德国:探路污泥循环处理,污水处理厂再造“正能量”

记者/管克江

　　一个个巨大的蛋形建筑矗立在易北河对岸，这是德国汉堡水务集团科勃兰霍夫污水处理工厂的污泥消化池：污泥在里头发酵为沼气，产出电力维持工厂运转，热能用于地区供暖，多余的沼气提纯为甲烷，成为天然气汽车的动力。综合使用生物能、风能和太阳能之后，它不仅实现了能源自给自足，而且成为汉堡进行环保教育的“绿色基地”。　　
　　乘船登上科勃兰霍夫人工岛，迎面就是这10个被不懂行之人戏称为“能量蛋”的消化池(塔)。每座有10多层楼高、容量8000立方米。科勃兰霍夫污水处理工厂为汉堡及周边30多个城市提供服务，每天处理污水35万立方米，相当于汉堡阿尔斯特湖的水量。除了城市污水，这里还处理工业废水和雨水。在大雨时节，处理的水量可增加2倍。
　　汉堡水务集团能源管理部门负责人吕德尔·加勒夫先生说，污水处理非常耗能，处理厂每年要用电8000万千瓦小时，是全市“吃电”最多的公共企业。多年来电价节节攀升，为此一直想办法开源节流，节流主要是节约用电特别是提高能效，现已把耗电水平压缩了20%，目前趋于稳定。而开源则是利用手头资源变废为宝，其中最大的“宝藏”正是污水污泥。
　　
　　汉堡水务集团拥有5600公里长的污水管网。每天200多万人的厨房用水、清洁水、淋浴水、冲厕水等尽数汇集到科勃兰霍夫污水处理厂。污水处理过程中产生大量污泥。直到30年前，汉堡处理污泥的方法还是直接倾倒入大海，再后来是固化后拉到垃圾场填埋。1991年德国出台法律从2005年起禁止污泥填埋。加上汉堡农田面积有限，污泥中的铜含量超标，无法用于农业用途，焚烧污泥成为唯一的选择。这也意味着污水处理厂的用电需求进一步增加。　　
　　在汉堡市政府主导下，科勃兰霍夫污水处理厂探索出了一套污泥循环处理模式。混有固体物的污水先送到过滤装置过滤；过滤后的污水在大池里进行污泥沉淀；污泥浓缩后，送入“能量蛋”厌氧消化；消化后的污泥经过脱水和干化，被送到污泥焚烧炉里焚烧。焚烧后每天仅产生48吨炉灰，这些炉灰经过熔化可制成建筑材料。焚烧炉的尾气净化每天还产生约5吨石膏，可用于工业生产。最终剩下的550千克重金属污泥作为不可利用的残留物进行处置。　　
　　此外，消化池每天产生9万立方米的沼气，驱动沼气发动机和沼气透平机进行热电联产。沼气透平机以及污泥燃烧过程中产生的热量用来产生蒸汽，蒸汽紧接着再次被用来发电。污泥处理过程中产生的能量，满足了污水处理厂所需用电量的80%以及全部的热量。
　　
　　2011年，污水处理厂安装了两台2.5兆瓦的风电机，从此实现能源自给。2014年7月，第三台装机容量3兆瓦的风机并网发电。风机制造商恩德公司项目经理尼尔斯·莱明表示，污水处理工厂建筑林立，所有设施必须24小时不间断运行，而污水处理工厂紧挨着集装箱码头，港务局方面对风电机提出了苛刻的安全性要求。他们给风电机叶片安装了传感器，感知到结冰时就启动除冰程序，为避免冰块掉落砸到货物或建筑，他们还给周边建筑都加装了防护网。此外，风电机还安装了自动灭火器。“这里的风机可以说是世界上最安全的风机之一。”
　　汉堡水务集团为第三台风机投入了620万欧元。加勒夫表示，作为公共事业单位，市政府要求他们不能动用污水处理费来给风电机埋单，也就是经济独立必须和能源独立双赢。计算下来，第三台风机每年可节约电费90万欧元，6-7年后即可收回成本。而且今后污水处理厂将产生20%的“正能量”，可出售给公共电网产生经济效益。
　　污水处理厂如今已成为汉堡的一张名片。