編制說(shuō)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(shuō)明式。2022年，國(guó)家發(fā)改委、住建部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)《污泥無(wú)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(guó)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(guò)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(kāi)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(lái)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(guò)程中投加的各類(lèi)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(wú)害化和資源化利用過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)管控提供重要依據(jù)，提高管理部門(mén)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(guó)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(zhuān)家，以及市市場(chǎng)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(cè)，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(shuō)明，通過(guò)內(nèi)部討論、發(fā)放征求意見(jiàn)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(kāi)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(cè)試分析，掌握本市污泥焚燒灰渣的材性特征，并開(kāi)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(chǎng)，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(lèi)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(shì)。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(guò)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(zhǎng)水泥的凝結(jié)時(shí)間，進(jìn)而延長(zhǎng)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?yè)搅?。本?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(jiàn)表2具體摻量需通過(guò)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(yè)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)早強(qiáng)要求，或后期需要二次開(kāi)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(guò)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(guò)活性，具備可建材利用的潛力。由于城鎮(zhèn)污水處理廠污泥