德國(guó)先進(jìn)污水廠是怎樣的？-柏林Wassmannsdorf 污水處理廠

Wassmannsdorf (瓦斯曼多夫) 污水處理廠是柏

Wassmannsdorf (瓦斯曼多夫) 污水處理廠是柏林地區(qū)第二大污水處理廠，日處理量為21萬(wàn)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(dān)柏林東南地區(qū)及柏林周邊輻射范圍內(nèi)的污水處理。這里不僅有先進(jìn)的磷回收技術(shù)工藝，還將在2017年開(kāi)始擴(kuò)建新的污泥處理和處置(焚燒)設(shè)施，以及污水四級(jí)深度凈化。該污水處理廠在未來(lái)將成為柏林最先進(jìn)的污水處理廠之一。

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該污水處理廠建造于1927年。1935年該污水處理廠就建造了機(jī)械處理、生物處理、發(fā)酵制沼氣發(fā)電。1989年，污水處理廠完成了翻新，形成了目前整個(gè)污水處理廠的基本模型。在1991-1998年，該廠在污水機(jī)械處理、生物處理、生物除磷結(jié)合硝化和反硝化(A2O)、生物沼氣處理和熱電聯(lián)產(chǎn)、中央控制等方面都進(jìn)行了技術(shù)革新。至1998年，該污水處理廠日均污水處理量為23萬(wàn)立方米，具備完善的淤泥脫水和預(yù)處理設(shè)施。

2010年污水處理廠采用鳥糞石Magnesium- Ammonium- Phosphat (MAP) 沉降工藝實(shí)現(xiàn)磷的高效產(chǎn)品化回收。2013年完成對(duì)脫水污泥的烘干。2017-2022 年計(jì)劃投資1億7000萬(wàn)歐元，用于擴(kuò)建污水混合池，新建污水后續(xù)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(jí)凈化過(guò)程來(lái)適應(yīng)日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)

圖 1: Wassmannsdorf 污水處理流程圖

周邊的生活污水將通過(guò)泵站運(yùn)輸?shù)皆撐鬯幚韽S并經(jīng)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(jìn)行機(jī)械預(yù)處理(對(duì)應(yīng)流程圖標(biāo)記2)。大顆粒塑料、植物等被2cm的粗格柵過(guò)濾。之后污水會(huì)進(jìn)入細(xì)格柵，污水中醫(yī)藥棉簽、頭發(fā)等小顆粒物質(zhì)會(huì)進(jìn)一步被8mm的細(xì)格柵過(guò)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(huì)在沉沙池中(圖3)進(jìn)行沉降去除。在沉砂池中(標(biāo)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(dāng)做建筑材料，用于垃圾填埋上層覆蓋沙使用。

圖3：細(xì)紗清洗設(shè)備

未經(jīng)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(yù)處理池(標(biāo)記4)能做到油污分離。預(yù)處理池液面上有刮油器，所有的浮油在(標(biāo)記4)圖5，被收集后和污泥混合進(jìn)入發(fā)酵罐用于發(fā)酵制沼氣。預(yù)處理池平均檢修頻率為1-2年。

圖4: 預(yù)處理池

圖5：預(yù)處理池浮油收集

污水流入A2O反應(yīng)池(標(biāo)記5)。該反應(yīng)池分三個(gè)模塊厭氧池、缺氧池和好氧池接連進(jìn)行。污水經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間流動(dòng)后溶解氧含量很低，在厭氧反應(yīng)池中與淤泥混合。在這里有機(jī)物被氨化，磷被游離釋放。污水隨后進(jìn)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(jī)物，這也保證了反硝化能很好地進(jìn)行。在好氧池中污水經(jīng)充分曝氣。污水中的有機(jī)物濃度在有氧過(guò)程中能被最大限度的降低。同時(shí)污水中的磷能被大量轉(zhuǎn)移到淤泥中。為保證出水的磷含量達(dá)標(biāo)，在好氧池末端投入絮凝劑祛除剩余超標(biāo)磷。經(jīng)A2O 工藝處理過(guò)的污水已經(jīng)清澈透明，有很好的指標(biāo)。

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(jīng)沉淀池靜置后與淤泥分離。淤泥被收集到儲(chǔ)存塔用于發(fā)酵制沼氣，污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入河流。

圖11：出水

該污水處理廠年污泥生成量為19600噸。廠內(nèi)有三臺(tái)離心機(jī)用于剩余污泥脫水處理，五臺(tái)離心機(jī)用于發(fā)酵污泥的脫水。污泥(生物質(zhì)含量1.22%)添加絮凝劑后(0.73克/克生物質(zhì))離心脫水(能耗1.5千瓦時(shí)/立方米)最終達(dá)到生物質(zhì)含量6.95%。離心過(guò)程中脫去的污水被輸送到厭氧池循環(huán)處理，脫水后的淤泥被送入沼氣發(fā)酵池(運(yùn)輸總耗能0.6千瓦時(shí)/立方米)。

污泥采用高溫厭氧發(fā)酵，共有6個(gè)沼氣池，每個(gè)池8000立方米。發(fā)酵后的污泥目前脫水后拉載到其他地方進(jìn)行焚燒，如單獨(dú)焚燒、水泥廠焚燒等。為滿足新的污泥條例，目前在建設(shè)新的污泥單獨(dú)焚燒，并從污泥的焚燒灰燼中提取磷。

表格 2:進(jìn)入發(fā)酵罐的混合污泥數(shù)據(jù)

圖12：污泥發(fā)酵設(shè)備

圖13：鳥糞石磷回收設(shè)備

根據(jù)污水處理過(guò)程中產(chǎn)生污泥的位置不同，其N,P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量也不同。污泥被分別儲(chǔ)存在FSV，ASV，MSV和üSV四個(gè)不同的儲(chǔ)泥罐中。污泥里的磷、氨經(jīng)發(fā)酵過(guò)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(fā)酵罐的輸送管中生成結(jié)晶堵塞管道，增大能耗影響流程。取代常規(guī)的方法，柏林水務(wù)集團(tuán)研發(fā)了新型的鳥糞石AirPrex工藝，通過(guò)曝氣使得污水PH值升高，形成結(jié)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(chǎng)上售價(jià)為2.5歐/500克。其肥力和正常TSP肥料相當(dāng)。

污泥在沼氣罐中發(fā)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(zhì)阻礙燃燒，降低熱值。三個(gè)沼氣罐一共11000立方米。凈化后的沼氣被用于發(fā)電或轉(zhuǎn)化成熱能供周邊村莊及加熱發(fā)酵罐使用。熱力發(fā)電的功率約為3000千瓦，整個(gè)污水處理廠能耗約為13000千瓦。

表格 3:發(fā)酵罐和熱電聯(lián)產(chǎn)裝置數(shù)據(jù)

圖15：沼氣發(fā)電機(jī)

林地區(qū)第二大污水處理廠，日處理量為21萬(wàn)立方米，僅次柏林Ruheleben污水處理廠。該污水處理廠在未來(lái)將成為柏林最先進(jìn)的污水處理廠之一。