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德国污泥处理处置最新经验 独立焚烧或成主流!

2020-03-27来源:给水排水 25
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导读:德国污泥处理处置最新经验 独立焚烧或成主流!

受德国按照新修订的“德国污泥条例”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。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。

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)。

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图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。

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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。

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。

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。

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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。

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图4 德国焚烧设施能力对比图

 
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