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德国“能量蛋”让污泥变宝藏 实现能源自给自足

2014-10-08 13:31  作者:管克江  来源:人民日报 

 一个个巨大的蛋形建筑矗立在易北河对岸,这是汉堡水务集团科勃兰霍夫污水处理工厂的“能量蛋”:污泥在里头发酵成沼气,产出的电力维持工厂运转,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”。

坐船登上科勃兰霍夫人工岛,迎面就是这10个“能量蛋”,学名消化塔。每座塔有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,处理的水量可增加两倍。

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8000万度,是汉堡“吃电”最多的公共企业。多年来电价节节攀升,他们也一直想办法开源节流。节流,就是节约用电特别是提高能效,他们已把耗电水平压低了20%,目前趋于稳定。开源,就是尽量利用手头资源变废为宝,其中最大的一座“宝藏”就是污水污泥。

汉堡水务集团拥有5600千米长的污水管网。每天,200多万人的厨房用水、清洁水、淋浴水、冲厕水等通通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,“能量蛋”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%以及用热量的100%。

2011年,污水处理厂安装了两台2.5兆瓦的风电机,从此实现能源自给自足。今年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·莱明对本报记者说,污水处理工厂建筑林立,所有设施必须24小时不间断运行,风机安装费了九牛二虎之力。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。“我们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,六七年后即可收回成本。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。

编辑:李晓佳

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