技術(shù)交流｜唐建國(guó)總工：德國(guó)水環(huán)境治理考察隨想(四)

德國(guó)過去的10年污泥產(chǎn)量是呈下降趨勢(shì)的，從2008年的205萬噸（DS，下同）下降到2017年的171萬噸。同樣，物質(zhì)利用率從2008年的47. 4%(97萬噸）下降到2017年的30. 5%(51萬噸）。相反焚燒處理率從2018年的52. 6%(108萬噸）上升的2017年的69. 5%(1. 19萬噸）。

——巴登州共有污水處理廠904座，其中大于5萬當(dāng)量人口的僅87座。

——共計(jì)服務(wù)當(dāng)量人口1620萬人，處理水量15.44億立方米。

——巴登州年產(chǎn)污泥量23.66萬tDS（折含水率80%，118.3萬立方米）。

——折算單位當(dāng)量人口產(chǎn)泥16.45tDS。

——折算處理萬立方米污水產(chǎn)泥1.53tDS（折折含水率80%，7.65立方米）。

——1993年5月14日，德國(guó)推出“垃圾填埋條例” (TA Siedlungsabfall，簡(jiǎn)稱TASi)，只允許有機(jī)物含量不超過3%的垃圾物質(zhì)才能填埋。這一法律經(jīng)過12年過渡時(shí)期之后徹底禁止污泥填埋，2005年完全關(guān)閉了污泥填埋途徑。

——德國(guó)2005年全面禁止污泥填埋之后，污泥總體產(chǎn)量呈現(xiàn)稍微下降的趨勢(shì)，主要原因是在污泥脫水過程中，石灰添加量下降。

——2013年4月5日對(duì)“垃圾填埋條例”進(jìn)行修訂，允許垃圾填埋場(chǎng)存放合格的污泥焚燒灰分（灼燒減量<5%） 。

——德國(guó)對(duì)單獨(dú)焚燒的灰分進(jìn)行臨時(shí)儲(chǔ)存，目的是今后能夠?qū)ζ渲械牧走M(jìn)行回收。

——在2005年之后，以物質(zhì)利用為基礎(chǔ)的污泥處置量逐步下降, 相反熱處置污泥總量不斷增加。主要原因是德國(guó)肥料法規(guī)(DüMV)對(duì)污泥內(nèi)有害物質(zhì)的上限含量做出了十分嚴(yán)格的規(guī)定。

——此外在污泥農(nóng)用時(shí)，2015年出臺(tái)了更為嚴(yán)格的德國(guó)肥料法(DüMV)。

——德國(guó)肥料法(DüMV)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。

2012年的德國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)法規(guī)定，污泥處理產(chǎn)物土地利用時(shí)，原則上德國(guó)肥料法(DüMV) 比污泥法規(guī)AbfKlrV更具有優(yōu)先權(quán)。

——德國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理產(chǎn)物能否農(nóng)用的爭(zhēng)論一直在進(jìn)行中。

反對(duì)農(nóng)用的原因：城鎮(zhèn)污泥內(nèi)重金屬、持久性有機(jī)污染物質(zhì)、殘留藥物和化妝品等。

——經(jīng)過十多年的修訂，德國(guó)污水處理廠污泥法(AbfKlrV)于2017年8月正式宣布生效。

新版法規(guī)明確規(guī)定：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。

P含量大于20g/kgDS：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。

——從2029年或者2032年全面禁止污泥的農(nóng)用。

——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)行單獨(dú)焚燒或協(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/碳質(zhì)殘余物進(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)。

法律為德國(guó)在歐洲率先開始了污泥的磷回收先河提供了保證。

——法規(guī)沒有規(guī)定必須采用的具體磷回收工藝技術(shù)。污水處理廠既可以建造單獨(dú)污泥焚燒裝置，然后從污泥灰中進(jìn)行磷回收, 也可以采用化學(xué)結(jié)晶沉淀工藝進(jìn)行磷回收(例如鳥糞石MAP工藝)。

——目前從城鎮(zhèn)污泥（污水）進(jìn)行磷回收的技術(shù)不完全成熟，從城鎮(zhèn)污泥灰中進(jìn)行磷回收的工藝，德國(guó)尚無大型運(yùn)轉(zhuǎn)的成功經(jīng)驗(yàn)，故法規(guī)為大面積采用磷回收工藝提供了足夠的過渡時(shí)期。

——在采用化學(xué)沉淀結(jié)晶工藝的城鎮(zhèn)污水處理廠內(nèi), 一般都可以產(chǎn)生磷酸銨鎂(MAP)。但規(guī)定, 采用此工藝必須保證被處理后的城鎮(zhèn)污泥內(nèi)磷含量＜20 g P/kg DS或者至少降低污泥內(nèi)磷含量50%，回收之后的磷大部分作為肥料或者進(jìn)一步加工制成化肥。

——當(dāng)城鎮(zhèn)污泥在單獨(dú)焚燒裝置或者在等價(jià)的混燒裝置處理時(shí)，必須至少將污泥80%的磷回收利用，這樣才能保證在熱處置過程中的磷回收效率高于普通的化學(xué)沉淀結(jié)晶方法。

——PRISA工藝是從污泥處理過程中濃縮、脫水液中回收磷。

——三種工藝水中含磷的形態(tài)不一樣。經(jīng)過一定的化學(xué)處理之后，回收到磷酸銨鎂MAP。

——采用強(qiáng)化生物除磷工藝，否則污泥處理過程的工藝水中的磷的含量就比較低。

其磷回收率大于50%，滿足德國(guó)新"污泥條例"對(duì)于磷回收率的要求。

——PASCH工藝是從污泥焚燒的灰分中回收磷。

——該工藝磷回收率要大于90%。

——回收產(chǎn)品的無機(jī)雜質(zhì)含量低。

——該產(chǎn)品具有良好的植物可利用性。

——示范項(xiàng)目運(yùn)行表明，PASCH工藝具有較低的成本。

——在污泥焚燒中，要將能源利用和磷回收結(jié)合起來；

——磷回收設(shè)施是分散還是集中？

磷回收要與污泥處置緊密結(jié)合起來！

——德國(guó)焚燒處理的污泥總量中，污泥單獨(dú)焚燒處理量和在燃煤電廠混燒處理量，大約各占一半；只有少量污泥是在水泥窯和垃圾焚燒廠內(nèi)被處置。

——如果磷含量少于2%(以干物質(zhì)計(jì)算20gP/kgDS)，方可允許混合焚燒。

——為了降低從焚燒灰渣中提磷的成本，德國(guó)在嘗試焚燒灰直接用于農(nóng)業(yè)，這就是鼓勵(lì)污泥單獨(dú)焚燒的原因。

——在今后的15年內(nèi)，德國(guó)聯(lián)邦政府和各州政府將推出各種資金補(bǔ)貼措施，促進(jìn)各種磷回收技術(shù)的開，單污泥焚燒和技術(shù)性磷回收將成為德國(guó)污泥處理處置市場(chǎng)上的主流技術(shù)。

——規(guī)模小于5萬人口當(dāng)量的污水廠如果污泥質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，可以繼續(xù)作為肥料直接農(nóng)用。對(duì)于這些土地利用的污泥來說, 今后除了政府監(jiān)視之外，還將進(jìn)一步引入建立污泥質(zhì)量自管理體系。

——受自管理、有害物質(zhì)限值、絮凝劑可降解性等愈加嚴(yán)格的限制，德國(guó)數(shù)量眾多的小型污水處理廠，處理產(chǎn)物的農(nóng)用處置的費(fèi)用也不會(huì)便宜。故很多小型污水處理廠都開始采用太陽能干化裝置進(jìn)行污泥干化處理，然后干泥被收集去單污泥焚燒廠集中處置。

隨想七：德國(guó)排水系統(tǒng)調(diào)查都說了啥？

德國(guó)自1984年開始對(duì)排水管道狀況進(jìn)行全面的調(diào)查，1995年后形成了3年進(jìn)行1次調(diào)查的制度，由聯(lián)邦調(diào)查局組織進(jìn)行。

德國(guó)專業(yè)雜志《Korrespodenz Abwasser·Abfall》2019年5月期刊載了“德國(guó)排水管網(wǎng)和雨水處理現(xiàn)狀”，其反映的信息十分豐富，詳見表1。

幾點(diǎn)說明的是：

1、德國(guó)人均污水量122.7L/人·天，是居民生活、商業(yè)和小型工業(yè)廢水量的合計(jì)，遠(yuǎn)低于我國(guó)污水產(chǎn)生量，這也是其污水處理廠進(jìn)水濃度高的主要原因，節(jié)水是最大的治污措施。

2、德國(guó)污水收集率不是按照污水量計(jì)算的，而是按照居民人口數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算的，即按照公共排水系統(tǒng)服務(wù)的人口與總?cè)丝诘陌俜直取?/span>

德國(guó)有嚴(yán)格的“戶口”管理制度是分不開的，到一個(gè)地方，或者離開一個(gè)地方報(bào)“戶口”，或者“銷”戶口是必須做的事。

3、德國(guó)合流制以南部地區(qū)較多，其有一條稱為“合流制赤道線”，該“赤道線”近年來持續(xù)向南移動(dòng)，原因與原東德地區(qū)排水系統(tǒng)建設(shè)較快有關(guān)。

4、此次德國(guó)排水管道設(shè)施2016年報(bào)告，對(duì)各地進(jìn)入污水處理廠的外來水占比做了詳細(xì)說明，外來水包括雨水、入滲地下水、倒灌河水等。受雨水影響，明顯合流制地區(qū)外來水占比比分流制地區(qū)高很多。

5、從德國(guó)污染物進(jìn)水濃度數(shù)據(jù)看，合流制和分流制地區(qū)差別很大，但是影響進(jìn)水濃度的主要是雨水。

6、德國(guó)分流制地區(qū)污水處理廠進(jìn)水COD濃度可達(dá)1000mg/L，合流占比高達(dá)80%的巴登州也有450mg/L ，全德國(guó)平均為550mg/L。

7、德國(guó)污水系統(tǒng)外來水占比為40.6%，巴登州為83%，其主要是雨天的雨水；以分流制為主的柏林僅為2.7%。

我國(guó)地下水入滲量也按照污水量的占比衡量合適嗎？

——德國(guó)單位面積的污水排水強(qiáng)度遠(yuǎn)低于我們的城市，德國(guó)認(rèn)為地下水入滲量小于污水量的20%就是好的，我能夠這樣要求嗎？

——該調(diào)查要在“夜深人靜”的時(shí)候進(jìn)行，我們城市沒有“夜深人靜”。

——衡量污水管道的外水量用單位時(shí)間、單位管長(zhǎng)是科學(xué)的。

——我國(guó)已有調(diào)查證明地下水入滲量大于150 m3/km·d，是德國(guó)13.4 m3/km·d的10多倍。

——上海2015年排水管道總長(zhǎng)23340余公里，其中污水管道7861公里，合流管道1100公里，兩者合計(jì)：8961公里。

——按照污水處理率計(jì)算扣除的地下水入滲量，測(cè)算單位管道長(zhǎng)度入滲量為：134立方米/日·公里（未包括支管）。

——多個(gè)城市研究，我國(guó)地下水入滲量高于150立方米/日。

——德國(guó)水協(xié)DWA資料介紹：德國(guó)每年處理僅100億立方米污水；其中：

—52億為“純”污水；—21億為外滲水；—27億為雨水（如合流制緣故等）。

—德國(guó)排水管道總長(zhǎng)54.07萬公里，其中污水管道長(zhǎng)度：18.73萬公里，合流制管道長(zhǎng)度：23.93萬公里，兩者合計(jì)：42.66萬公里。折算單位管長(zhǎng)外來水入滲量：13.8立方米/日·公里。

——規(guī)范規(guī)定：按照污水量的10%計(jì)算地下水入滲量是不合適的！

——雨水管道的地下水入滲量更是大得不得了！

德國(guó)水協(xié)DWA的專業(yè)刊物《KorrespondenzAbwasser·Abfall》（污水與垃圾）2018年第10期刊載了由DWA“污水處理廠協(xié)調(diào)小組”撰寫的文章《30. LeistungsvergleichkommunalerKlranlagen》（污水處理廠30年效果比較），詳見表2。

1、德國(guó)現(xiàn)有污水處理廠9037座，總規(guī)模為1.52億當(dāng)量人口，為德國(guó)實(shí)際人口（8200萬）的2倍。2017年調(diào)查了其中的5505座，調(diào)查總規(guī)模為1.37億當(dāng)量人口。德國(guó)除了排水管道系統(tǒng)每三年進(jìn)行一次調(diào)查外，污水處理廠情況調(diào)查也是2~3年進(jìn)行一次，這種周期性的調(diào)查值得我們借鑒和學(xué)習(xí)。

2、德國(guó)污水處理廠以中小型污水處理廠居多，5000當(dāng)量人口規(guī)模（約1000 m3/d水量規(guī)模）以下的廠數(shù)量占53%，但是服務(wù)的人口僅占總?cè)丝诘?.6%；相對(duì)100000當(dāng)量人口以上規(guī)模的污水處理廠數(shù)量?jī)H為總數(shù)量的4%，但是服務(wù)的總?cè)丝谝�占總�(cè)丝诘?3%。

3、德國(guó)人均污水處理量和人均污水產(chǎn)生量是兩個(gè)不同概念，前者是按照實(shí)際服務(wù)的人口折算的，其與包括雨水在內(nèi)的外來水量大小有直接關(guān)系。后者是類似于我們的人均綜合生活污水量，包括商業(yè)、小型工業(yè)等。

4、德國(guó)污水處理廠是沒有滿負(fù)荷的，平均負(fù)荷率為77.5%，奧地利更低，為68.8%。這與德國(guó)污水處理廠設(shè)計(jì)水量為旱季污水量的2倍有關(guān)，其緣由是解決外來水的處理。

優(yōu)勢(shì)：德國(guó)二沉池遠(yuǎn)大于我們的二沉池，好處多多！

為更多的雨水進(jìn)污水處理廠處理提供了條件！

5. 德國(guó)按照污水處理廠耗氧物質(zhì)負(fù)荷和營(yíng)養(yǎng)物負(fù)荷的排放情況，可以將污染物排放水平分為五級(jí)，其中耗氧物質(zhì)包括BOD5、CODCr和NH4-N，營(yíng)養(yǎng)物包括TN和TP。

這種分級(jí)體現(xiàn)了在達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)上，對(duì)排放質(zhì)量水平的綜合評(píng)價(jià)。

6、非常有趣的是，按照實(shí)際處理水量和進(jìn)水污染物濃度計(jì)算的進(jìn)水污染物當(dāng)量，除總磷外，其余污染物與德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的當(dāng)量人口產(chǎn)污量極其一致，分別是COD：120 g/人·d，總氮：11 g/人·d。實(shí)際總磷當(dāng)量值低于標(biāo)準(zhǔn)值2.5 g/人·d，這是因?yàn)榈聡?guó)持續(xù)不斷推行無磷洗滌劑的緣故。

調(diào)查缺少BOD5數(shù)據(jù)，這與德國(guó)從2000年開始鼓勵(lì)采用COD進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和考核有密切的關(guān)系。

7、德國(guó)處理單位水量耗電量平均為0.4度/m3，這一耗電量是包括污泥處理和進(jìn)水COD在超過500mg/L情況下的；折算平均處理單位COD的耗電量為0.76度/去除kg COD。

與德國(guó)相比，我們?nèi)笔裁矗?/span>

缺：一絲不茍、踏踏實(shí)實(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)�。。�

我們真的需要——實(shí)心眼做事�。�！

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