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高颖博士为您解读德国2017年最新污泥处理处置法规、 技术动向

北极星环保网来源:中国给水排水 高颖2017/8/14 9:18:31我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污泥处理 污水处理 污水厂

北极星环保网讯:经过十多年的修订,德国污水处理厂污泥法(AbfKlärV)将在2017年8月正式宣布生效。新版规范明确规定,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烬内进行磷回收,同时禁止污泥土地利用。

污泥处理

1、背景

长期以来,德国关于市政污泥农用的争论从未停止过,以前反对农用的原因是市政污泥内重金属含量超标,而目前的矛头直指有机污染物质,主要指污泥内的残留药物和化妆品物质。

根据德国联邦统计局(Destatis)2016年12月公布的德国市政污泥处置的最新数据,2015年产生约180万吨市政污泥(DS),约36%用于农田、景观建设和土壤改善剂。虽然市政污泥内的一些有害物质(镉、汞、二恶英、各种全氟烷化合物PFC)的含量在最近20年内已经大幅下降(最高可达95%),许多作为农肥的市政污泥成分符合法规要求并不会影响土壤,但市政污泥直接作为肥料的作法,在德国的接受程度仍在不断下降。

另外约64%的市政污泥经过热处置后填埋或者作为灰烬用于道路建设或矿井填埋,在此过程中,有用的磷资源被丢失。从2015年的数据来看,“焚烧增加,农用减少”的趋势仍在持续发展。

另一方面从全球磷储存量(磷酸岩)分析,在不久的将来可能会导致磷的供给瓶颈。欧盟在2014年5月26日列出了一个紧缺原料的清单,磷(磷矿石)位列其中。对于矿化性磷来说,德国和几乎所有欧盟国家均依赖进口,而且都是从一些政治不稳定的国家或地区进口。

因此,不管是按照“垃圾资源回收原则”进行分析,还是从长期确保磷资源供给角度来看,都应该从污水或市政污泥内进行磷回收,因为这部分磷物质流是最主要的次级磷资源主要来源。理论估算,在市政污泥或污水中的总磷量(通常是以正磷酸盐形式出现),可以覆盖农业化肥需要量的50%~60%。

2、新版法规的主要更新

新版市政污泥规范中的主要更新内容:一方面对今后过渡时期内还进行“土地利用”的污泥处置提出了更严格的要求,另一方面要求在过渡期之后,大型污水处理厂必须在市政污泥或者从市政污泥焚烧厂的灰烬进行磷回收。

2.1法律强制规定大型污水厂进行磷回收

根据这一规范法则,所有大于10万人口当量[德国人口当量解释:60gBOD/(人˙žd)。德国人均耗水150~200L/(人˙žd),污水BOD的平均浓度300~350mg/L]的污水处理厂必须最晚在规范生效之后12年内,所有大于5万人口当量的污水处理厂必须最晚在规范生效之后15年内完成磷回收装置。在这些大型污水处理厂内,只有以下例外情况可以免除磷回收义务:即市政污泥内始终能够证明含有很低的磷含量(<20gP/kgDS)。

伴随12和15年两个个阶梯式过渡期的是逐步禁止以土地利用为基础的市政污泥处置途径。简单地说:在12年过渡期之后,对于所有来自大于10万人口当量的污水处理厂的市政污泥不再允许土地利用;在15年过渡期之后,对于所有来自大于5万人口当量的污水处理厂的市政污泥不再允许土地利用。

此规范没有规定所必须采用的具体磷回收工艺技术;污水处理厂既可以建造单独污泥焚烧装置,然后从污泥灰烬内进行磷回收,也可以采用化学结晶沉淀工艺进行磷回收(例如鸟粪石MAP工艺)。

此规范为大面积采用磷回收工艺提供了足够的过渡时期。主要原因是目前只有一部分从市政污泥(或者污水)进行磷回收的工艺是成熟技术,而从市政污泥灰烬内进行磷回收的工艺,目前在德国还没有大型装置运转的成功经验。

各种磷回收利用方法只有在以下情况下才被定义为磷回收处置工艺,即从市政污泥或者从市政污泥单焚烧装置的灰烬或者在特殊市政污泥混烧装置内产生的污泥灰烬内进行磷回收。

在采用化学沉淀结晶工艺的市政污水处理厂内,一般都可以产生磷酸铵镁(MAP)。但此规范规定,再采用此工艺必须保证被处理后的市政污泥内磷含量<20gP/kgDS或者至少降低污泥内磷含量50%。回收之后的磷大部分作为肥料或者进一步加工制成化肥。

对于污泥灰烬来说,磷回收处理工艺目前还处于开发阶段,含磷灰烬必须加工处理之后才能够产生磷酸,可以广泛应用在化肥生产过程中。但是肥效试验显示,从单污泥焚烧装置内获得含磷灰烬如果不额外进行处理,则一般情况下这些灰烬的肥料不如鸟粪石(MAP)。

此法律还规定,当市政污泥在单污泥焚烧装置或者在等价的混烧装置内热处置时,必须至少将污泥80%的磷回收利用。这样才能保证在热处置过程中的磷回收效率高于普通的化学沉淀结晶方法。

污泥处理

图1德国2017年8月生效的污泥法规(AbfKlärV修订版)实施要求和途径

延伸阅读:

园林人想要什么样的污泥?污泥处理产物和产品园林利用分析

王凯军:污泥清洁焚烧技术的升级与应用

污水处理厂污泥堆肥产物的应用研究进展

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