德國實施磷回收的經濟、法律等框架條件
德國在磷回收的研究領域處于國際先進水平，尤其是最近一些年來，在大規模的工業化工程項目實施過程中，也累積了許多經驗。只有在一定的框架條件下，才可使得這些磷回收處理技術得到研究開發，并轉入工業應用。此時，不僅要考慮生態環保和經濟因素，而國家制定相應配套的法律框架條件和技術規范也十分重要。與國外工業國家相比較，我國目前還處于研究階段，至今還沒有建成工業規模的大型磷回收項目。今后在進行這些工業規模的大項目時，不僅要考慮生態環保和經濟利益，國家同時也要考慮制定相應法律和技術規范。只有在合時的法律框架條件下，提磷回收技術才能在我國得到快速發展和工業應用。
1 實施磷回收工藝技術的目的
目前在市政污水處理廠內應用磷回收工藝的動機不都是完全一樣的。除了生態環保效應和對今后磷資源短缺的認識程度之外，采用這些處理工藝的主要原因仍然是污水廠內操作問題和經濟問題。
如果市政污水處理廠改造成增強型生物除磷工藝之后，雖然可以節省大量沉淀藥劑費用，但在通常情況下也會給市政污水處理廠的運轉帶來以下負面影響:
1) 產生沉淀物質和結蓋物質，例如形成磷酸鎂氨結晶體物質。
2) 脫水污泥的固含量降低和/或絮凝劑消耗量上升
3) 污泥脫水后上清液內磷含量很高，因此必須后投加化學沉淀藥劑，否則返回進入生物處理系統的磷返回負荷很高。
以上所述現象有些時候同時出現，有時則只是出現單一現象，導致污水處理廠內操作故障并引起很高費用。在這種情況下，往往會采用磷回收技術來解決各種操作問題和故障，同時對沉淀產生的鳥糞石MAP進行回收利用。
在選擇不同類型的磷回收處理工藝時，有些用戶喜歡討論磷回收效率或磷回收潛力等問題。對于場地面積不是很富裕的污水處理廠來說，更應該選擇一些簡單處理工藝(液相磷回收技術)，而不是采用復雜昂貴的磷回收裝置(固相磷回收技術)。此時，用戶單位還應該進一步考慮生態環保問題: 應該現在就采用簡單可靠的液相磷回收技術將已經存在液體內的10%磷回收利用，還是消極等待，直到今后固相磷回收技術成熟之后從污泥灰燼內進行磷回收? 在這兩種磷回收策略中，那種磷回收方式更為環保經濟?
2 經濟框架條件
在對各種磷回收工藝進行經濟性評估時必須注意項目設計時，液體內磷氮等營養物質的濃度，同時還必須考慮每種處理工藝的功能范圍，即能否同時為市政污水處理廠的其他處理工藝帶來好處。舉例來說，所選擇的提磷回收技術不能只是單一考慮MAP產品的抽提回收和銷售盈利。在進行經濟性分析時還必須考慮對市政污水處理廠帶來的額外以下益處：
1) 降低MAP沉淀和結晶現象，從而防止管道堵塞和設備沉淀結蓋現象
2) 提高污泥脫水性能，即脫水污泥的固含量明顯提高和絮凝劑消耗量顯著降低
3) 磷返回負荷降低，從而提高污水廠內生物除磷(Bio-P)的整體效率
只有對各種處理工藝帶來的整體效率或協同作用效益進行分析，才能反映對磷回收處理工藝進行經濟性評估的真實情況。
在AirPrex®處理工藝中，MAP產品的回收利用只是污泥處理過程中帶來的副產品。這一處理工藝所帶來的主要經濟效益是可以明顯提高后續污泥的脫水性能(根據德國PCS公司的經驗，脫水污泥的固含量可以提高3%~5%DS)。與此相反，PEARL (Ostara) - 處理工藝只能通過銷售回收獲得的MAP產品來獲得經濟效益。
3 法律框架條件
即使在目前的法律框架條件情況下，估計今后10年內將會在德國出現和建設大量工業規模的磷回收裝置。隨著德國新版市政污泥規范(Klärschlammverordnung, 2013年第一季度)的出臺，德國環保部(BUM)明確要求: 需要從含有營養物質的市政污泥內進行磷回收。在這一框架條件下，德國循環經濟法律(Kreislaufwirtschafsgesetz, 自2012年開始生效)和德國資源利用項目(Deutsches Ressourceneffizienzgramm, 德國議會在2012年2月12日的決議)的工作規劃將得到具體實施。
德國資源利用項目(ProgRess)是德國一個對自然資源進行可持續性利用和保護的項目。項目目的是促進更加可持續性地開采和利用自然資源，同時盡可能降低環境污染所帶來的負面影響。在這一背景情況下，德國政府將對以下具體工作措施進行檢查和評估。
1) 對于沒有污染問題的市政污泥應該加強農用和土壤利用的力度，使得污水污泥中的磷重新返回循環利用圈。
2) 促進從污水污泥中進行磷回收的研究和工業開發利用項目。
3) 提高回收磷在傳統磷肥中的混合比例。
4) 將市政污水處理廠的除磷工藝改造成能夠提供磷肥的除磷工藝流程(生物除磷MAP提磷工藝)。
5) 在市政污泥熱處理處置情況下，則盡可能對市政污泥進行單污泥焚燒工藝
6) 對于單污泥焚燒之后的灰燼盡可能單獨填埋，便于今后今后重新取出灰燼進行磷回收。
7) 處理目標：相對于進口礦化磷資源總量來說，德國將在2020年之前將磷回收率提高至50%。
德國目前還計劃將新版市政污泥規范轉化成綜合規范(Artikelverordnung)。在«生態環保利用市政污泥規范»的條款1內，含有市政污泥規范(AbfKlärV)。在此規范內，還可以找到長期爭論的污泥重金屬含量標準和有機污染物質的含量標準以及對市政污泥進行衛生化處理的特殊要求。在規范的條款2將是新版磷回收規范(AbfPhosV)。其中今后將規定，含有營養物質的市政污泥今后只能在單污泥焚燒爐內進行焚燒處理。但只有這些市政污泥不適合直接進行農用或者土壤利用，同時單位營養物質的含量至少在25 g P/kg DS (或者25 g N/kg DS)以上時才必須采用這一磷回收處理工藝。在正式實施這一規范之前，將在2019年之前出臺許多過渡時期的規范和實施政策。
4 其他框架條件
根據以上描述的德國法律框架情況，估計今后將會有力促進許多市政污水處理廠建設進行磷回收項目。例如為了進一步促進這一發展趨勢，柏林水務局實施了一個歐盟項目《促進磷回收和能耗效率的可持續性市政污泥處理方法》。這一項目的目的是系統分析各種磷回收處理方案，其中包括從傳統的市政污泥農用至從單污泥焚燒灰燼內抽提磷資源，即采用同一的評估系統和實際運轉參數進行分析評估。除了經濟性分析之外，還對生態環保效應進行評估。除了分析影響磷回收項目的影響因素之外，還將開發一系列消除這些障礙的對策和處理方案，而這些處理方案必須通過全面系統的產品分析數據來證明和支持(證明這些產品的肥效和無害性能)。
作者：德國 DEW技術公司 高穎博士
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