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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
很容易認為水是理所當然的。乾淨的水從水龍頭裡出來，我們用水，然後「髒」的水從排水管裡消失。透過這種方式，離開我們家、學校和工作場所的水，就會受到汙染。對於大多數歐洲公民來說，在水返回自然界之前，這種廢水在城市廢水處理廠被收集、運輸並進行處理，以去除對環境和人類健康的成分。獲得清潔水和衛生設施的重要性，植根於聯合國永續發展目標的目標 6 中。近幾十年來，供應清潔水和收集廢水需要整個歐洲的鉅額投資。在本次報導中，我們發表，未來確保永續水資源的挑戰，如氣候變化，為資源效率和改善環境保護，帶來了新的機會。
關鍵資訊
- 城市廢水的收集和處理，對於保護人類健康和環境 very 重要。
- 在整個歐洲，城市廢水處理廠解決了各種不同的條件，如汙水中的不同物質、所服務的人口規模、接收水的需求和當地氣候。
- 在收集和處理城市廢水方面已經做了很多工作，但適應氣候變化、在城市和農村地區提供設施，以及應對新發現的汙染物等新壓力，除了維護現有基礎設施外，還需要大量投資。
- 能源成本和稀缺資源，應該是提高水效率的原因。它們還為城市廢水處理提供了機會，為循環經濟做出更大貢獻，例如透過能源生產、水再利用和材料回收。
城市廢水處理
對於大多數歐洲公民來說，我們的廁所、水槽和洗衣機的汙水，會順著排水管進行處理，從而減少致病生物體和營養負荷，否則會導致汙染和藻類擴散。
家庭和工業的廢水，對水生態環境造成了巨大的壓力，因為它含有大量的有機物和營養物質。如果釋放到水道中，氨和自然過程會分解水中的有機物，但會耗盡氧氣，使河流無法為魚類和無脊椎動物居住。同時，過量的營養物質，如氮和磷，可能導致植物和藻類過度生長，透過呼吸或植物腐爛時切斷光線，並消耗水中的氧氣（圖1）。20 世紀廣泛引入有效的廢水處理，大大改善了人類健康和環境品質。
圖片1 —— 過多的營養導致植物和藻類過度生長
圖片©Caroline Whalley
與廢水處理設施相連的家庭比例，在歐洲各不相同。例如，在中西部，連線率為 97%。在南歐、東南歐和東歐國家，它總體較低，儘管在過去 10 年中有所增加，達到約 70%。儘管近年來有這些重大改善，但歐洲仍有約 3000 萬人與廢水處理廠沒有聯結。在人們居住的地區，使用化糞池等個人治療方法，來處理汙水可能更實用。
城市廢水處理是如何運作的？
需要建造下水道來收集汙水，並將其運輸到廢水處理廠。在那裡，可以應用不同水準的處理，通常包括：
- 預處理，從廢水中物理上去除破布和塑膠等大物體，以及砂礫等小物體。這可以防止裝置在處理過程中進一步損壞。
- 初級處理，去除細顆粒。廢水被儲存在水箱中，較重的固體可以沈澱到底部，而任何較輕的固體和脂肪可以漂浮到表面。沈澱和漂浮材料被分離，而剩餘的液體進行二次處理，或排放到環境中。
- 二次處理，也稱為生物處理，可以去除剩餘的有機物、懸浮固體，和一些細菌、病毒和寄生蟲，並在某種程度上去除營養物質和化學物質。
- 在排放到敏感水域時，會進行更嚴格的處理，以去除剩餘的營養物質。特定的處理技術，如消毒，可用於進一步去除有害公共健康的細菌、病毒和寄生蟲，或任何剩餘的化學品和有害物質。
有關特定城市廢水處理廠處理類型的更多資訊：歐洲經濟區城市廢水處理地圖
汙泥管理
汙水汙泥是由細菌因有機汙染的消耗而形成的，是廢水處理的副產品。一系列處理方法，可以安全地處理汙泥。石灰和有氧或厭氧消化可以穩定汙泥，避免氣味並減少致病生物。厭氧消化可以減少汙泥的數量並產生沼氣，而脫水可以去除多餘的水，減輕重量並降低運輸成本。
存在不同的處置路線，主要取決於國家監管框架和汙泥品質。歐盟成員國生產的汙水汙泥中，約有一半作為肥料撒在陸地上，四分之一被焚燒。汙泥可能含有高濃度的金屬、病原體和永續性微量有機汙染物，因此可能會限制其在陸地上的使用，以保護環境。
21 世紀的挑戰
過去幾十年來，歐洲各地投資了數十億歐元，用於收集和處理城市廢水，以去除有害的微生物、耗氧物質和營養物質。這項投資意味著，大多數歐洲人不再需要擔心，他們的飲用水或當地水道的品質。然而，我們對城市廢水處理所面臨的挑戰的理解有所提高，例如，我們對氣候變化和危險物質存在的瞭解。當我們解決這些問題時，我們可以利用這個機會，實施更永續的解決方案（圖1）。
圖1——城市廢水處理廠的挑戰、解決方案和機會
來源：歐洲經濟區
雨水管理和適應氣候變化
在一些地區，氣候變化意味著暴雨將更加頻繁。在城市地區 —— 雨水排入輸送家庭汙水和工業廢水（所謂的「組合下水道」）的下水道 —— 雨水進入聯合下水道網路的速度，比設計的速度要快。這可能導致下水道網路超載，導致地表水氾濫和城市廢水處理廠溢位，未經處理的汙水流入河流、湖泊或沿海地區。永續的城市排水系統可以提供解決方案，因為它們目的在以永續的方式管理徑流。
在其他地區，氣候變化將導致降雨量減少。作為第一步，提高水效率以減少不必要的使用，可以節約水及其運輸和處理中使用的能源。然而，廢水處理本身可以在增加水供應方面發揮重要作用。高水準處理可以去除汙染物，從而使處理過的水可以重複使用。歐盟正在於 2019 年制訂一項關於將城市廢水再利用，用於農業灌溉的法規。
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挑戰 |
各國實施的解決方案 |
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雨水管理：適應氣候變化
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瑞典馬爾默的廢水處理廠排放到沿海地區。一個目的在容納 15 年降雨事件的開放式雨水系統包括 6 公里的運河和水渠、10 個蓄水池、30 個綠色屋頂和一個古老的工業屋頂上的植物屋頂花園。降雨量在進入傳統下水道系統之前，在天然溝渠和水庫中收集。該系統整合在綠地內，綠地可以暫時被淹沒，透過減緩其進入傳統雨水系統來幫助管理水。該系統透過將雨水從收集系統和廢水處理中轉移出來，從而避免能源使用。 |
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人口和缺水的季節性增加
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在馬耳他，Ta'Bakrat 城市廢水處理廠為 343000 人提供同等服務，處理馬耳他約 80% 的廢水。在旅遊季節，它承受著特殊的壓力。對處理技術的投資有助於解決缺水問題，因為該裝置目的在每年為農業灌溉和含水層，補給提供 70 億公升再生水。新處理建築成本為 2000 萬歐元，另有 2000 萬歐元投資於灌溉基礎設施。 |
城市和農村廢水處理提供
在城市地區，尋找空間安裝新的處理廠或升級現有處理廠，可能是一個挑戰。由於噪音和氣味的擔憂，公眾可能反對住宅區附近的開發。
在農村地區，人口密度、地面性質和地表水特徵，是決定所需收集和處理系統型別的關鍵。經常使用個人處理系統，如化糞池，因為對下水道和處理的投資通常成本高昂，可能會對少數使用者產生重大影響。處理廠需要能夠在低水量下執行。此外，很難找到合適的合格人員來營運處理廠。
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挑戰 |
各國實施的解決方案 |
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小農村地區，人口季節性成長
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波蘭的羅維處理廠處理城市廢水，冬季為 5000點，夏季為城市廢水處理量為三倍。它直接流入沃普韋河。隨著遊客數量的增加，該工廠進行了升級，以增加產能並引入更高效的技術。它被重建為以兩種模式執行：當需要處理的廢水較少時，部分在「冬季」模式下執行；在「夏季」模式下全面執行，以處理更多廢水。升級費用約為 750 萬歐元，冬季節能。 |
提高資源和能源效率
近年來，已經做出了減少基礎設施能源消耗的努力。許多城市廢水處理廠，投資於更好地控制流程，和減少電力使用的技術，2005 年至 2017 年期間，非二氧化碳溫室氣體排放量減少了 20%。 厭氧消化過程產生的沼氣捕獲和實施可用於支援植物的能源需求。能源效率措施包括從廢水過程中回收熱量，以及利用空間來容納風力渦輪機和太陽能電池板，提供可再生能源。
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挑戰 |
各國實施的解決方案 |
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提高資源和能源效率
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在荷蘭，阿默斯福特城市廢水處理廠（年 3155000 人）接收家用和輕工業汙水。處理過程包括實體處理，以及碳、氮和磷去除。最後的汙水被排放到 Eem 河。2016 年，在歐盟 LIFE 計劃的支援下，Amersfoort 被改造成該地區幾個廢水處理廠的區域汙泥處理中心（1050 萬歐元）。它使用創新技術從汙泥中回收磷和氮，用於商業營養，生產肥料和沼氣。它 100% 能源自給自足，並向 600 個城市住宅提供能源。 |
排放到敏感地區 —— 遵守歐洲立法
在某些情況下，在接收水特別敏感的情況下，經過處理的汙水必須達到非常高的標準。例如，這樣做是為了避免根據《水框架指令》排放到營養敏感地區時，導致藻類過度生長的營養物質；如果排放在洗澡水附近，則殺死病原體；飲用水提取的上遊；或在歐洲或國際保護的水道中。
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挑戰 |
各國實施的解決方案 |
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排放到敏感地區，並提供更廣泛的基礎設施
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羅馬尼亞的阿拉德城市廢水處理廠的處理能力為225000 p.e。它將汙水排放到穆雷斯河的一段高度敏感的地區，該河被指定為鳥類特別保護區和營養敏感區。由歐盟凝聚力基金共同資助的七家處理廠的升級修復了工廠，以及水庫、輸水管道和汙水道網路。廢水處理廠的升級費用為 1800 萬歐元。這導致進入穆雷斯河的有機和營養汙染負荷顯著減少。 |
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保護飲用水含水層
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比利時的 Wulpen 城市廢水處理廠容量為 74,700 p.e。聖安德烈的含水層需要受到保護，防止過度吸收導致的鹽水入侵。升級後的工廠包括更嚴格的處理方法，以去除磷和對汙水進行消毒。經過處理的水品質上乘 —— 類似於飲用水 —— 不含微汙染物和病原體，用於為含水層充電。該專案耗資 600 萬歐元，由歐盟第七個框架計劃資助。 |
新出現的擔憂問題
近年來，人們越來越擔心水環境中存在許多低濃度的化學品。由於使用了如此多不同的物質，許多化學品透過城市廢水處理廠應用傳統處理方法到達地表水。研究顯示，廢水中的許多化學品，現在源於我們家中使用和產品浸出，或者在清潔產品和排洩藥物的情況下直接新增（UKWIR，2018年）。 人們越來越擔心環境中存在化學混合物 —— 所謂的「雞尾酒效應」 —— 這可能影響水生生物。
一種可能的新問題的例子是抗菌素耐藥性（AMR），它源於在人類和獸醫中使用抗生素等抗菌素。抗菌劑的使用和排洩導致了耐藥細菌、病毒和微生物的進化，這些細菌、病毒和微生物可以引起疾病，現在正在抵制藥物治療。因此，處理某些感染變得越來越困難。 城市廢水處理廠可能正在將 AMR 基因轉移到環境中，但目前關於 AMR 在環境中接觸人類的途徑，及其重要性的資訊非常有限（EEA，2019c）。
需要繼續保持警惕，以解決廢水處理的新問題。
歐洲立法
在歐盟，城市廢水處理指令，和非歐盟國家的同等國家立法的主要目標，是保護環境免受廢水排放的不利影響。這是透過在定居點和經濟活動地區，收集和處理廢水來實現的，年費超過 2000人。在大多數情況下，該指令規定廢水必須接受二次處理，但在水域特別敏感的集水區，可能需要更嚴格的廢水處理。目前，歐盟委員會正在評估該指令，看看是否有效，是否足以應對當前和更新的問題。
水框架指令（2000/60/EC）建立了保護河流、湖泊、過渡水域（河口）、沿海水域和地下水的框架。它目的在確保所有地表水體，處於良好的化學和生態狀態，顯示出人類發展影響最小的跡象。滿足《城市廢水處理指令》的要求是城市地區水汙染的基線。
重點
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符號 |
簡要解釋 |
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雨水管理 —— 適應氣候變化 |
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資源和能源效率 |
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在季節性人口眾多的地區營運 |
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在缺水地區營運 |
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遵守歐洲立法 —— 排放到敏感水域 |
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城市和農村廢物處理提供 |
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