兆格分享：德國(guó)污泥處理處置新經(jīng)驗(yàn)，獨(dú)立焚燒或成主流

文章來源：給水排水 發(fā)布日期：2020-03-31     作者：唐建國(guó)

受德國(guó)按照新修訂的“德國(guó)污泥條例”和“肥料條例”影響，德國(guó)的污泥處理處置焚燒正在發(fā)生很大的變化，將以獨(dú)立焚燒，灰分提磷為主。本文介紹了德國(guó)現(xiàn)狀污泥處理處置情況、現(xiàn)狀焚燒設(shè)施能力和能力需求等。對(duì)了解德國(guó)污泥處理處置方式的變化、應(yīng)對(duì)方法有很好的借鑒意義，對(duì)我國(guó)污泥處理處置也有很好的啟示。

唐建國(guó)

上海城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司 總工

本文摘自德國(guó)水協(xié)刊物DWA《Korrespondenz Abwasser1·Abfall》(2020年1月期)

“Thermische Kl?rschlammbehandlung ------Bestehende Kapazit?ten ,künftiger Bedarf ,Entwicklung der Verbrennungskapazit?ten”。

作者：Falko Lehrmann(Lünen),J?rg Six (Hagen) und Patric Heidecke (Dessau—Ro?lau)

德國(guó)目前滿足新條例的關(guān)鍵是獨(dú)立焚燒能力的不足，短時(shí)間要滿足焚燒，關(guān)鍵是干化設(shè)施能力的配套建設(shè)，以在過渡期通過協(xié)同焚燒來解決污泥土地利用下降帶來的處置壓力。

新的獨(dú)立焚燒預(yù)計(jì)2022年開始建設(shè)，目前與焚燒能力不匹配的缺口需要“暫存庫(kù)”來解決。但是新建獨(dú)立焚燒設(shè)施的能力必須考慮解決暫存污泥的焚燒處理和處置。

需要特別說明的是：德國(guó)土地利用的污泥都是經(jīng)過好氧發(fā)酵，或者厭氧消化后的處理產(chǎn)物，沒有直接土地利用的。即便是焚燒，污泥也都是經(jīng)過厭氧消化處理的。也是說是經(jīng)過厭氧消化、拿出沼氣，再焚燒和完成磷的回收，這是合理的，也是低碳的。這就是為什么德國(guó)將焚燒處理劃歸處置的原因，也說明我們直接將焚燒定義為污泥處置方式是不合理的。

1 形勢(shì)要求

2017年10月3日修訂的“德國(guó)污泥條例”(Abkl?rV)正式頒布，其重要的規(guī)定是：在規(guī)定的過渡期(12年或15年)之后，所有規(guī)模超過5萬人口當(dāng)量的污水廠都必須從污泥或者污泥灰進(jìn)行磷回收，同時(shí)禁止污泥土地利用。鑒于污泥處理處置方式變化，設(shè)施新建、擴(kuò)建都需要較長(zhǎng)的時(shí)間，所以條例給出了較長(zhǎng)的過渡期。

——大于10萬當(dāng)量人口廠，2029年執(zhí)行;

——大于5萬當(dāng)量人口廠，2032年執(zhí)行。

污水處理廠有義務(wù)進(jìn)行磷回收。

——磷含量>20 gP/kg DS的，必須將磷回收至<20 gP/kg DS，或者磷回收效率至少為50%。

——磷含量高于40 gP/kg DS的，磷回收效率可以降低。

——或者：承諾污泥進(jìn)行獨(dú)立焚燒，或者協(xié)同焚燒，并從灰渣中回收磷，回收其中80%的磷;或者對(duì)含磷灰分/碳質(zhì)殘余物進(jìn)行物質(zhì)性利用。

——根據(jù)填埋條例，可對(duì)含磷灰分/污泥暫時(shí)進(jìn)行存放，存放期5年，以便對(duì)其進(jìn)行磷回收;有政府批準(zhǔn)，可以延長(zhǎng)。

2015年出臺(tái)了更為嚴(yán)格的“德國(guó)肥料條例”(DüMV)。其規(guī)定：

——自2017年1月1日開始，2年內(nèi)的生物降解能力至少超過20%的高分子絮凝劑才能被使用，希望工業(yè)界能夠開發(fā)出完全和部分可生物降解的絮凝劑。至2018年，對(duì)傳統(tǒng)的高分子絮凝劑不進(jìn)行用量限制。

——自2019年開始，對(duì)無法證明具有至少20%可生物降解的絮凝劑來說，必須采取實(shí)施用量限制措施。

——污泥農(nóng)用時(shí)，每年輸入農(nóng)田的高分子絮凝劑不能高于15kg/公頃。但對(duì)于可部分或全部降解的高分子絮凝劑來說，則不受這一用量規(guī)定的限制。

“德國(guó)肥料法”的修訂，也促進(jìn)了污泥處理處置方式的變化?？梢灶A(yù)測(cè)獨(dú)立焚燒處理將是污泥焚燒處理的主流，但是由于2019年處理后污泥農(nóng)業(yè)利用有較大幅度地減少，預(yù)測(cè)今后也是這個(gè)趨勢(shì)，所以獨(dú)立焚燒的能力缺口較大。

2 污泥處理處置情況

德國(guó)過去的10年污泥產(chǎn)量是呈下降趨勢(shì)的，詳見圖1。從2008年的205萬t(DS，下同)下降到2017年為171萬t。同樣，物質(zhì)利用率從2008年的47.4%(97萬t)下降到2017年的30.5%(51萬t)。相反焚燒處理率從2018年的52.6%(108萬t)上升的2017年的69.5%(1.19萬t)。

圖1 德國(guó)污泥處理處置情況

3 焚燒能力分析

目前德國(guó)現(xiàn)有獨(dú)立焚燒設(shè)施年處理規(guī)模為66.8萬t，受各種因素影響，實(shí)際能夠發(fā)揮的年處理能力約50萬t。通過技術(shù)改造和擴(kuò)容等，至2021年可以再增加14.3萬t。

目前已在實(shí)施和計(jì)劃實(shí)施的獨(dú)立焚燒項(xiàng)目年處理規(guī)模約81.3萬t，其中47.7萬t是公共設(shè)施。其余通過競(jìng)爭(zhēng)，由私有企業(yè)提供。通過對(duì)中長(zhǎng)期的能力可行性分析，預(yù)計(jì)今后可以提供的焚燒設(shè)施能力為51.2萬t。合計(jì)可以用于城鎮(zhèn)污泥獨(dú)立焚燒設(shè)施能力為115.5萬t，另外電廠等可以提供協(xié)同焚燒的能力為30萬t，故德國(guó)今后可以用于污泥焚燒處理的能力為145.5萬t。

4 過渡期的措施分析

按照“污泥處理?xiàng)l例”其寬限期根據(jù)污水處理廠規(guī)模分別到2029和2032年，所以近階段德國(guó)的污泥土地利用主要是受“肥料條例”的影響。

國(guó)際上獨(dú)立焚燒設(shè)施預(yù)計(jì)在2021年和2022年之間投產(chǎn)，受履行聯(lián)邦環(huán)評(píng)手續(xù)、完成設(shè)計(jì)、設(shè)備和施工招標(biāo)等程序的影響，絕大部分獨(dú)立焚燒設(shè)施都將在這十年的后期投產(chǎn)。為滿足“污泥條例的要求”，需要在過渡期投入大量的人力、物力、資金，而且在過渡期內(nèi)還需要“過渡性處理能力”。在短時(shí)間內(nèi)滿足焚燒需要的可能性就是在水泥廠、燃煤電廠和垃圾焚燒廠協(xié)同焚燒，但是實(shí)現(xiàn)協(xié)同焚燒的前提條件是污泥干化處理能力要滿足要求。過渡期對(duì)策措施分析，詳見圖2。

圖2 過渡期處理對(duì)策分析

暫存設(shè)施建設(shè)不是為了污泥的處置，而是為了干化能夠與協(xié)同焚燒實(shí)現(xiàn)匹配。暫存設(shè)施的生存時(shí)間取決于協(xié)同焚燒與獨(dú)立焚燒的競(jìng)爭(zhēng)情況、取決于新建獨(dú)立焚燒設(shè)施的投產(chǎn)時(shí)間和能力。

5 現(xiàn)狀與新建設(shè)施的布局

本文作者認(rèn)為，今后仍然有10%左右的處理后污泥采用土地利用的處置方式，大約每年有17萬t。但是在過渡期后，這一土地利用的量有可能還會(huì)減少。

圖3是德國(guó)現(xiàn)狀和新建設(shè)施的地理分布情況。從焚燒設(shè)施的地域分布看，各州的能力是不平衡的。

圖3 德國(guó)現(xiàn)有和新建焚燒設(shè)施分布圖

比如北萊茵·威斯特法倫州可能會(huì)有25萬t的富余，其可能會(huì)讓鄰近的黑森州、下薩克森州、萊茵蘭--法爾茨州受益。但是薩爾州、薩克森州、圖林根州焚燒能力缺少大約13萬t。巴伐利亞州缺口約是污泥產(chǎn)量的三分之二，巴登符騰堡中大約缺口大約是一半。詳見圖4。

圖4 德國(guó)焚燒設(shè)施能力對(duì)比圖

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