德国埃姆歇河的治理奇迹：从“黑水变清”再到“重返自然”

“灰”、“绿”综合治理计划

从1992年开始，埃姆歇河用20年时间，完善流域内污水处理厂和地下隧道系统的建设，即所谓灰色基础设施的建设；同时用大约25~30年时间，对埃姆歇河及其支流开展生态修复，即所谓河道的修复。另外，在全流域内开展雨水管理，建设绿色雨水基础设施。在埃姆歇河沿岸集中设置4座生活污水处理厂和26座工业废水处理厂，每年生活污水处理量6.29亿m ，工业废水处理量1 600万m ；为保证污水输进污水处理厂的重要途径，埃姆歇河流域共建设地下深邃97 km；修复河道及岸线生态系统是埃姆歇河流域“重返自然”的开始，通过恢复或拓宽河道断面，硬化岸坡恢复为生态岸坡，恢复河道弯曲等措施恢复河道的自然生态功能；建设绿色雨水基础设施，制定“15/15”项目，推广雨水花园、下凹绿地、透水铺装、绿色屋顶等生态设施，提高流域雨水的滞纳能力和消化效果。

综合治理计划（图片来源：EMGE）

“灰”色措施—流域排水体制改善

早期的埃姆歇河流域中生活污水和工业废水是通过散排的形式直接进入每个集水区的支干流，再在每个集水分区下游设置提升泵站，将污废水泵入污水输送干管，最终直接排入埃姆歇河，该排水体制解决了集水分区的污水和雨水排放问题，但造成埃姆歇河的地表水和地下水污染。

新的埃姆歇河流域排水系统，通过合流制干管将生活污水和工业废水进行集中收集、输送到带溢流的雨污混合水沉淀净化池，并被输送到埃姆歇河沿岸新建设的地下隧道系统，最终进入雨季污水处理厂的高负荷下运行处理，最后排入埃姆歇河，实现雨污混合污水的全面净化处理。部分地下隧道系统中剩余的雨污混合水，先经过沉淀池沉淀净化，再溢流到混合污水的塘-湿地净化系统中进一步净化，最终排入埃姆歇河支流。

（a）改造前 （b）改造后

埃姆歇河流域排水体制（图片来源：EMGE）

德国埃姆歇河流域生态环境综合治理的过程中特别强调了对受污染径流雨水的收集、调蓄、净化与利用，无论是合流制下水道的溢流水，还是分流制的雨水管道的径流雨水，都予以收集、调蓄、处理与利用，用作水资源。

波茨坦广场雨水综合利用系统（图片来源：笔者拍摄）

除了雨季雨污混合污水通过市政污水处理厂处理外，还对溢流雨污水采用雨水沉淀池、雨水净化塘和地表径流人工湿地等进行处理。

雨水净化塘（图片来源：笔者拍摄）

“灰”色措施—污水处理厂建造或扩建

建造或扩建污水处理厂是改善埃姆歇河流域水环境问题的第一步。在埃姆歇河沿岸埃共建设四个集中式市政污水处理厂进行二级生物处理，分别是埃姆歇河河口污水处理厂、多特蒙德-杜森污水处理厂、波特洛普污水处理厂，以及杜伊斯堡污水处理厂。2012年，四座污水厂的总处理污水量为6.29亿m 。

埃姆歇河流域市政污水处理厂分布图（图片来源：EMGE）

（1）多特蒙德-杜森污水处理厂：服务人口为62.5万人，人均污水排放量为151 L/(人·d)，污水处理量为94 375m /d。

（2）波特洛普污水处理厂是在1929年在这个地方建立了第一座污水处理厂，仅为机械澄清设施。处理负荷为134万人口当量。

（3）杜伊斯堡污水处理厂服务居民人口为37.5万人，其中24万人是家庭生活污水，其余的是蒂森克虏伯的工商业废水。

（4）埃姆歇河口污水处理厂早前处理大量的河水以及上游污水处理厂净化后的出水，为保障埃姆歇河河水的干净提供了最后一道防线，2017年后转变为传统城市生活污水处理厂，从地下隧道中取雨污混合物污水进行处理，重建后将配备双层沉淀系统，处理效率提升日最大流量将为16.5m /s，处理负荷相当于230万人口当量。

在埃姆歇河流域，所有污水处理厂都满足所要求的污染物排放浓度。根据“污水条例”，规模>100 000人口当量的市政污水处理厂出水总氮必须低于13 mg/L。考虑到对污水处理厂的营养物质削减的要求，如果氮的去除率低于75%，则需要采取行动。

另外，在埃姆歇河流域有60家工业企业进行污水和冷却水的处理。与城市污水相比，废水量较低，为1 600万m /a。经处理的工业废水还是排入埃姆歇河，并通过埃姆歇河口污水处理厂进行净化。