德国实施磷回收的经济、法律等框架条件
德国在磷回收的研究领域处于国际先进水平，尤其是最近一些年来，在大规模的工业化工程项目实施过程中，也累积了许多经验。只有在一定的框架条件下，才可使得这些磷回收处理技术得到研究开发，并转入工业应用。此时，不仅要考虑生态环保和经济因素，而国家制定相应配套的法律框架条件和技术规范也十分重要。与国外工业国家相比较，我国目前还处于研究阶段，至今还没有建成工业规模的大型磷回收项目。今后在进行这些工业规模的大项目时，不仅要考虑生态环保和经济利益，国家同时也要考虑制定相应法律和技术规范。只有在合时的法律框架条件下，提磷回收技术才能在我国得到快速发展和工业应用。
1 实施磷回收工艺技术的目的
目前在市政污水处理厂内应用磷回收工艺的动机不都是完全一样的。除了生态环保效应和对今后磷资源短缺的认识程度之外，采用这些处理工艺的主要原因仍然是污水厂内操作问题和经济问题。
如果市政污水处理厂改造成增强型生物除磷工艺之后，虽然可以节省大量沉淀药剂费用，但在通常情况下也会给市政污水处理厂的运转带来以下负面影响:
1) 产生沉淀物质和结盖物质，例如形成磷酸镁氨结晶体物质。
2) 脱水污泥的固含量降低和/或絮凝剂消耗量上升
3) 污泥脱水后上清液内磷含量很高，因此必须后投加化学沉淀药剂，否则返回进入生物处理系统的磷返回负荷很高。
以上所述现象有些时候同时出现，有时则只是出现单一现象，导致污水处理厂内操作故障并引起很高费用。在这种情况下，往往会采用磷回收技术来解决各种操作问题和故障，同时对沉淀产生的鸟粪石MAP进行回收利用。
在选择不同类型的磷回收处理工艺时，有些用户喜欢讨论磷回收效率或磷回收潜力等问题。对于场地面积不是很富裕的污水处理厂来说，更应该选择一些简单处理工艺(液相磷回收技术)，而不是采用复杂昂贵的磷回收装置(固相磷回收技术)。此时，用户单位还应该进一步考虑生态环保问题: 应该现在就采用简单可靠的液相磷回收技术将已经存在液体内的10%磷回收利用，还是消极等待，直到今后固相磷回收技术成熟之后从污泥灰烬内进行磷回收? 在这两种磷回收策略中，那种磷回收方式更为环保经济?
2 经济框架条件
在对各种磷回收工艺进行经济性评估时必须注意项目设计时，液体内磷氮等营养物质的浓度，同时还必须考虑每种处理工艺的功能范围，即能否同时为市政污水处理厂的其他处理工艺带来好处。举例来说，所选择的提磷回收技术不能只是单一考虑MAP产品的抽提回收和销售盈利。在进行经济性分析时还必须考虑对市政污水处理厂带来的额外以下益处：
1) 降低MAP沉淀和结晶现象，从而防止管道堵塞和设备沉淀结盖现象
2) 提高污泥脱水性能，即脱水污泥的固含量明显提高和絮凝剂消耗量显著降低
3) 磷返回负荷降低，从而提高污水厂内生物除磷(Bio-P)的整体效率
只有对各种处理工艺带来的整体效率或协同作用效益进行分析，才能反映对磷回收处理工艺进行经济性评估的真实情况。
在AirPrex®处理工艺中，MAP产品的回收利用只是污泥处理过程中带来的副产品。这一处理工艺所带来的主要经济效益是可以明显提高后续污泥的脱水性能(根据德国PCS公司的经验，脱水污泥的固含量可以提高3%~5%DS)。与此相反，PEARL (Ostara) - 处理工艺只能通过销售回收获得的MAP产品来获得经济效益。
3 法律框架条件
即使在目前的法律框架条件情况下，估计今后10年内将会在德国出现和建设大量工业规模的磷回收装置。随着德国新版市政污泥规范(Klärschlammverordnung, 2013年第一季度)的出台，德国环保部(BUM)明确要求: 需要从含有营养物质的市政污泥内进行磷回收。在这一框架条件下，德国循环经济法律(Kreislaufwirtschafsgesetz, 自2012年开始生效)和德国资源利用项目(Deutsches Ressourceneffizienzgramm, 德国议会在2012年2月12日的决议)的工作规划将得到具体实施。
德国资源利用项目(ProgRess)是德国一个对自然资源进行可持续性利用和保护的项目。项目目的是促进更加可持续性地开采和利用自然资源，同时尽可能降低环境污染所带来的负面影响。在这一背景情况下，德国政府将对以下具体工作措施进行检查和评估。
1) 对于没有污染问题的市政污泥应该加强农用和土壤利用的力度，使得污水污泥中的磷重新返回循环利用圈。
2) 促进从污水污泥中进行磷回收的研究和工业开发利用项目。
3) 提高回收磷在传统磷肥中的混合比例。
4) 将市政污水处理厂的除磷工艺改造成能够提供磷肥的除磷工艺流程(生物除磷MAP提磷工艺)。
5) 在市政污泥热处理处置情况下，则尽可能对市政污泥进行单污泥焚烧工艺
6) 对于单污泥焚烧之后的灰烬尽可能单独填埋，便于今后今后重新取出灰烬进行磷回收。
7) 处理目标：相对于进口矿化磷资源总量来说，德国将在2020年之前将磷回收率提高至50%。
德国目前还计划将新版市政污泥规范转化成综合规范(Artikelverordnung)。在«生态环保利用市政污泥规范»的条款1内，含有市政污泥规范(AbfKlärV)。在此规范内，还可以找到长期争论的污泥重金属含量标准和有机污染物质的含量标准以及对市政污泥进行卫生化处理的特殊要求。在规范的条款2将是新版磷回收规范(AbfPhosV)。其中今后将规定，含有营养物质的市政污泥今后只能在单污泥焚烧炉内进行焚烧处理。但只有这些市政污泥不适合直接进行农用或者土壤利用，同时单位营养物质的含量至少在25 g P/kg DS (或者25 g N/kg DS)以上时才必须采用这一磷回收处理工艺。在正式实施这一规范之前，将在2019年之前出台许多过渡时期的规范和实施政策。
4 其他框架条件
根据以上描述的德国法律框架情况，估计今后将会有力促进许多市政污水处理厂建设进行磷回收项目。例如为了进一步促进这一发展趋势，柏林水务局实施了一个欧盟项目《促进磷回收和能耗效率的可持续性市政污泥处理方法》。这一项目的目的是系统分析各种磷回收处理方案，其中包括从传统的市政污泥农用至从单污泥焚烧灰烬内抽提磷资源，即采用同一的评估系统和实际运转参数进行分析评估。除了经济性分析之外，还对生态环保效应进行评估。除了分析影响磷回收项目的影响因素之外，还将开发一系列消除这些障碍的对策和处理方案，而这些处理方案必须通过全面系统的产品分析数据来证明和支持(证明这些产品的肥效和无害性能)。
作者：德国 DEW技术公司 高颖博士
微信扫一扫
获得更多内容
