施比较完善，目前已基本不需新建下水道和污水处理厂，在污水、污染物处理方面也有很多值得借鉴的经验。
提起德国，你会想到什么？
可能是如雷贯耳的德国制造：奥迪、奔驰、宝马；可能是铭刻历史、承载自由与梦想的柏林墙；可能是享誉世界的德国啤酒，亦或是成就不朽神话的德国足球……
其实，德国能让你记住的，远不止这些。
德国是世界上环境保护工作开展较早做得较好的国家，污水处理设施比较完善，目前已基本不需新建下水道和污水处理厂，在污水、污染物处理方面也有很多值得借鉴的经验。
今天小编就 以德国Ruhleben污水处理厂为例， 和大家分享一下德国的污水处理模式。
Ruhleben污水厂概况
德国 Ruhleben 污水处理厂，位于柏林西方，承担柏林50万人口的污水处理量。处理能力为24万立方米/日，雨期最大处理容量可达60万立方米/日。污水来源于生活污水、商业和工业废水。
图片来源网络，侵删
如果我们仔细看的话，其实可以发现，Ruhleben污水厂是建立在柏林市区，这是由于当时特殊的政治环境导致的，东西柏林分开着，最后西柏林只能选择将污水处理厂建在市区。当时柏林不光地面有柏林墙隔开着，连地底的下水道都是有栅栏隔着的。
Ruhleben污水厂开始运营于1963年，经历过3次升级改造。具体如下：
1963第一次扩建并且污泥消化单元投入运行；
1973新建分流井，并在格栅间后增设沉砂池，同时引流出水至Teltow运河的泵站投入运行；
1983第二次扩建，新投入运行八座初沉池和六座二沉池；
1984引入自动化控制系统，收集泵站投入运行；
1985污泥脱水，污泥焚烧单元投入运行；
1986脱氮除磷试验设备投入运行；
1988引入化学除磷工艺（硫酸亚铁）；
1989 碱性湿法烟气洗涤工艺投入运行；
1990扩建生化处理单元，新建两座生化处理池；
1992扩建初沉池单元；
1993第三次扩建，提高生化处理效率；
处理方式主要采用物理和生物处理技术，有时也采用化学处理技术，处理效果很好。
图片来源： 德中环境与能源促进中心，侵删
污水厂工艺流程—物理处理
污水厂处理工艺流程图，来自德中环境与能源促进中心，侵删
处理过程为：进水—格栅分离—沉砂—沉淀。
前三个部分在空间布设上是合在一起的。沉淀池由16个长方形的初沉池组成，分为两组排列。其中6个为一组，10个为另一组。无雨时，污水的停留时间约为18小时。
沉淀的污泥为混合污泥（包括初沉池产生的污泥和生化处理产生的剩余污泥），在刮泥机的作用下，与水流运动方向相反进入污泥管中，然后输送到污泥处理车间。
经沉淀后的污水按相等体积的负荷分配给每个曝气池，其中一部分还需要通过泵进行加压。污水经初沉池处理后BOD 5 达250～300mg/L。
污水厂工艺流程—生物处理
通过微生物的新陈代谢将污水中的悬浮物质、不溶性有机物和无机物去除。通过特殊的生物处理和化学处理，污水中的无机物还可以得到进一步去除。
Ruhleben污水处理厂通过较长的流程和不同曝气区域的曝气，使出水的总磷浓度低于0.5mg/L的排放要求，氨氮小于5mg/L，总无机氮小于18mg/L。
在除磷过程中，微生物先经过曝气池前端的厌氧段，然后在经过后面的好氧段时，将吸附污水中90％的含磷化合物。
缺氧区，来自德中环境与能源促进中心，侵删
在好氧状态，通过硝化过程（亚硝酸盐被氧化为硝酸盐），将污水中的氨氧化。为了使硝酸盐的还原率为80％，要求从好氧状态回流到缺氧状态的污水量是进水的3～4倍。
无雨时，曝气池中污水的停留时间约为18小时。其中，厌氧段3小时，缺氧段6小时，好氧段9小时。曝气池中三段的有效体积比为2：3：5。
厌氧段由4个池子组成，水流状态就好像个小型瀑布，每个池中有搅拌装置，使污水与污泥充分混合。在缺氧段，污水和污泥是通过水平搅拌装置进行搅拌。
好氧段与传统的好氧曝气相似，空气中的氧以细小气泡的形式进入曝气池，与污水和污泥相混合，随着污水向曝气池尾流动，曝气量逐渐降低。
在好氧段尾，曝气池内留有一段非曝气区，以防止气泡进入二沉池后造成溢流而将污水和污泥带出，以提高污泥的沉淀效果。在非曝气区沉淀下来的污泥要立即清除。大量脱除了气泡和氧的污水和污泥汇流至缺氧段，进行反硝化反应。
好氧区底部， 来自 德中 环境 与能源促进中心 ，侵删
如果生物除磷达不到排放要求，则加入一些硫酸亚铁进行沉淀处理。
二次沉淀：在生物处理之后，污水进人二沉池，污泥通过沉淀与水相分离。二沉池共有三种形式：
1）Dortmund式沉淀池（静力，升流式）
共24个，深埋在地下，采用竖流式进水，池平面为圆形，泥斗为锥形。清水从低于水面0.5米的穿孔管中流出，污泥沉入池底由泵抽出。水面浮渣采用机械方式清除。
多特蒙德池型， 来自 德中 环境 与能源促进中心 ，侵删
2）圆形沉淀池
共6个，采用水平式进水，底部为缓坡状，污泥通过刮泥机的不断旋转而集中在池中央，然后排出。清水也是从低于平面0.5米处的穿孔管中流出。水面浮渣由刮泥板刮入收集管道中，然后根据处理过程，进入污泥处理厂或曝气池。
圆形池 ， 来自 德中 环境 与能源促进中心 ，侵删
3）Berlin式沉淀池
共24个，采用竖流式进水，池平面为方形。为节省占地面积，沉淀池的布设方式如同棋盘。污泥由刮泥机刮入泥斗中，然后泵出。清水从低于水平面0.5米的穿孔管中流出，浮渣由行车式刮泥机刮出，每6个沉淀池共有一部行车。
柏林池型，来自德中环境与能源促进中心，侵删
污水厂工艺流程—污泥处理
从1985年开始，污泥分成机械脱水和焚烧处理。沉淀池的所有污泥泵入污泥处理车间进行脱水，然后焚烧。
处理厂每天大约能产生含固体3％～3.5％的混合污泥3000～3500m3，相当于105吨干污泥。包括柏林市Tegel地面水处理厂含磷酸盐的污泥和水网中的铁锰污泥。
污泥处理包括四部分，污泥的离心脱水、污泥在硫化床焚烧炉中焚烧、废热在锅炉中的回收、烟气净化并产生副产品石膏。
1）废热的利用
烟气离开焚烧炉时的温度大约为850℃～870℃，然后进入废热锅炉，加热预燃烧空气，以及加热锅炉用水。通过热量交换将水变成水蒸汽，水蒸汽可用于提供压缩空气或者用于发电。这些加热装置表面的炉灰用吹风机来清扫，使用的就是压缩空气。
整个焚烧装置是在负压下工作，该负压由烟气引风机产生，以避免烟气中的尘进入环境中。
2）电除尘烟气净化
烟气通过废热锅炉后，温度降为170～210℃，然后经引风机进入电除尘装置，除尘净化后，经96m高的烟囱排入大气。每天约产生30吨炉灰，可作为某些矿物的替代品。
3）炉灰的运输
炉灰和电除尘器所收集的灰尘，通过气体输送至4 个灰尘贮存仓中，然后经多孔个灰尘贮存仓中，然后经多孔阀装入运输车中运走，必要时可加入一些水分。
4）湿法烟气净化
自1989年以来，烟气一直采用湿法进行处理，用石灰作为吸收剂。烟气中二氧化硫浓度平均为25000mg/m3，每天大约使用2.5吨石灰（98％CaO），产生约7吨的石膏，其中水分含量低于10％。
烟气处理，来自德中环境与能源促进中心，侵删
烟气经处理后，二氧化硫的浓度降至3～5mg/m3。石膏作为商品提供给建筑业和水泥制造业。
总结
其实，单看 Ruhleben 污水厂，只能记住的是德国污水处理流程。而要关注德国的污水处理技术方面发展趋势，更具代表性的反而是 Duisburg—KaBlerfeld污水厂。
如图所示， Duisburg—KaBlerfeld污水厂 1984年以前其采用机械物理净化，1984年至1989年期间采用化学净化，而从1994年开始新建后，开始采用生物净化。德国从20世纪70年末开始污水处理厂采用生物处理措施比例逐年提高，至20世纪末可达90％以上。
1991年，机器处理厂、不带营养物分离的生物处理厂、带营养物分离的生物处理厂处理的污水总量分 别占7％、39％、54％；到2007年时，这三者占的比率分别为0.1％、1.9％、98％。
自从德国执行欧盟“城市污水处理指令”，大大提升了污水处理质量，2009年市政污水处理工厂氮化物、磷化物平均清除率达到至81％、91％（目前欧盟指令要求清除程度为75％）。
随着人们对水利的舒适性需求的不断增加，对污水处理的要求不断升级，污水处理厂也逐渐随着增多，处理能力更强，而国外的一些污水处理经验相信也能为国内污水处理行业提供一些改进参考。
