近年來，歐盟在生活污水處理上普遍強調可持續發展模式，對能夠節省和回收能源和資源的可持續污水處理工藝的研發投入很多，柏林的Wassmannsdorf(瓦斯曼多夫)污水處理廠就是其典型。
Wassmannsdorf (瓦斯曼多夫) 污水處理廠是柏林地區第二大污水處理廠，日處理量為21萬立方米，僅次柏林Ruheleben污水處理廠。
圖｜瓦斯曼多夫污水廠擴建工程現場
該廠主要采用鳥糞石Magnesium- Ammonium- Phosphat (MAP) 沉降工藝實現磷的高效產品化回收。
接下來，我們會給大家詳細介紹這座污水廠的處理流程。
表 | 2016年Wassmansdorf污水處理廠處理標準
1預處理
首先，周邊的生活污水通過泵站運輸到該污水處理廠，并經兩根直徑為1.8米的管道被輸送到較高位置的格柵進行機械預處理。大顆粒塑料、植物等被2cm的粗格柵過濾。之后污水會進入細格柵，污水中醫藥棉簽、頭發等小顆粒物質會進一步被8mm的細格柵過濾。
圖 | 污水輸送管道
污水中含有的直徑小于2mm固體顆粒沙子會在沉沙池中進行沉降去除。在沉砂池中污水的流速為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，洗凈的沙子能當做建筑材料，用于垃圾填埋上層覆蓋沙使用。
圖 | 細紗清洗設備
未經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。污水在預處理池能做到油污分離。預處理池液面上有刮油器，所有的浮油被收集后和污泥混合進入發酵罐用于發酵制沼氣。
圖 | 預處理池
2生物處理
A2O反應池分三個模塊：厭氧池、缺氧池和好氧池。污水經長時間流動后溶解氧含量很低，在厭氧反應池中與淤泥混合。在這里有機物被氨化，磷被游離釋放。
圖 | 厭氧池
隨后會進入缺氧池，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物，這也保證了反硝化能很好地進行。
圖 | 缺氧池
在好氧池中污水經充分曝氣，污水中的有機物濃度在有氧過程中能被更大限度的降低。同時污水中的磷能被大量轉移到淤泥中。為保證出水的磷含量達標，在好氧池末端投入絮凝劑祛除剩余超標磷。
經A2O工藝處理過的污水已經清澈透明，有很好的指標。污水經沉淀池靜置后與淤泥分離。淤泥被收集到儲存塔用于發酵制沼氣，污水達到排放標準進入河流。
圖 | 曝氣池
3污泥處理
該污水處理廠年污泥生成量為19,600噸。廠內有三臺離心機用于剩余污泥脫水處理，五臺離心機用于發酵污泥的脫水。污泥（生物質含量1.22%）添加絮凝劑后（0.73克/克生物質）離心脫水（能耗1.5千瓦時/立方米）最終達到生物質含量6.95%。離心過程中脫去的污水被輸送到厭氧池循環處理，脫水后的淤泥被送入沼氣發酵池（運輸總耗能0.6千瓦時/立方米）。
污泥采用高溫厭氧發酵，共有6個沼氣池，每個池8,000立方米。發酵后的污泥目前脫水后拉載到其他地方進行焚燒，如單獨焚燒、水泥廠焚燒等。為滿足新的污泥條例，目前在建設新的污泥單獨焚燒，并從污泥的焚燒灰燼中提取磷。
表格 | 進入發酵罐的混合污泥數據
圖 | 污泥發酵設備
根據污水處理過程中產生污泥的位置不同，其N,P等營養物質含量也不同。污泥被分別儲存在FSV，ASV，MSV和üSV四個不同的儲泥罐中。污泥里的磷、氨經發酵過程迅速形成可溶性P和N。由于污水中溶解了鈣、鎂離子，極易在發酵罐的輸送管中生成結晶堵塞管道，增大能耗影響流程。該污水廠采用了新型的鳥糞石沉降工藝，通過曝氣使得污水PH值升高，形成結晶的條件，再投入氯化鎂藥劑就可生成磷肥MgNH4PO4·6H2O鳥糞石。
鳥糞石(struvite)簡稱MAP，是一種白色晶體狀物質，在自然界中儲量極少，是一種高品位的磷礦石，可以作為良好的緩釋肥。在污水處理廠中自然形成的MAP沉積容易引起管道堵塞現象。因此，回收MAP不僅可以獲取有價值的產品，還能有效降低回流液中的氮磷負荷，同時實現污泥減量。
4鳥糞石工藝案例
除了該污水廠，意大利、日本、英國、荷蘭、澳大利亞等許多的污水處理廠已有應用于生產的磷回收設備，多以含磷豐富的污泥脫水上清液、厭氧污泥消化液以及富磷廢水為磷源，鳥糞石、磷酸鈣等沉淀是目前廣泛采用的回收形式。
日本北九州Hiagari污水處理廠安裝了一個中試流化床鳥糞石沉淀反應器處理污泥脫水上清液，使用海水作為鎂源，大約70%的溶解性磷酸鹽以鳥糞石形式被回收。
意大利Triviso污水處理廠，在污泥脫水上清液線路上安裝了生產性鳥糞石結晶裝置，采用吹脫方法沉淀磷酸鹽，磷酸鹽能夠沉淀到回收顆粒上。
英國Slough污水處理廠，安裝有MAP沉淀裝置，處理污泥脫水上清液，該工藝于 2002年投產，可對進水可溶性磷酸鹽中的 80%進行回收，且產品中的重金屬含量較低。
最后，鳥糞石的生成還會受離子濃度及比例、pH值、反應時間、反應溫度和其他雜離子等因素的影響，通過控制離子濃度及比例、pH值等，我們也可以有效實現脫氮除磷及鳥糞石的回收。
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