1 德国的水利概况
德意志联邦共和国位于欧洲中部,国土面积35.7万km2。人口总数约8180万,除俄罗斯之外,它是欧洲人口最多的国家。德国地形异常复杂多样,有连绵起伏的山峦、高原平台、丘陵、山地、湖泊以及辽阔宽广的平原。年降雨量500~1500mm,季节分配均匀,区域降雨量变化较大。境内最高山峰楚格峰高2962m。境内主要河流有莱茵河、易北河、威悉河、多瑙河、美因河,最长的河流为莱茵河865km。德国农业生产现代化,畜牧业在农业中占主导地位,牲畜主要有猪、羊、牛等,主要农作物有甜菜、葡萄、油菜、小麦、黑麦、花卉、马铃薯等。
2 德国的水资源管理
德国境内水道纵横,再加上星罗棋布的矿泉、温泉和湖泊,其人均占有水资源量居世界前列。尽管如此,德国政府和民间组织仍很重视水资源保护,特别是在节约用水和净化废水方面成效比较显著。德国保护水资源的主要措施有法律约束、市场调节和与邻国合作三种方式。
在法律手段上,德国目前执行的是1996年底通过第六次修订的“水资源管理法”。该法律对水资源管理和保护规定详尽到具体技术细节,它对城镇和企业的取水、水处理、用水和废水排放标准都有明确的规定。例如,这部法律根据欧盟的水质标准对德国的水质提出了很高的要求,并规定废水在排入河道之前必须经过三级处理,即物理沉淀、生物降解和消毒三道工序。1998年,德国的废水处理率达到了97%,在欧洲仅次于荷兰,这在很大程度上归功于法律严明。
经济调节也是德国水资源管理的一个重要手段。在市场经济高度发达的德国,节约用水、减少废水排放最快捷有效的措施是靠经济手段。德国政府保护水资源的主要经济手段包括:规定自来水价格、征收生态税和污水排放费,以及对私营污水处理企业减税等。比如,德国的自来水价格各地不同。1996年,各州的水价每1m31.85~2.54马克不等,定价的标准主要依据是水资源状况、水处理成本和居民消耗水量等因素。居民用水越多,水价越高。90年代以来,德国水价一直在上涨,与此相对应是居民用水量日益下降。
德国水资源管理第三个手段是与邻国合作。德国境内许多河流湖泊是国际水体,水资源与邻国共享,水患与邻国同罹。要保护好水资源,实现节水等,当然离不开国际合作。成立于1950年的“保护莱茵河国际委员会”就包括莱茵河流域的德国、法国、荷兰、瑞士和卢森堡。自70年代以来,该委员会针对莱茵河严重的化学污染、氯污染和热污染草拟了三个国际条约,确定了向莱茵河排放污染的标准。此外,德国还连续多年对净水设施和水处理技术投资。例如,1998年德国仅在公共废水处理设施和技术开发上就投资110亿马克,从1989年~1998年,废水处理总投资达2500亿马克,远远超过欧洲其他国家。这些投资更有力地促进了德国水资源保护。
3 德国水处理和供水
3.1 黑森里德水处理中心
黑森里德水处理中心位于莱茵河支流岸边的比尔堡斯海德威市。水处理中心的南边是路德维希港和曼海姆城市,黑森里德水处理中心是一个集处理水污染、送水灌溉、补给地下水和城市供水的综合利用水资源工程。
该水处理中心,通过高压水泵和输水管道把莱茵河水引到该处理中心,在该处理中心进行除污加工。首先进行拦污过滤;其次进行臭氧预处理,即将过滤出来的水加入臭氧和塑料泡沫,采用电解方法,使较大污染物吸附在塑料泡沫上,沉淀净化,使水质达到低标准除物。第三步进行臭氧全处理。将臭氧预处理的水体送入臭氧全处理区,增加臭氧量与水体的拌和度,并延长氧化时间,使预处理的水体得到充分消毒。第四步进行净化过滤。将含有臭氧和塑料泡沫物的消毒水体送入过滤池,进行净化过滤,过滤后得到仅含有臭氧的消毒水体。第五步进行除臭氧。将经过臭氧预处理、全处理、过滤后的水体加入活性碳,用活性炭吸附臭氧,使水体除臭氧后达到饮用标准。最后将达到饮用标准的水体存入蓄水池,再通过高压管道到该供水区的城市或乡村供水点,进入供水点的蓄水池,以供城市工业和居民生活、农场农业灌溉和森林灌溉用水,以及保持地下水平衡的地下水补给。这些无污染的高标准水体供给城市和乡村,对减少污染、发展无毒农业、生态农业和生产绿色食品等有着较大的作用和意义。
该水处理中心是合作式企业,带有公益性质。维持水处理中心的生产和收益主要靠供水收取水费。供水的水价确定主要是根据水处理费用、用水户用途和用水量等,一般是城市用水水价高于农村,工业用水价高于居民,蔬菜生产灌溉用水价高于农业粮食生产和森林灌溉。城市居民年人均用水水费大约500马克,与当地居民年平均收入60000马克相比所占份额较少,居民完全能够承受。工业用水水价每1m34马克,农业用水水价每1m30.2~1马克不等。乡村用水水价较低,一般比未建水处理中心前的水价略高一点,这体现着工业哺农业。由于该水处理中心具有一定的公益性,德国政府对该水处理中心的建设和运行都给予一定的经济补偿。运行补偿份额多少主要根据每年的收水费情况来确定,使水处理中心的收益不低于获取工业平均利润收益。
该水处理中心生产和管理水平现代化。水处理中心仅有12个人,24小时值班,主要是通过现代化的中央控制室监控,监控内容包括引莱茵河水量、水质;处理生产过程,处理后的水纯度;蓄水池水量;供水区的需水情况、地下水位等。该水处理中心每小时可生产饮用水5400m3,一般实际生产量根据供水区的需水量来定。
3.2 柏林水集团
柏林水集团是德国最大的自来水和废水处理企业,隶属柏林控股公司,是混合股份制企业,其50.1%的股份属于柏林州政府,49.9%的股份属于一个国际投资集团。它拥有11家自来水厂和7家废水处理厂,负责柏林市和周边地区共370万人口及企业的自来水供应和废水处理,其自来水供应能力日均为114万m3,自来水管道总长为7759km。
柏林地区的水资源主要来自柏林-华沙的地下水含水层,是靠地下水作为自来水的水源。柏林-华沙地下水含水层是一条水量丰富、水质相当高的地下水泉,经过物理处理后就能达到饮用水标准,并含有适量钙、镁等矿物质。柏林水集团很注意保护水资源,柏林水厂根据德国的法规和授权,在含水层周围按不同的距离划分为三级水资源保护地带,其中在采水点周围10m范围内为一级保护地带,其保护最为严格,禁止将一切地面物质或其它污染带入水源,违者将被罚以巨款。柏林的自来水厂还采用微管过滤、活性炭吸附等先进技术,进一步提高了自来水质量。
在废水处理上,柏林水集团下属的污水处理厂是按照生活污水的标准设计处理的。因为按照德国法规,企业废水在排入公共下水道之前必须经过预处理,使废水至少达到废水的标准,柏林水集团下属的7家废水处理厂都是进行废水的二级和三级处理。例如,鲁雷本废水处理厂的生物处理技术,不仅能处理废水中含量较高的含碳有机污染物,还能通过厌氧菌处理氮和磷等有机污染,以5天生物耗氧量计算的处理效率高达99%。
柏林水集团充分利用市场经济的价格杠杆作用实现收益,在水价的确定上兼顾公司和用户的利益,每年集团确定的水价,必须经过州议会批准和修正,因为公司最大的股东是柏林州政府,由于州政府控股,定出的水价经过州议会修正,州议会代表市民,这样定出的价格就兼顾了市民的承受能力。2000年柏林地区的自来水价格是每1m33.45德国马克,污水处理价格是每1m33.86德国马克,而德国居民人均月收入在4000德国马克以上,完全能够接受这一价格。
柏林水集团除了供水和处理污染的直接盈利外,该集团还进行“多种经营”。比如集团下属“柏林水国际公司”,就承接国外自来水厂和废水处理厂的设计、施工,迄今已在匈牙利、俄罗斯和中国开展业务。柏林水集团有一家专门的技术开发公司进行水处理相关技术的研究;一家环境咨询公司承揽咨询业务;一家电缆公司承接电缆铺设业务;甚至还有一家名为“柏林通讯”的电信公司。整个集团1999年营业收入总计超过24亿德国马克,其中供水和水处理收入为19亿德国马克,开展其他业务收益为5亿德国马克。
4 河道整治和环境美化
在德国十分重视河道整治和环境美化。德国的莱茵河,河道两岸建有防洪墙或堤坝,块石或钢筋混凝土护坡,堤上种草皮绿化,非常整洁、优美。
德国非常注意保护环境和生态,人类的生存环境很好。在德国工厂不是集中兴建在城市,大部分工厂分布在农村,工厂烟囱里冒出来的是处理后危害很小的白烟,排出来的水是经过处理后达标的废水,加之时空分布均匀的降雨,洗刷太空,致使该国的空气无论是城市还是乡村都十分清新,天空无雨时非常蓝,白云朵朵。一阵雨过后又恢复晴朗的天空,又是白云朵朵。人类的生存环境很好,生活质量也非常高。
来源:安徽水利科技