国土面积：35万平方公里
居民：8200万
超过百万人口的城市：仅三个(柏林330万、汉堡170万、慕尼黑128万)
70%以上的居民生活在10万人口以下的“城市”，多数居住在1000-2000
人规模的村镇。
环境：如果说德国城市像农村，那么德国的农村就堪比城市。毫无疑问，农村的绿化率要高于城市，而且基础设施一点也不逊色：上下水、电、通讯、交通应有尽有。
公路：特别值得一提的是，德国农村所有的地方均是草坪和树木，根本没有中国农村常见的土路，柏油路通达每家每户。每个家庭至少有一辆车，有的甚至拥有两辆以上。在这个国家，汽车犹如中国的自行车一样普遍。
垃圾分类：如果连我们自己都不能爱护自己的生活环境，还怎么强求别人呢?德国农妇艾拉家厨房里的垃圾箱，已经足够让我震撼的了。
日常的生物垃圾通过专门的生物垃圾桶被收集、切碎，并与真空管道系统收集的黑水一起汇入居住区的技术处理中心。两者的混合物先被高温净化处理，之后导入在30-40摄氏度下工作的发酵反应器，经过有氧处理，稳定之后还残留富含高浓度营养物质的流质物。
这些流质物将被保存起来，并被用于居住区的绿化养护或者卖给临近的农业联合组织。该组织将其分配给各个成员用于农业生产，并保存在季节性存储器中。营养物质的再利用不仅使人类居住区产出的富含营养元素废物以生态可承载的方式进入了自然界的物质循环，而且在一定程度上取代高能耗的化肥生产，为节能做出贡献。
房屋：寿命长久的，木架结构房，歪歪扭扭，看似很不结实，其实大多都存在了200多年了。
农业：德国人尤其是德国上了年纪的老人喜欢BIO产品(不用化肥，农药的产品)，他们会专门去村子里找农户，买他们的产品。有的老人甚至跑回老家，重新开始农耕的生活。从这里可以看出，德国真正意义上的农民已经不多，多数居住在农村的老百姓并不是农民，而且这些人可能比城市人更加富有，这是德国农村的现状。
在德国，当农民并不是件简单的事，必须进行农业教育，执证上岗。德国实行欧盟的“共同农业政策”，其核心在于农业补贴。据统计，目前德国农民约40%的收入来自直接补贴。
德国农户家，有历史意义的拖拉机，还是保时捷公司生产的。没见过吧。
污水：进入二十一世纪以后，原来集中式处理办法正被分流式污水处理新办法所代替。
在上世纪九十年代以前，德国农村污水采取的是工业化集中式处理办法，即将污水通过排水管道输送到一个污水处理厂集中处理，但这样做除了成本很高以外，还带来污水处理之后的大量沉淀物和废物对环境造成压力、富含营养物质的元素氮、磷、钾持续不断地流入排放水域，造成水域富营养化和水生物、鱼类因缺氧而衰亡以及水和营养物质的自然循环过程被人工技术打断等诸多弊端。进入二十一世纪以后，这种集中式处理办法正被分流式污水处理新办法所代替。
德国农村分流式污水处理新办法主要有：
一是分散市镇基础设施系统。德国海德堡市郊的诺伊罗特村2005年底率先建成该系统。办法是在没有接入排水网的偏远农村建造先进的膜生物反应器，平时把雨水和污水分开收集，然后通过先进的膜生物反应器净化污水。这一系统不仅可以降低污水处理成本，还能在净化污水的过程中获得氮气，从而达到使污水变成宝的目的，增强了农村土地肥力。
二是PKA湿地污水处理系统。PKA 湿地由介质层和湿地植物两大系统组成，利用这两大系统共同营造的生态系统，综合物理、化学、生物三种放大功效，使污水处理功效达到最大化。该工艺主要将农村生活污水通过水管道，汇集流入沉淀池，经过沉淀池的4层筛选之后，再经PKA湿地净化处理，然后达标排放或用于农田灌溉。该系统的运转不需要化学药剂，所有的材料都来源于大自然，对周边环境没有二次污染。湿地表面干燥，没有积水，构成景观绿地，日常运行费用很低，工艺流程简单，管理方便。
三是多样性污水分类处理系统。德国吕贝克2000年采用多样性污水分类处理系统，将污水分为雨水、灰水和黑水。其中灰水指厨房、淋浴和洗衣等家政污水，黑水指经真空式马桶排放的厕所污水。居住区屋顶和硬质地面上的雨水被雨水管道收集，并汇入附近的地表水或者导入居住区内设置的渗水池。该渗水池属于小区的绿化设施，经过特殊的造型和环境设计，表面看起来就像景观设计的一部分，池底使用特殊材料如砾石等，使池中的雨水自然下渗并汇入地下水。在暴雨或降水量丰厚的情况下，还可以把多余的雨水导入相连的蓄水池，使雨水自然蒸发或通过沟渠汇入地表水。通过这种处理方式，雨水可下渗或者直接进入自然界水循环。洗菜、洗碗、淋浴和洗衣等家政污水作为灰水通过重力管道流入居住区内的植物净水设施进行净化处理。
德国的基础设施为何如此均衡呢？
答案是：德国是一个联邦制国家，每个州就是一个国家，各州拥有自己宪法、议会、警察和政府总理，只是把国防、外交及一些宏观经济事务让渡给联邦而已。联邦制的好处在于，各州根据自己的情况发展适合自己的经济和文化事业，而不会出现教育、文化、医疗资源密集、分布不均的问题。
正因为如此，德国没有像中国一些名牌大学这样搜刮优秀学生资源和财政资源的问题，也没有像北京这样将协和、同仁、积水潭、天坛等中国一流的医院密集于一地，让外地人在碰到在当地无法医治的疑难杂症时，不得不跑到北京。既然城乡条件都差不多，还有什么必要迁移到大城市?
看看德国农村是怎么处理生活污水的?
德国农村如何处理污水？
时间：2006-07-11
来源：科学时报
偏远地区的污水处理是一个难题。德国弗朗霍夫学会界面工程和生物技术研究所所长伯乐纳说，该所研究人员已成功开发出一套新系统，不仅可以使偏远地区的污水得到有效处理，还能使污水变成宝。
“在德国，通常情况下偏远地区的污水要么得不到处理，要么就是通过数公里乃至几十公里的排水管道输送到一个污水处理厂集中处理，但这样做成本很高。”伯乐纳说，针对偏远地区的污水处理问题，该所研究人员从2003年起开始进行“分散市镇基础设施系统”项目研究，有关技术目前已基本成熟。
“分散市镇基础设施系统”采用的办法是在没有接入排水网的偏远村镇里建造先进的膜生物反应器，平时把雨水和污水分开收集，然后通过先进的膜生物反应器净化污水。这一系统不仅可以降低污水处理成本，还能在净化污水的过程中获得氮气，从而达到使污水变成宝的目的。德国海德堡市郊的诺伊罗特村去年年底率先建成“分散市镇基础设施系统”，该系统运行几个月来已显示出它的有效性和经济性。
伯乐纳所长认为，这一系统不仅非常适合德国的偏远城镇，在发展中国家和地区也有巨大的推广前景。
“使污水变成宝”，不过是弗朗霍夫学会界面工程和生物技术研究所致力于生物应用技术创新的一个代表。多年来，位于德国斯图加特市的这家研究所在开展基础研究的同时，注重运用先进的生物技术来解决生产和生活中的一些实际问题，取得了显著成效，目前在生物应用技术领域已处于欧洲领先地位。例如，德国制造生物柴油的技术很多都来自于这家研究所，该所研究人员利用蓝绿藻制取氢气的研发工作也取得了很大进展。
这家研究所在科技创新方面的成功，得益于其有效吸引中小企业投资科研的运作模式。伯乐纳介绍说，该研究所目前共有152名员工，下设4个研究中心，每年研究经费约为1200万欧元，其中30%由政府预算提供，剩余70%主要来自工业界的中小企业。
伯乐纳强调，政府提供的资金主要用来进行基础研究，帮助研究所获得自己的发明专利。而与企业的合作使得研究所的科研发明能很快转化为产品，创造经济价值，同时中小企业也能享受到技术革新带来的竞争力。
伯乐纳告诉记者，弗朗霍夫学会界面工程和生物技术研究所已与中国科学院大连化学物理研究所进行了长达15年的愉快合作，共同培养了一大批科研人员。他也期待着同中国工业界加强合作，将该研究所的经验和技术推广到中国。
(聂立涛)
德国污水处理面临的新挑战及应对措施——概述篇
德国的污水处理目前仍以去除有机物和营养物为主要目的。自21世纪始，如何高效并可持续利用资源与能源、如何减少温室气体排放、减缓全球变暖等问题变得越来越重要。随着大环境格局的日益变化，污水处理也将面临着亟待解决以往问题和适应未来发展的迫切需求。德国的污水处理正在迎来以下几个“新挑战”，而全文将针对以下问题展开讨论。
● 如何减少能源消耗、如何提高能源自給率;
● 如何减少污水处理过程中二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等温室气体的排放;
● 如何追求物质合理循环，从污水中回收磷等营养物质;
● 如何去除污水中的微污染物。
1、综述
在德国，污水处理起源于150年以前。一直以来，污水处理技术以及处理对象都在不断地发生着改变。19世纪初期，随着欧洲工业化和城市化的兴起，流行性传染病也随之扩散，而恶劣的城市卫生条件则是传染病迅速扩散的重要原因之一。因此，政府迫于外界压力，便将设计建造城市污水处理系统提上了日程。19世纪末，机械处理技术拉开了污水处理技术的序幕，紧接着，在20世纪的第一个十年中，生物处理技术诞生了。
然而在1960年左右，由于水体富营养化的出现，北海和波罗的海的河流、湖泊的水质问题开始日渐显现。为此，政府不得不制定应急策略，于是第一批关于如何治理市政废水中有机物的大纲性管理办法出台了。从此，污水处理目的由单一的保护人类健康逐渐向保护环境转变，尤其是保护作为生态体系重要组成部分之一的水环境体系。1980年左右，污水处理的对象开始向营养物去除转变，尤其是含氮、磷的营养物。
21世纪初期，如何保持高效并可持续利用资源，尤其是能量利用，以及如何阻止全球变暖，特别是通过温室气体减排等方法，变得越来越重要。德国的污水处理新型研究领域可以大致划分为以下几类：
——如何减少能耗，提高能源产率;——如何减少二氧化碳、甲烷和氮氧化物的排放;
——如何加强能源回收，尤其是磷元素的回收。
但是，无论处理工艺发生什么变革，污水处理仍然要把污染物削减作为主要目的。在此基础上，近年来产生的新挑战之一是如何去除水体中的微污染物，尤其是药物残留带来的微污染物。本文将重点阐述如何应对这些“新型挑战”的处理方法和工艺。
2、德国概况
德国坐落在欧洲中部，是一个高度工业化的国家。德国拥有357,000km2的国土面积以及8千万人口。预计直到下个世纪，德国大部分地区的人口都将不再增加，甚至有些地区人口还将略有缩减。德国北部地区以低地为主，而南部地区主要以山脉为主。德国地形图见图1。
图1 德国地形部分图
德国境内全年平均降水大约为800mm。降水分布图见图2，由图可知，全年降水分布比较不均，从400mm到2500mm均有分布。并且，从德国西部向东部区域，降水逐渐减少，并且夏季比冬季降水偏多，因此夏季会更加湿润。总体而言，德国是一个拥有充足水资源的国家，农业灌溉主要依靠自然降水，不需再添加其他浇灌措施。
图2 德国降水分布图
3、德国污水处理历程
在德国，污水处理起源于150年以前。在此期间，污水处理技术及处理对象在不断发生变化。在19世纪初期，由于工业化和城市化的兴起，流行性传染病开始大规模爆发，而造成传染病爆发的一个主要原因就是城市卫生条件差。就当时而言，解决卫生问题就是解决燃眉之急。首批城市排水系统于19世纪中期建设于德国汉堡市，用以收集排走居民区的生活污水。后来，所有的大型城市都建造了排水系统，法兰克福市、柏林市和科隆市的排水系统分别建设于1867年，1873年和1881年。
污水处理真正开始于19世纪末期，最开始的污水处理只是一些简单的机械式过滤，比如格栅、沉砂池和沉淀池。同时，在柏林，“自然”生物处理法也开始逐渐产生。污水首先经过机械式预处理，然后被泵送入所谓的“Rieselfelder”(污水田)，如图3所示。这种自然生物处理法是比较节能的，有机物和所有的营养物都可以被利用。但是这种方法的占地面积非常大并且会使土地发生盐碱化。
图3 19世纪末期柏林的污水处理田
在20世纪初期，随着滴滤池的发明，“人工”生物处理法逐渐兴起。1930年左右，第一批活性污泥法污水处理厂诞生了，活性污泥法的理念源自于美英国。但是一直到1950年，德国大多数污水处理厂依然仅使用简单的机械式处理工艺，只有在人口密集区和工业发达区，才会使用生物处理工艺。
1960年，随着水体富营养化的出现，北海和波罗的海的河流、湖泊水体都相继发生了水质问题。政府不得不采取应对措施，在1979年，政府制定了第一批污水处理的纲领性管理规范，这批规范旨在去除BOD5和COD。污水处理的目的逐渐由保护人类健康向保护自然环境和水体环境转化。越来越多的采用生物处理法的污水处理厂拔地而起。1980年，污水处理开启向氮、磷等营养物去除的新篇章。
但是有一个问题从始至终一直存在，就是如何处理污水处理过程中产生的污泥。解决办法之一是诞生于1906年的英霍夫式沉淀池，它由两个位于地下的圆柱形沉淀池和一个消化池组成。如图4所示。
图4 德国哈根市的英霍夫池
Imhoff tank(英霍夫池)使用的是在德国最常见的一种污泥处理方法——污泥厌氧消化。在污泥处理过程中，经过干化场脱水后的污泥需要先经过消化处理，然后被外运作为农业肥料。1920年，具有搅拌和加热功能的独立式消化池诞生了，这种消化池开始逐渐替代英霍夫池。消化池产生的沼气可以被用作燃料。在德国，污泥在这种独立消化池中进行消化，逐渐形成一种标准工序。二战以后，城市污水处理量越来越大，这就意味着越来越多的污泥需要处理，也直接导致了污泥干化场的面积需求越来越大。在这种形势下，人工污泥脱水机诞生了，它主要具备压滤和离心功能。后来，污泥作为肥料进行农田利用越来越困难，于是部分污泥开始在垃圾填埋场被填埋。1980年左右，污泥焚烧技术诞生了。
