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    德國先進污水廠是怎樣的?-柏林Wassmannsdorf 污水處理廠

        文章來源:德中環境與能源促進中心 張奇琦 發布時間:2017年11月30日 點擊數: 字號:
      Wassmannsdorf (瓦斯曼多夫) 污水處理廠是柏林地區第二大污水處理廠,日處理量為21萬立方米,僅次柏林Ruheleben污水處理廠。該污水處理廠位于柏林東南方,主要承擔柏林東南地區及柏林周邊輻射范圍內的污水處理。這里不僅有先進的磷回收技術工藝,還將在2017年開始擴建新的污泥處理和處置(焚燒)設施,以及污水四級深度凈化。該污水處理廠在未來將成為柏林最先進的污水處理廠之一。
      德中環能將帶您沿著污水處理的流程,一步一步走近這座污水處理廠,領略參觀德國的污水處理工藝。
      該污水處理廠建造于1927年。1935年該污水處理廠就建造了機械處理、生物處理、發酵制沼氣發電。1989年,污水處理廠完成了翻新,形成了目前整個污水處理廠的基本模型。在1991-1998年,該廠在污水機械處理、生物處理、生物除磷結合硝化和反硝化(A2O)、生物沼氣處理和熱電聯產、中央控制等方面都進行了技術革新。至1998年,該污水處理廠日均污水處理量為23萬立方米,具備完善的淤泥脫水和預處理設施。
      2010年污水處理廠采用鳥糞石Magnesium- Ammonium- Phosphat (MAP) 沉降工藝實現磷的高效產品化回收。2013年完成對脫水污泥的烘干。2017-2022 年計劃投資1億7000萬歐元,用于擴建污水混合池,新建污水后續深度處理,以及污泥處理流程。完成改造后,該污水處理廠將擁有4級凈化過程來適應日益嚴格的排放標準,以及配備完善的污泥焚燒流程。
    表格 1: 2016年Wassmansdorf污水處理廠處理標準
    圖 1: Wassmannsdorf 污水處理流程圖
      ·預處理
    周邊的生活污水將通過泵站運輸到該污水處理廠并經兩根直徑為1.8米的管道被輸送到較高位置的格柵首先進行機械預處理(對應流程圖標記2)。大顆粒塑料、植物等被2cm的粗格柵過濾。之后污水會進入細格柵,污水中醫藥棉簽、頭發等小顆粒物質會進一步被8mm的細格柵過濾。
    圖2: 污水輸送管道
      污水中含有的直徑小于2mm固體顆粒沙子會在沉沙池中(圖3)進行沉降去除。在沉砂池中(標記3)污水的流速為30 cm/s,在這種速度下所有的沙子能在沉砂池中沉淀。沉砂池池底有推沙裝置,沙子被推入漏斗口沉淀。沙子被泵打到洗沙器中清洗,洗凈的沙子能當做建筑材料,用于垃圾填埋上層覆蓋沙使用。
    圖3:細紗清洗設備
      未經生化處理的污水中包含了浮油和污泥,這些都包含了大量的能量。污水在預處理池(標記4)能做到油污分離。預處理池液面上有刮油器,所有的浮油在(標記4)圖5,被收集后和污泥混合進入發酵罐用于發酵制沼氣。預處理池平均檢修頻率為1-2年。
    圖4: 預處理池
    圖5:預處理池浮油收集
      ·生物處理
      污水流入A2O反應池(標記5)。該反應池分三個模塊厭氧池、缺氧池和好氧池接連進行。污水經長時間流動后溶解氧含量很低,在厭氧反應池中與淤泥混合。在這里有機物被氨化,磷被游離釋放。污水隨后進入缺氧池,好氧池中的污水(含硝酸根)回流在該缺氧池中反硝化脫氮,由于缺氧池中含有大量的有機物,這也保證了反硝化能很好地進行。在好氧池中污水經充分曝氣。污水中的有機物濃度在有氧過程中能被最大限度的降低。同時污水中的磷能被大量轉移到淤泥中。為保證出水的磷含量達標,在好氧池末端投入絮凝劑祛除剩余超標磷。經A2O 工藝處理過的污水已經清澈透明,有很好的指標。
    圖6: 厭氧池
    圖7:缺氧池
    圖8:瀑氣池
    圖9:好氧池曝氣管
    圖10:沉淀池
      污水經沉淀池靜置后與淤泥分離。淤泥被收集到儲存塔用于發酵制沼氣,污水達到排放標準進入河流。
    圖11:出水
      · 污泥處理
      該污水處理廠年污泥生成量為19600噸。廠內有三臺離心機用于剩余污泥脫水處理,五臺離心機用于發酵污泥的脫水。污泥(生物質含量1.22%)添加絮凝劑后(0.73克/克生物質)離心脫水(能耗1.5千瓦時/立方米)最終達到生物質含量6.95%。離心過程中脫去的污水被輸送到厭氧池循環處理,脫水后的淤泥被送入沼氣發酵池(運輸總耗能0.6千瓦時/立方米)。
      污泥采用高溫厭氧發酵,共有6個沼氣池,每個池8000立方米。發酵后的污泥目前脫水后拉載到其他地方進行焚燒,如單獨焚燒、水泥廠焚燒等。為滿足新的污泥條例,目前在建設新的污泥單獨焚燒,并從污泥的焚燒灰燼中提取磷。
    表格 2:進入發酵罐的混合污泥數據
    圖12:污泥發酵設備
    圖13:鳥糞石磷回收設備
      根據污水處理過程中產生污泥的位置不同,其N,P等營養物質含量也不同。污泥被分別儲存在FSV,ASV,MSV和ÜSV四個不同的儲泥罐中。污泥里的磷、氨經發酵過程迅速形成可溶性P 和N。由于污水中溶解了鈣、鎂離子,極易在發酵罐的輸送管中生成結晶堵塞管道,增大能耗影響流程。取代常規的方法,柏林水務集團研發了新型的鳥糞石AirPrex工藝,通過曝氣使得污水PH值升高,形成結晶的條件。再投入氯化鎂藥劑就可生成磷肥MgNH4PO4·6H2O鳥糞石。其成品磷肥在市場上售價為2.5歐/500克。其肥力和正常TSP肥料相當。
    圖14:未干燥成品鳥糞石
      污泥在沼氣罐中發酵生成沼氣(沼氣體積比60.5%),其含有硫化氫、二氧化碳等物質阻礙燃燒,降低熱值。三個沼氣罐一共11000立方米。凈化后的沼氣被用于發電或轉化成熱能供周邊村莊及加熱發酵罐使用。熱力發電的功率約為3000千瓦,整個污水處理廠能耗約為13000千瓦。
    表格 3:發酵罐和熱電聯產裝置數據
    圖15:沼氣發電機
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