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環保知識

德國污泥處理處置最新經驗,獨立焚燒或成主流

發布時間:2020年06月24日 10:35 作者:給水排水 點擊數:

來源:給水排水


受德國按照新修訂的“德國污泥條例”和“肥料條例”影響,德國的污泥處理處置焚燒正在發生很大的變化,將以獨立焚燒,灰分提磷為主。本文介紹了德國現狀污泥處理處置情況、現狀焚燒設施能力和能力需求等。對了解德國污泥處理處置方式的變化、應對方法有很好的借鑒意義,對我國污泥處理處置也有很好的啟示。

德國目前滿足新條例的關鍵是獨立焚燒能力的不足,短時間要滿足焚燒,關鍵是干化設施能力的配套建設,以在過渡期通過協同焚燒來解決污泥土地利用下降帶來的處置壓力。

新的獨立焚燒預計2022年開始建設,目前與焚燒能力不匹配的缺口需要“暫存庫”來解決。但是新建獨立焚燒設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:德國土地利用的污泥都是經過好氧發酵,或者厭氧消化后的處理產物,沒有直接土地利用的。即便是焚燒,污泥也都是經過厭氧消化處理的。也是說是經過厭氧消化、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 形勢要求

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

——大于10萬當量人口廠,2029年執行;

——大于5萬當量人口廠,2032年執行。

污水處理廠有義務進行磷回收。

——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:承諾污泥進行獨立焚燒,或者協同焚燒,并從灰渣中回收磷,回收其中80%的磷;或者對含磷灰分/碳質殘余物進行物質性利用。

——根據填埋條例,可對含磷灰分/污泥暫時進行存放,存放期5年,以便對其進行磷回收;有政府批準,可以延長。

2015年出臺了更為嚴格的“德國肥料條例”(DüMV)。其規定:

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

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

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

“德國肥料法”的修訂,也促進了污泥處理處置方式的變化。可以預測獨立焚燒處理將是污泥焚燒處理的主流,但是由于2019年處理后污泥農業利用有較大幅度地減少,預測今后也是這個趨勢,所以獨立焚燒的能力缺口較大。

2 污泥處理處置情況

德國過去的10年污泥產量是呈下降趨勢的,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)。

 

1 德國污泥處理處置情況

3 焚燒能力分析

目前德國現有獨立焚燒設施年處理規模為66.8萬t,受各種因素影響,實際能夠發揮的年處理能力約50萬t。通過技術改造和擴容等,至2021年可以再增加14.3萬t。

目前已在實施和計劃實施的獨立焚燒項目年處理規模約81.3萬t,其中47.7萬t是公共設施。其余通過競爭,由私有企業提供。通過對中長期的能力可行性分析,預計今后可以提供的焚燒設施能力為51.2萬t。合計可以用于城鎮污泥獨立焚燒設施能力為115.5萬t,另外電廠等可以提供協同焚燒的能力為30萬t,故德國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“污泥處理條例”其寬限期根據污水處理廠規模分別到2029和2032年,所以近階段德國的污泥土地利用主要是受“肥料條例”的影響。

第一座獨立焚燒設施預計在2021年和2022年之間投產,受履行聯邦環評手續、完成設計、設備和施工招標等程序的影響,絕大部分獨立焚燒設施都將在這十年的后期投產。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,而且在過渡期內還需要“過渡性處理能力”。在短時間內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同焚燒,但是實現協同焚燒的前提條件是污泥干化處理能力要滿足要求。過渡期對策措施分析,詳見圖2。

 

2 過渡期處理對策分析

暫存設施建設不是為了污泥的處置,而是為了干化能夠與協同焚燒實現匹配。暫存設施的生存時間取決于協同焚燒與獨立焚燒的競爭情況、取決于新建獨立焚燒設施的投產時間和能力。

5 現狀與新建設施的布局

本文作者認為,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減少。

3是德國現狀和新建設施的地理分布情況。從焚燒設施的地域分布看,各州的能力是不平衡的。

 

3 德國現有和新建焚燒設施分布圖

比如北萊茵·威斯特法倫州可能會有25萬t的富余,其可能會讓鄰近的黑森州、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。

 

4 德國焚燒設施能力對比圖

 

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