技術(shù)交流｜唐建國總工：德國水環(huán)境治理考察隨想(四)
德國過去的10年污泥產(chǎn)量是呈下降趨勢的，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，德國推出“垃圾填埋條例” (TA Siedlungsabfall，簡稱TASi)，只允許有機物含量不超過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，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“垃圾填埋條例”進行修訂，允許垃圾填埋場存放合格的污泥焚燒灰分（灼燒減量<5%） 。
——德國對單獨焚燒的灰分進行臨時儲存，目的是今后能夠?qū)ζ渲械牧走M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。主要原因是德國肥料法規(guī)(DüMV)對污泥內(nèi)有害物質(zhì)的上限含量做出了十分嚴格的規(guī)定。
——此外在污泥農(nóng)用時，2015年出臺了更為嚴格的德國肥料法(DüMV)。
——德國肥料法(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，對傳統(tǒng)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(nóng)用時，每年輸入農(nóng)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(guī)定的限制。
2012年的德國循環(huán)經(jīng)濟法規(guī)定，污泥處理產(chǎn)物土地利用時，原則上德國肥料法(DüMV) 比污泥法規(guī)AbfKlrV更具有優(yōu)先權(quán)。
——德國城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理產(chǎn)物能否農(nóng)用的爭論一直在進行中。
反對農(nóng)用的原因：城鎮(zhèn)污泥內(nèi)重金屬、持久性有機污染物質(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行磷回收，同時禁止污泥土地利用。
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：承諾污泥進行單獨焚燒或協(xié)同焚燒，并從灰渣中回收磷，回收其中80%的磷；或者對含磷灰分/碳質(zhì)殘余物進行物質(zhì)性利用。
——根據(jù)填埋條例，可對含磷灰分/碳質(zhì)殘余物進行存放，存放期5年，以便對其進行磷回收；有政府批準(zhǔn)，可以延長。
法律為德國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污泥焚燒裝置，然后從污泥灰中進行磷回收, 也可以采用化學(xué)結(jié)晶沉淀工藝進行磷回收(例如鳥糞石MAP工藝)。
——目前從城鎮(zhèn)污泥（污水）進行磷回收的技術(shù)不完全成熟，從城鎮(zhèn)污泥灰中進行磷回收的工藝，德國尚無大型運轉(zhuǎn)的成功經(jīng)驗，故法規(guī)為大面積采用磷回收工藝提供了足夠的過渡時期。
——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一步加工制成化肥。
——當(dāng)城鎮(zhèn)污泥在單獨焚燒裝置或者在等價的混燒裝置處理時，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%，滿足德國新"污泥條例"對于磷回收率的要求。
——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)品的無機雜質(zhì)含量低。
——該產(chǎn)品具有良好的植物可利用性。
——示范項目運行表明，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！
——德國焚燒處理的污泥總量中，污泥單獨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，德國在嘗試焚燒灰直接用于農(nóng)業(yè)，這就是鼓勵污泥單獨焚燒的原因。
——在今后的15年內(nèi)，德國聯(lián)邦政府和各州政府將推出各種資金補貼措施，促進各種磷回收技術(shù)的開，單污泥焚燒和技術(shù)性磷回收將成為德國污泥處理處置市場上的主流技術(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格的限制，德國數(shù)量眾多的小型污水處理廠，處理產(chǎn)物的農(nóng)用處置的費用也不會便宜。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：德國排水系統(tǒng)調(diào)查都說了啥？
德國自1984年開始對排水管道狀況進行全面的調(diào)查，1995年后形成了3年進行1次調(diào)查的制度，由聯(lián)邦調(diào)查局組織進行。
德國專業(yè)雜志《Korrespodenz Abwasser·Abfall》2019年5月期刊載了“德國排水管網(wǎng)和雨水處理現(xiàn)狀”，其反映的信息十分豐富，詳見表1。
幾點說明的是：
1、德國人均污水量122.7L/人·天，是居民生活、商業(yè)和小型工業(yè)廢水量的合計，遠低于我國污水產(chǎn)生量，這也是其污水處理廠進水濃度高的主要原因，節(jié)水是最大的治污措施。
2、德國污水收集率不是按照污水量計算的，而是按照居民人口數(shù)統(tǒng)計計算的，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>
德國有嚴格的“戶口”管理制度是分不開的，到一個地方，或者離開一個地方報“戶口”，或者“銷”戶口是必須做的事。
3、德國合流制以南部地區(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，原因與原東德地區(qū)排水系統(tǒng)建設(shè)較快有關(guān)。
4、此次德國排水管道設(shè)施2016年報告，對各地進入污水處理廠的外來水占比做了詳細說明，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、從德國污染物進水濃度數(shù)據(jù)看，合流制和分流制地區(qū)差別很大，但是影響進水濃度的主要是雨水。
6、德國分流制地區(qū)污水處理廠進水COD濃度可達1000mg/L，合流占比高達80%的巴登州也有450mg/L ，全德國平均為550mg/L。
7、德國污水系統(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%。
我國地下水入滲量也按照污水量的占比衡量合適嗎？
——德國單位面積的污水排水強度遠低于我們的城市，德國認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”的時候進行，我們城市沒有“夜深人靜”。
——衡量污水管道的外水量用單位時間、單位管長是科學(xué)的。
——我國已有調(diào)查證明地下水入滲量大于150 m3/km·d，是德國13.4 m3/km·d的10多倍。
——上海2015年排水管道總長23340余公里，其中污水管道7861公里，合流管道1100公里，兩者合計：8961公里。
——按照污水處理率計算扣除的地下水入滲量，測算單位管道長度入滲量為：134立方米/日·公里（未包括支管）。
——多個城市研究，我國地下水入滲量高于150立方米/日。
——德國水協(xié)DWA資料介紹：德國每年處理僅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）。
—德國排水管道總長54.07萬公里，其中污水管道長度：18.73萬公里，合流制管道長度：23.93萬公里，兩者合計：42.66萬公里。折算單位管長外來水入滲量：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，為德國實際人口（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。德國除了排水管道系統(tǒng)每三年進行一次調(diào)查外，污水處理廠情況調(diào)查也是2~3年進行一次，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100000當(dāng)量人口以上規(guī)模的污水處理廠數(shù)量僅為總數(shù)量的4%，但是服務(wù)的總?cè)丝谝伎側(cè)丝诘?3%。
3、德國人均污水處理量和人均污水產(chǎn)生量是兩個不同概念，前者是按照實際服務(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、德國污水處理廠是沒有滿負荷的，平均負荷率為77.5%，奧地利更低，為68.8%。這與德國污水處理廠設(shè)計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：德國二沉池遠大于我們的二沉池，好處多多！
為更多的雨水進污水處理廠處理提供了條件！
5. 德國按照污水處理廠耗氧物質(zhì)負荷和營養(yǎng)物負荷的排放情況，可以將污染物排放水平分為五級，其中耗氧物質(zhì)包括BOD5、CODCr和NH4-N，營養(yǎng)物包括TN和TP。
這種分級體現(xiàn)了在達標(biāo)基礎(chǔ)上，對排放質(zhì)量水平的綜合評價。
6、非常有趣的是，按照實際處理水量和進水污染物濃度計算的進水污染物當(dāng)量，除總磷外，其余污染物與德國標(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。實際總磷當(dāng)量值低于標(biāo)準(zhǔn)值2.5 g/人·d，這是因為德國持續(xù)不斷推行無磷洗滌劑的緣故。
調(diào)查缺少BOD5數(shù)據(jù)，這與德國從2000年開始鼓勵采用COD進行設(shè)計計算和考核有密切的關(guān)系。
7、德國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。
與德國相比，我們?nèi)笔裁矗?/span>
缺：一絲不茍、踏踏實實的嚴謹作風(fēng)！��！
我們真的需要——實心眼做事！��！
原標(biāo)題:技術(shù)交流 | 唐建國總工:德國水環(huán)境治理考察隨想(四)
