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视野 | 德国污泥处理处置最新经验,独立焚烧或成主流!

分类:固废观察 > 污泥治理    发布时间:2020年3月30日 22:35    作者:固废观察公众号    文章来源:固废观察公众号






唐建国

上海城市建设设计研究总院(集团)有限公司 总工 


本文摘自德国水协刊物

DWA《Korrespondenz  Abwasser1·Abfall》(2020年1月期)

“Thermische Klärschlammbehandlung ------Bestehende Kapazitäten ,künftiger Bedarf ,Entwicklung der Verbrennungskapazitäten”。

作者:Falko Lehrmann(Lünen),Jörg Six (Hagen) und Patric Heidecke (Dessau—Roßlau)


原文标题:德国污泥热处理设施能力现状与需求


*唐建国总工在德国考察

需要特别说明的是:德国土地利用的污泥都是经过好氧发酵,或者厌氧消化后的处理产物,没有直接土地利用的。即便是焚烧,污泥也都是经过厌氧消化处理的。也是说是经过厌氧消化、拿出沼气,再焚烧和完成磷的回收,这是合理的,也是低碳的。这就是为什么德国将焚烧处理划归处置的原因,也说明我们直接将焚烧定义为污泥处置方式是不合理的。
一、形式与要求
2017年10月3日修订的“德国污泥条例”(AbklärV)正式颁布,其重要的规定是:在规定的过渡期(12年或15年)之后,所有规模超过5万人口当量的污水厂都必须从污泥或者污泥灰进行磷回收,同时禁止污泥土地利用。鉴于污泥处理处置方式变化,设施新建、扩建都需要较长的时间,所以条例给出了较长的过渡期。
——大于10万当量人口厂,2029年执行;
——大于5万当量人口厂,2032年执行。
污水处理厂有义务进行磷回收。
——磷含量>20 gP/kg DS的,必须将磷回收至<20 gP/kg DS,或者磷回收效率至少为50%。 
——磷含量高于40 gP/kg DS的,磷回收效率可以降低。
——或者:承诺污泥进行独立焚烧,或者协同焚烧,并从灰渣中回收磷,回收其中80%的磷;或者对含磷灰分/碳质残余物进行物质性利用。
——根据填埋条例,可对含磷灰分/污泥暂时进行存放,存放期5年,以便对其进行磷回收;有政府批准,可以延长。
2015年出台了更为严格的“德国肥料条例”(DüMV)。其规定:
——自2017年1月1日开始,2年内的生物降解能力至少超过20%的高分子絮凝剂才能被使用,希望工业界能够开发出完全和部分可生物降解的絮凝剂。至2018年,对传统的高分子絮凝剂不进行用量限制。
——自2019年开始,对无法证明具有至少20%可生物降解的絮凝剂来说,必须采取实施用量限制措施。
——污泥农用时,每年输入农田的高分子絮凝剂不能高于15kg/公顷。但对于可部分或全部降解的高分子絮凝剂来说,则不受这一用量规定的限制。
“德国肥料法”的修订,也促进了污泥处理处置方式的变化。可以预测独立焚烧处理将是污泥焚烧处理的主流,但是由于2019年处理后污泥农业利用有较大幅度地减少,预测今后也是这个趋势,所以独立焚烧的能力缺口较大。
二、污泥处理处置情况
德国过去的10年污泥产量是呈下降趋势的,详见图1。从2008年的205万t(DS,下同)下降到2017年为171万t。同样,物质利用率从2008年的47.4%(97万t)下降到2017年的30.5%(51万t)。相反焚烧处理率从2018年的52.6%(108万t)上升的2017年的69.5%(1.19万t)。

图1  德国污泥处理处置情况

三、焚烧能力分析
目前德国现有独立焚烧设施年处理规模为66.8万t,受各种因素影响,实际能够发挥的年处理能力约50万t。通过技术改造和扩容等,至2021年可以再增加14.3万t。
目前已在实施和计划实施的独立焚烧项目年处理规模约81.3万t,其中47.7万t是公共设施。其余通过竞争,由私有企业提供。通过对中长期的能力可行性分析,预计今后可以提供的焚烧设施能力为51.2万t。合计可以用于城镇污泥独立焚烧设施能力为115.5万t,另外电厂等可以提供协同焚烧的能力为30万t,故德国今后可以用于污泥焚烧处理的能力为145.5万t。
四、过渡期的措施分析
按照“污泥处理条例”其宽限期根据污水处理厂规模分别到2029和2032年,所以近阶段德国的污泥土地利用主要是受“肥料条例”的影响。
第一座独立焚烧设施预计在2021年和2022年之间投产,受履行联邦环评手续、完成设计、设备和施工招标等程序的影响,绝大部分独立焚烧设施都将在这十年的后期投产。为满足“污泥条例的要求”,需要在过渡期投入大量的人力、物力、资金,而且在过渡期内还需要“过渡性处理能力”。在短时间内满足焚烧需要的可能性就是在水泥厂、燃煤电厂和垃圾焚烧厂协同焚烧,但是实现协同焚烧的前提条件是污泥干化处理能力要满足要求。过渡期对策措施分析,详见图2。

图2  过渡期处理对策分析

暂存设施建设不是为了污泥的处置,而是为了干化能够与协同焚烧实现匹配。暂存设施的生存时间取决于协同焚烧与独立焚烧的竞争情况、取决于新建独立焚烧设施的投产时间和能力。
五、现状与新建设施的布局
本文作者认为,今后仍然有10%左右的处理后污泥采用土地利用的处置方式,大约每年有17万t。但是在过渡期后,这一土地利用的量有可能还会减少。
图3是德国现状和新建设施的地理分布情况。从焚烧设施的地域分布看,各州的能力是不平衡的。

图3  德国现有和新建焚烧设施分布图

比如北莱茵·威斯特法伦州可能会有25万t的富余,其可能会让邻近的黑森州、下萨克森州、莱茵兰--法尔茨州受益。但是萨尔州、萨克森州、图林根州焚烧能力缺少大约13万t。巴伐利亚州缺口约是污泥产量的三分之二,巴登符腾堡中大约缺口大约是一半。详见图4。

图4  德国焚烧设施能力对比图

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来源 | 给水排水
作者 | 唐建国


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