德國污泥處理處置最新經(jīng)驗，獨立焚燒或成主流！
上海城市建設(shè)設(shè)計研究總院（集團）有限公司 總工 唐建國 本文摘自德國水協(xié)刊物DWA《Korrespondenz Abwasser1·Abfall》（2020年1月期）
“Thermische Kl?rschlammbehandlung ------Bestehende Kapazit?ten ,künftiger Bedarf ,Entwicklung der Verbrennungskapazit?ten”。
作者：Falko Lehrmann(Lünen),J?rg Six (Hagen) und Patric Heidecke (Dessau—Ro?lau)
原文標(biāo)題：德國污泥熱處理設(shè)施能力現(xiàn)狀與需求
唐建國總工在德國考察
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(fā)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(xiàn)狀污泥處理處置情況、現(xiàn)狀焚燒設(shè)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(yīng)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(guān)鍵是獨立焚燒能力的不足，短時間要滿足焚燒，關(guān)鍵是干化設(shè)施能力的配套建設(shè)，以在過渡期通過協(xié)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(yù)計2022年開始建設(shè)，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(shè)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(jīng)過好氧發(fā)酵，或者厭氧消化后的處理產(chǎn)物，沒有直接土地利用的。即便是焚燒，污泥也都是經(jīng)過厭氧消化處理的。也是說是經(jīng)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(guī)定是：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。鑒于污泥處理處置方式變化，設(shè)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(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。
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：承諾污泥進行獨立焚燒，或者協(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/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(zhǔn)，可以延長。
2015年出臺了更為嚴(yán)格的“德國肥料條例”（DüMV）。其規(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。
“德國肥料法”的修訂，也促進了污泥處理處置方式的變化?？梢灶A(yù)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(nóng)業(yè)利用有較大幅度地減少，預(yù)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(chǎn)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(zhì)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）。
圖1 德國污泥處理處置情況
3 焚燒能力分析目前德國現(xiàn)有獨立焚燒設(shè)施年處理規(guī)模為66.8萬t，受各種因素影響，實際能夠發(fā)揮的年處理能力約50萬t。通過技術(shù)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(guī)模約81.3萬t，其中47.7萬t是公共設(shè)施。其余通過競爭，由私有企業(yè)提供。通過對中長期的能力可行性分析，預(yù)計今后可以提供的焚燒設(shè)施能力為51.2萬t。合計可以用于城鎮(zhèn)污泥獨立焚燒設(shè)施能力為115.5萬t，另外電廠等可以提供協(xié)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(jù)污水處理廠規(guī)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(shè)施預(yù)計在2021年和2022年之間投產(chǎn)，受履行聯(lián)邦環(huán)評手續(xù)、完成設(shè)計、設(shè)備和施工招標(biāo)等程序的影響，絕大部分獨立焚燒設(shè)施都將在這十年的后期投產(chǎn)。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(nèi)還需要“過渡性處理能力”。在短時間內(nèi)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(xié)同焚燒，但是實現(xiàn)協(xié)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。
圖2 過渡期處理對策分析
暫存設(shè)施建設(shè)不是為了污泥的處置，而是為了干化能夠與協(xié)同焚燒實現(xiàn)匹配。暫存設(shè)施的生存時間取決于協(xié)同焚燒與獨立焚燒的競爭情況、取決于新建獨立焚燒設(shè)施的投產(chǎn)時間和能力。5 現(xiàn)狀與新建設(shè)施的布局
本文作者認(rèn)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。
圖3是德國現(xiàn)狀和新建設(shè)施的地理分布情況。從焚燒設(shè)施的地域分布看，各州的能力是不平衡的。
圖3 德國現(xiàn)有和新建焚燒設(shè)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(chǎn)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。
圖4 德國焚燒設(shè)施能力對比圖
來源：給水排水 作者：唐建國