編制說明-城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒灰渣資源化利用技術(shù)要求

2《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒灰渣資源化利用技術(shù)要求》編制說明式。2022年，國家發(fā)改委、住建部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)《污泥無實(shí)施方案》，鼓勵(lì)在污泥產(chǎn)量大、土地資源緊缺、經(jīng)濟(jì)條件好的城市建設(shè)污泥集中焚燒設(shè)施，有序推進(jìn)污泥焚燒處理，并鼓勵(lì)污泥焚燒灰渣資源化利用。上海市水務(wù)局和規(guī)劃資源區(qū)及周邊地區(qū)三大污水區(qū)域的污水處理廠污泥處理處置方式以獨(dú)立焚燒為主、協(xié)同焚燒為段上海污水處理廠污泥處理的必選方案，符合國家和行業(yè)減污降碳的重點(diǎn)戰(zhàn)略方向及綠色城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒灰渣是由污泥焚燒過Al2O3、CaO和Fe2O3，具有一定的膠渣中的磷資源豐富，可作為磷肥生產(chǎn)的第二原料。歐洲將污泥焚燒灰渣與污泥混合制磚、上海城投污水處理公司開展了污泥焚燒灰渣在道路基層材料的綜合利用試點(diǎn)應(yīng)用，應(yīng)用效果良好；荷蘭Thermphos公司將污泥焚燒飛灰作為磷礦石的替代品用于磷產(chǎn)品的生產(chǎn)，以上實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明污泥焚燒灰渣是一種具有廣闊應(yīng)用前景的資源。然而，由于地域季節(jié)、污泥來源、焚燒工藝以及焚燒溫度等因素的影響，污泥焚燒灰渣材性差異較大，例如：①焚屬、放射性超標(biāo)；②不同焚燒溫度下產(chǎn)生的污泥焚燒灰渣的微觀形貌差異較大，多呈疏松多孔、團(tuán)聚狀，其中多孔結(jié)構(gòu)會(huì)加劇重金屬浸出風(fēng)險(xiǎn)，影響環(huán)境安全；③不同污水處理廠會(huì)導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間異常，影響建材資源化利用的安全性；④污泥處置過程中投加的各類添加3劑會(huì)影響污泥焚燒灰渣的pH，導(dǎo)致污泥焚燒灰性的波動(dòng)導(dǎo)致其存在較多的安全風(fēng)險(xiǎn)，限制了其資源化利用。因此，亟需制定污泥焚燒灰本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)城鎮(zhèn)污水廠污泥焚燒灰渣的收集、貯存與運(yùn)輸要求和資源化利用提出規(guī)范要求，填補(bǔ)了行業(yè)空白，為本市污水污泥處置行業(yè)中污泥減量化、無害化和資源化利用過程的安全風(fēng)險(xiǎn)管控提供重要依據(jù)，提高管理部門對(duì)污泥焚燒灰渣的管理水平，對(duì)推動(dòng)污泥焚水處理有限公司、上海市排水管理事務(wù)中心等單位負(fù)責(zé)組織上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒灰渣資源化利用技術(shù)要求》的編制工作，從節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、推進(jìn)污泥本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容應(yīng)符合國家和本市現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)，另外還應(yīng)與行業(yè)發(fā)技術(shù)要求指標(biāo)的確定，不僅要考慮科學(xué)、先進(jìn)，還要考慮經(jīng)濟(jì)、適用，即標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要科學(xué)先進(jìn)，還要經(jīng)濟(jì)合理、實(shí)施便利，滿足使用要求，具有可操作性。本標(biāo)準(zhǔn)適用于上海市行政區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥焚燒灰渣的收集、貯存、運(yùn)輸和污泥焚燒灰渣在預(yù)拌的資源化利用。在編制時(shí)根據(jù)本市污泥焚燒灰渣的材性特征，對(duì)其在不同資源化利用途徑4式成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，確定了起草單位和起草人員，討論并確定本標(biāo)準(zhǔn)的工作計(jì)劃和任務(wù)分工，進(jìn)一步明確了本標(biāo)準(zhǔn)的具體工作方案。會(huì)上邀請(qǐng)5位專家，以及市市場監(jiān)督局標(biāo)準(zhǔn)廠不同周期產(chǎn)生的污泥焚燒灰渣進(jìn)行取樣、試驗(yàn)研究、分析檢測，掌握本市污泥焚燒灰渣成白龍港“上海市政污泥處理及資源化利用技術(shù)與裝備驗(yàn)證基地”的示范應(yīng)用，應(yīng)用面積準(zhǔn)草案內(nèi)容，并起草了編制說明，通過內(nèi)部討論、發(fā)放征求意見表等形式，進(jìn)一步提升了5本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒灰渣的總體要求、收集、貯存與運(yùn)輸要求和資源化利用要求等內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于上海市行政區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥焚燒灰渣的污泥焚燒灰渣的收集、貯存和運(yùn)輸、資源化利用等環(huán)節(jié)不可對(duì)人體、環(huán)境產(chǎn)生有害影響。經(jīng)鑒定為危廢的污泥焚燒灰渣的收集、貯存和運(yùn)輸應(yīng)符合HJ2025的規(guī)定，并進(jìn)行填由焚燒爐、余熱鍋爐產(chǎn)生的爐底粗渣為一般固廢，而由靜電除塵、布袋除塵系統(tǒng)收集得到的污泥焚燒灰渣需進(jìn)行鑒定。因此，對(duì)于污泥焚燒灰渣的收集、貯存和運(yùn)輸方面應(yīng)根據(jù)固對(duì)本市污泥焚燒灰渣的收集、貯存和運(yùn)輸方面的情況調(diào)研可知，各污水處理廠對(duì)經(jīng)鑒定為危廢的污泥焚燒灰渣的收集、貯存和運(yùn)輸要求符合HJ2025的規(guī)定；經(jīng)鑒定為一般固廢的污泥焚燒灰渣應(yīng)將爐底排渣和除塵系統(tǒng)收集的細(xì)灰分開收集、貯存。同時(shí)將收集到的污泥焚燒灰渣放入包裝容器或包裝袋中，并集中堆放到廠區(qū)內(nèi)的一般固廢堆放點(diǎn)，待2~3灰渣進(jìn)行取樣、測試分析，掌握本市污泥焚燒灰渣的材性特征，并開展了污泥焚燒灰渣在渣建材資源化利用時(shí)的材性要求、配合比設(shè)計(jì)、制備與性能、施工與質(zhì)量驗(yàn)收等技術(shù)要求6(a)細(xì)度(b)需水量比(c)化學(xué)成分(d)28d強(qiáng)度活性指數(shù)圖1上海市典型污水處理廠污泥焚燒灰渣材性特征《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中Ⅱ級(jí)粉煤灰的細(xì)度要求(≤30%需水量比為組成，其中SiO2的含量為36.4%~65.5%，Al2O3的含量為13.7%~35.6%，P2O5含量為7安定性：較高的氧化鈣和氧化鎂會(huì)導(dǎo)致水泥體積膨脹，為了避免高鈣灰等劣質(zhì)產(chǎn)品與污泥焚燒灰渣混摻進(jìn)入市場，影響預(yù)拌砂漿的體積穩(wěn)定性，參考《用于水泥和混凝土中的污泥焚燒灰渣用于預(yù)拌砂漿時(shí)，宜采用污泥焚燒灰渣和粉煤灰雙摻技術(shù)。采用污泥焚類型污泥焚燒灰渣取代量(%)2h稠度損失率(%)保水率(%)28d抗壓強(qiáng)度(MPa)14d拉伸粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)砌筑砂漿02096.0/52895.0/3697.06.9/地面砂漿098.035.2/32897.034.1/54297.027.1/8抹灰砂漿02491.00.4252391.00.4291.00.4091.00.302091.00.26302292.00.16體呈下降趨勢。當(dāng)污泥焚燒灰渣取代膠凝材料量為3%、5%時(shí)，地面砂漿28d抗壓強(qiáng)度分凝材料量超過15%時(shí)，抹灰砂漿的強(qiáng)度難以滿足要求。因此，本標(biāo)準(zhǔn)提出抹灰砂漿中污泥9會(huì)延長水泥的凝結(jié)時(shí)間，進(jìn)而延長蒸壓加氣混凝土砌塊（板）的靜停養(yǎng)護(hù)時(shí)間，但對(duì)蒸壓加氣混凝土性能的影響不大。采用P2O5含量最高的污泥焚燒灰渣（14.6%）用于蒸壓加氣備蒸壓加氣混凝土砌塊，其對(duì)靜停養(yǎng)護(hù)時(shí)間影響較小。為保證蒸壓加氣混凝土生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率與模具周轉(zhuǎn)率，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蒸壓加氣混凝采用污泥焚燒灰渣取代部分粉煤灰分別制備A2.5、A3.5和A5.0灰渣摻量的增加，其參與水化反應(yīng)的活性物質(zhì)逐漸減少，不利于加氣塊強(qiáng)度的發(fā)展，導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求；此外，污泥焚燒灰渣具有疏松多孔的特點(diǎn)，需水量較大，其摻量的增加會(huì)導(dǎo)致漿料稠度增加，從而影響鋁膏的發(fā)氣，導(dǎo)致蒸壓加氣混凝土砌塊（板）的干密度增加。因此，為保證污泥焚燒灰渣蒸壓加氣混凝土砌塊（板）的質(zhì)量安全，需明確污泥焚燒灰渣的合理摻量。本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的蒸壓加氣混凝土砌塊（板）中污泥焚燒灰渣的最大摻量進(jìn)行了規(guī)定（見表2具體摻量需通過實(shí)驗(yàn)試配確定。表2蒸壓加氣混凝土砌塊（板）中污泥焚燒灰渣的最大摻量（%）強(qiáng)度級(jí)別干密度級(jí)別平均干密度，kg/m3污泥焚燒灰渣最大摻量，%A2.5B044405B055305A3.5B044305B055305B06575A5.0B055305B06570B07720（磚）中常用的原材料（粘土、頁巖、淤泥等固體廢棄物）的化學(xué)成分相近，因此可用于磚的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響，因此，本標(biāo)準(zhǔn)采用污泥焚燒灰渣制備燒結(jié)砌塊（磚）時(shí)需要將其與其他原材料均勻摻配后陳化后備用。而污泥焚燒灰渣的摻量需根據(jù)摻入污泥焚燒灰渣的焙燒前的混合料的塑性指數(shù)、含水①細(xì)度、含水量：污泥焚燒灰渣作膠凝材料替代水泥時(shí)宜與粉煤灰等礦物摻合料復(fù)配采用污泥焚燒灰渣與水泥、粉煤灰復(fù)配作膠凝材料用于制備道路基層材料。試驗(yàn)結(jié)果速公路和一級(jí)公路重交通基層材料7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度要求（4.0~6.0MPa90d劈裂強(qiáng)度摻量為20%時(shí)，與未摻污泥焚燒灰渣的基準(zhǔn)組相比，7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、90d劈裂強(qiáng)別降低25%、15%。為保證污泥焚燒灰渣用于道路基層材料的質(zhì)量安全，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污泥焚表3污泥焚燒灰渣對(duì)道路基層材料性能的影響（%）污泥焚燒灰渣摻量/%混合料配比/%水泥：粉煤灰：污泥焚燒灰渣：集料7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度/MPa90d劈裂強(qiáng)度/MPa05:0:0:957.10.723.5:1:0.5:956.90.67203.5:0.5:1:955.30.61污泥焚燒灰渣是細(xì)粒料，可與級(jí)配碎石等復(fù)配作填料用于道路基層，其摻量應(yīng)根據(jù)骨①細(xì)度、含水量：污泥焚燒灰渣作膠凝材料替代水泥時(shí)宜與粉煤灰等礦物摻合料復(fù)配②污泥焚燒灰渣取代膠凝材料的摻量限值：選取不同污水處理廠產(chǎn)生的污泥焚燒灰渣編號(hào)表觀密度kg/m3坍落擴(kuò)展度mm泌水率%抗壓強(qiáng)度MPa7d28d17153.02.13.2272238232.23.26.0由表4可知，不同污水處理廠的污泥焚燒灰渣制備的自密實(shí)填筑料，表觀密度≥1600中的有關(guān)規(guī)定。由于不同污水處理廠污泥焚燒灰渣的材性差異較大，用于制備自密實(shí)填筑料的最佳摻量應(yīng)根據(jù)污泥焚燒灰渣的材性以及設(shè)計(jì)要求，經(jīng)實(shí)驗(yàn)試配后確定。因此，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)用于制備自密實(shí)填筑料的污泥焚燒灰渣的摻量未作影響自密實(shí)填筑料的力學(xué)性能。因此，當(dāng)污泥焚燒灰渣作基料制備自密實(shí)填筑料時(shí)，宜采用水泥與石灰、脫硫灰或堿性激發(fā)劑合理配伍，以提高自密實(shí)填筑料的力學(xué)性能。且隨著污泥焚燒灰渣摻量的增加，更應(yīng)關(guān)注其對(duì)自密實(shí)填筑料性能的影響。選取P2O5含量最高編號(hào)表觀密度kg/m3坍落擴(kuò)展度mm泌水率%抗壓強(qiáng)度MPa備注7d28d17152.00.5摻量70%27032.70.20.3摻量80%37202.50.40.5摻量80%度擴(kuò)展度＞700mm，泌水率2.0%~2.5%，7d抗壓強(qiáng)度為0.2~0.5MPa，28d抗壓強(qiáng)度為強(qiáng)度等級(jí)的自密實(shí)填筑料的有關(guān)規(guī)定。因此，污泥焚燒灰渣作填料大摻量用于自密實(shí)填筑料時(shí)，適用于無早強(qiáng)要求，或后期需要二次開挖或拆除的填筑工程。最大摻量應(yīng)根據(jù)污泥污泥焚燒灰渣是污泥焚燒過程中由焚燒爐、余熱鍋爐產(chǎn)生的爐底粗渣以及煙氣處理過活性，具備可建材利用的潛力。由于城鎮(zhèn)污水處理廠污泥