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环保知识

德国污 泥处理处置最新经验,独立焚烧或成主流

发布时间:2020年06月24日 10:35 作者:给水排水 点击数:

来源:给水排水


受德国按照新修订的“德国条例”和“肥料条例”影响,德国的 污泥处理处置焚烧正在发生很大的变化,将以独立焚烧,灰分提磷为主。本文介 绍了德国现状污泥处理处置情况、现状焚 烧设施能力和能力需求等。对了解 德国污泥处理处置方式的变化、应对方 法有很好的借鉴意义,对我国 污泥处理处置也有很好的启示。

德国目 前满足新条例的关键是独立焚烧能力的不足,短时间要满足焚烧,关键是 干化设施能力的配套建设,以在过 渡期通过协同焚烧来解决污泥土地利用下降带来的处置压力。

新的独立焚烧预计2022年开始建设,目前与 焚烧能力不匹配的缺口需要“暂存库”来解决。但是新 建独立焚烧设施的能力必须考虑解决暂存污泥的焚烧处理和处置。

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。

1 形势要求

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。

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。

2 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)。

 

1 德国污 泥处理处置情况

3 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。

4 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。

 

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。

5 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。

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。

 

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。

 

4 德国焚 烧设施能力对比图

 

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