水厂视界 | 探访德国Ruhleben污水厂

水处理网讯:Ruhleben 污水处理厂概况

Ruhleben污水厂位于柏林Spandau辖区，是柏林六个污水厂中最大的一个，服务周边110万人口。1957年开始运行，然后历经三次改造升级。如今日设计处理容量24.75万立方米，雨期最大处理容量可达60万立方米每天。这里不仅1985年污泥焚烧单元就已经投产运行，而且还将在2021年完成四级深度处理，达到游泳水水质出水标准。

柏林的水循环体系相对更新速率较慢。因为Spree和Havel河只为柏林城区提供了较少的水资源，它们通过河岸过滤的方式补充到了饮用水的储备之中。然而，这两大河流水量的三分之二其实已经被污水处理厂净化过一次了。这样的现状也对柏林的污水处理厂提出了很高的要求。在非雨期，柏林城区要产生65万立方米的污水，在雨期这个数字将要翻倍！为此，6座污水处理厂相应配套而建立，Ruhleben污水厂就是其中最重要的一个。

历史年纪

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

1996 改造烟气处理单元，以保证满足《第十七联邦排放控制法》(17. Immissionsschutzverordnung)

1997 启用涡轮发电机组利用高压蒸汽为厂内供电

2010 开始接收柏林其他污水处理厂的污泥，并在末端引入紫外线消毒设备

2012 烟气处理单元引入活性炭吸附

2021（计划） 末端引入絮凝过滤工艺（四级处理）

平面布置图

白色区域为第一次扩建区域，浅绿色为第二次扩建区域，深绿色为第三次扩建区域

通过现如今的污水厂平面布置图，我们可以清晰的辨别，污水厂在不同时期分别进行了怎样的改造升级， 同时我们也会发现，对于同一处理单元，污水厂也使用了不同的处理工艺。污水厂之所以要如此升级扩建，是为了与柏林的人口规模相适应，同时也不断的满足水务管理部门提出的更加严苛的出水标准。

柏林每日产生的污水通过地下管廊的输送和污水泵站的提升， 最终运送到相关辖区的污水处理厂。柏林地下的污水输水管网足足有1万千米之长，其中五分之一是雨污合流制管网（Sbahn环线内），其余的则为雨污分流制管网。为了让整个城市更加的“海绵”，柏林也在市区内（比如波茨坦广场）以及污水厂中兴建更多的雨水容纳设施。

1. 处理功能单元

Ruhleben污水厂主要由三大功能单元组成，污水处理单元，污泥处理单元和烟气处理单元。而其中的污水处理单元又包含了机械处理和生化处理部分。

1．1 机械处理单元

机械处理单元包括分流井，隔栅间，沉砂池和初沉池。

分流井

污水通过有压管网提升至污水厂，之后在混合管段和污泥脱水产生的废水充分混合，然后通过三个管路流至分流井。在分流井中，这些污水将会在磁力流量记的监测下，被平均分配到6条水槽中。其中，分流井中的溢流槽会在隔栅间发生故障时，引流部分污水越过隔栅间直达初沉池。包括隔栅间，沉砂池以及连接他们的水槽都是封闭式的运行方式，这其中挥发的废气H2S VOC都将会被收集，然后导入废气处理设备进行净化。

隔栅间

格栅间设置了6组粗细格栅。其中细格栅宽为1.9米，栅间距为8mm，平均每小时可以产生废渣5至6吨。

沉砂池

6组沉砂池紧紧连接在相应的隔栅间之后，池中的运行水位会随着水力负荷的不同，在1到2米之间浮动。池体末端的比例出水堰保证了不受水力负荷影响的，且稳定在0.3m/s的平稳出水。沉入底部的砂石会被链板式刮砂机，逆水流方向推入底部砂斗，平均每小时可沉淀砂石2至4吨，然后再通过压力气泵将砂石运送到砂洗容器。在沙洗容器中，附着在砂石上有机物质会被进一步去除。最终清洁的沙砾会被贮藏在贮砂容器中。

初沉池

在初沉池环节，由两组池体构成，分别为一组6个池子（容积6480立方米）和一组10个池子（容积12000立方米）。在非雨期，初沉池的平均水力停留时间为1.8个小时。沉降的污泥也同样会被带式刮泥机逆水流方向推至底部泥斗，然后传送至后续污泥处理环节。池中平均流速为0.008 m/s，平均每日产生污泥2 500 - 3 000 m3/d。

在此环节产生的漂浮物，主要是油脂，平均每日一吨，将会通过翼板间歇式地被去除，

根据相关法规，所有在机械处理环节产生的废物都会被尽量回用，如若不行，将选择清洁的方式进行清运。

初沉池的出水会依据相同的体积负荷分配到后续的生化处理单元。

1．2 生化处理单元

在生化处理环节，水中的悬浮物，溶解的有机物以及溶解的无机物将会被微生物群的新陈代谢过程去除。无机物的进一步去除，是通过特殊的生化反应，或是投加一定的化学药剂实现的。Ruhleben污水厂的出水中，总磷远远低于规定的0.5 mg/I，氨氮低于5 mg/I，总氮低于13 mg/I。Ruhleben污水厂用三组生化池，分别为一组6个（运行水位3.15 m，容积52500 m3），一组6个（运行水位5.15 m，容积84000 m3），一组4个（运行水位厌氧缺氧区8.15 m，好养区5.65 m，容积62000 m3）。

生化池

在生化处理环节，会不断的生成絮状污泥，而这些污泥是由微生物菌群代谢而来的产物和附着其上悬浮物组成的。微生物菌群摄入污水中的有机物和一部分无机物，并将它们吸收代谢。

生物除磷单元须在始段设置厌氧环境，然后在末端设置好养环境，这样Polyphosphate-Accumulating-Organisms (PAO)微生物菌群就可以吸收其中96 %的磷。如果缺少了这样的环境转变，水中的磷大约只有30 %会被去除。

同步脱氮主要由两步反应完成。水中的氨氮，会在好养条件下，从亚硝酸盐氧化成硝酸盐，即硝化反应。在缺氧环境下，硝酸盐会被还原成氮气，即反硝化反应。为了保证80 %左右的氨氮去除效率，需要将内回流比设置在3或者4。