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德国的污水处理目前仍以去除有机物和营养物为主要目的。自21世纪始,如何高效并可持续利用资源与能源,如何减少温室气体排放、减缓全球变暖等问题变得越来越重要。随着大环境格局的日益变化,污水处理也将面临着亟待解决以往问题和适应未来发展的迫切需求。德国的污水处理正在迎来新的挑战。本文将探讨德国在面临新挑战时,如何更好地去除污染物以及进行磷回收等。
磷回收
磷元素是污水中最重要的营养物。地球上的磷矿资源非常有限并且不可再生。到本世纪末,磷矿即将被消耗殆尽。所以,如何利用“二手”磷将变得更为重要,而污水中恰好还有大量的磷元素。在没有除磷工艺的活性污泥法中,大约40%的磷元素保留在污泥中,60%将随出水排走。如果通过化学法或者生物法对污水进行除磷,将有90%的磷元素被储存在污泥中。如果污泥经处理后用于农业,污泥中的磷元素将是很好的肥料。
但是实际上农业应用具有非常严格的限制要求,因为污泥中会含有重金属与其他有机物。磷可以从以下物质中被提取:——出水;——消化污泥;——污泥回流液;——脱水污泥;——污泥焚烧后的灰分。
表4阐述了以上四种物质中可回收的磷的浓度和回收率。如果污水处理工艺没有生物或者化学除磷环节,出水中磷的回收率将高达55%,只有采用了生物或者化学除磷工艺,才会在污泥或者污泥回流液中得到较高的磷回收率。在过去的十年里,德国进行了大量关于磷回收的研究。然而,要想从污水中去除磷,就必须对所有的污水进行处理,这也就是为什么迄今为止这项技术还没有得到广泛应用。相比之下,污泥、污泥回流液的体量就会小很多,而污泥灰分的体量是最小的。这也就是为什么有这么多研究都将重点放在了污泥以及污泥灰分上,因为它们是技术可行性最高的。
从污泥中回收磷
由于费用高昂的原因,在德国,截止到2011年只有吉夫霍恩有一座污水处理厂采用了较大规模的磷回收工艺。该水厂的处理能力是50000PE。在吉夫霍恩,“SeaborneProcess”被用来进行消化污泥处理,这个技术分为三个步骤:——酸浸泡;——去除重金属;——沉淀。
在酸浸泡阶段,消化污泥与H2SO4相混合,用以降低pH。此时,重金属和磷酸盐就会被溶解。在此过程中,可以加入氧化剂。两小时以后,离心机就可以将非溶解态物质分离出来。
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