第三眼 Vol. 80
德国巴登-符腾堡州（Baden-Württemberg）近日宣布对卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）的一个市政污水处理厂的四级处理升级项目给予了440万欧元的资助。对于隔壁老大的决定，荷兰的水委会联盟的决策顾问Michaël Bentvelsen表示：“要想实施四级处理不难，但你必须一步到位。”言下之意，荷兰目前对此还是处在谨慎评估和等待的阶段。
污水的四级处理指的是什么呢？为什么会引起欧洲各国的重视？本期第三眼专栏小编给大家介绍一下欧洲四级处理的概况。
卡尔斯鲁厄获得了巴登-符腾堡州440万欧元的资助，计划对Neureut污水厂加建四级处理工艺 | 图源：Stadt Karlsruhe
奥尼卡水处理创新中心
四级处理将成为污水处理新标杆？
城市污水处理厂的设计最初是用来去除COD，后来增加了氮磷等营养物的去除要求。在过去10年，人们在污水厂里发现了不少以μg/L或pg/L计算的低浓度污染物。这些污染物受到越来越多的关注，人们一般称之为微污染物(micropollutants)。
微污染物的来源丰富 | 图源：TAPES
对于微污染物，显然我们不能坐以待毙。瑞士和德国是这方面的探路先锋，下图是截止2015年3月两国已有的“四级处理”的污水厂名单。
德瑞两国配有四级处理的污水厂名单（2015年）
其实世界各地对于污水中微量物质的危害和去除很早就已经开展了研究工作，但由于缺乏排放标准，绝大部分污水厂还没有考虑采取实际措施解决这一问题，例如在荷兰，去除微污染物的四级处理仍处于中试阶段。而德国仅在巴登-符腾堡州就已经有13座污水厂运行了四级处理工序，而且更多项目在施工和设计阶段。卡尔斯鲁厄市计划对该州第二大的Neureut污水厂进加建四级处理工艺，并因此获得了440万欧元的拨款资助。这是该州在2018年在污水处理领域最大的一笔政府投资。尽管已经获得了400多万的资助，但因为这个项目的总投资额达2200万欧元，因此卡尔斯鲁厄市还要从其他途径筹集剩下的80%的资金。
四级深度处理
传统的污水处理由三部分组成，包括了机械处理、生物处理和过滤处理。所谓的四级处理一般指在生物处理之后，在沉淀过滤之前去除污水中的微污染物的一道工序。
四级处理会成为污水处理的新标杆？ | 图源：SciForschen
目前最常见的四级处理工艺包括了臭氧、粉末活性炭和颗粒活性炭。三种工艺的一般流程如下：
四级处理的三种常见工艺，由上至下为臭氧、PAC和GAC | 图源：RESVAV
荷兰的水应用研究基金会STOWA、荷兰水委会De Dommel，以及一个新兴污染物的跨国行动项目组TAPES其实早在2015年就发表过一份技术报告，对三种工艺在不同处理规模项目进行成本评估，结果如下：
欧洲的先锋
至今，巴登-符腾堡州对污水厂的四级处理升级投资6200万欧元，其中13座已经在运行，医药残留物是主要的微污染物处理对象。'巴登-符腾堡和北莱茵 - 威斯特法伦州是整个欧洲范围在四级处理方面的领头羊，'荷兰水委会联盟的政策顾问Michaël Bentvelsen表示, '瑞士在这方面也做得前沿，他们有三分之一的污水厂都配有四级处理工序。”
瑞士第一座臭氧四级处理污水厂Neugut | 图源：RESVAV
有待考证
De Dommel水委会的中试项目实景 | 图源：TAPES
Bentvelsen先生认为荷兰在这方面并没有落后多少，他们对此非常重视，只是显得更谨慎。“我们不该盲从德国，”他说，“四级处理的技术路线我们都做过调研了，只要我们拍板，实施运行是很快的事。但因为投资巨大，必须一步到位。我们的终极目标都是提供更好的水质，实现这个目标有很多方法。”
他们已经做过很多研究评估，在荷兰的水委会决定是否兴建四级处理之前，他们决定先进行中试测试，这些中试能帮助他们解答很多问题，同时他们也在等待一个更清晰的标准指南。也许这就是为何荷兰还迟迟没有“动手”的原因。
荷兰的新兴污染物跨国行动项目组 | 图源：TAPES
STOWA和TAPES的报告就指出现在的工艺技术对雌激素（oestrogens）的去除效果不太理想，而且也不是所有四级处理项目的运行表现都尽如人意，因为每个项目会受到具体条件差异的影响（与生物脱氮除磷的结合）。这些技术在应用中还存在很多不确定性，例如有些运营四级处理的污水厂已经意识到活性炭的回收处理也是个尚待解决的问题。
GAC和PAC | 图源：tzw
政府资助
除了技术因素，经济因素也是限制更多四级处理项目的原因。目前荷兰其实已经有10-12个地方水委会在准备四级处理项目的落地，但它们也在等待政府的资助决定。尽管去年荷兰政府已经决定对污水厂的新兴污染物问题拨款3000万欧元的资助，但他们也表示不会盲目跟随德国和瑞士的脚步。他们认为要对这些项目密切监督，确保每一分的投资都有回报。
最后，小编推荐大家查阅上文提及的荷兰水务机构对德国瑞士两国的现有四级处理案例的成本分析报告：
www.tapes-interreg.eu/uploads/Stowa%20TAPES%20Final%20report.pdf
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