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)《污泥無實施方案》，鼓勵在污泥產(chǎn)量大、土地資源緊缺、經(jīng)濟條件好的城市建設(shè)污泥集中焚燒設(shè)施，有序推進污泥焚燒處理，并鼓勵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)，以上實踐經(jīng)驗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；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、團聚狀，其中多孔結(jié)構(gòu)會加劇重金屬浸出風險，影響環(huán)境安全；③不同污水處理廠會導致凝結(jié)時間異常，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劑會影響污泥焚燒灰渣的pH，導致污泥焚燒灰性的波動導致其存在較多的安全風險，限制了其資源化利用。因此，亟需制定污泥焚燒灰本標準對城鎮(zhèn)污水廠污泥焚燒灰渣的收集、貯存與運輸要求和資源化利用提出規(guī)范要求，填補了行業(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險管控提供重要依據(jù)，提高管理部門對污泥焚燒灰渣的管理水平，對推動污泥焚水處理有限公司、上海市排水管理事務(wù)中心等單位負責組織上海市地方標準《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、保護環(huán)境、推進污泥本標準的內(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)要求指標的確定，不僅要考慮科學、先進，還要考慮經(jīng)濟、適用，即標準指標要科學先進，還要經(jīng)濟合理、實施便利，滿足使用要求，具有可操作性。本標準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、運輸和污泥焚燒灰渣在預拌的資源化利用。在編制時根據(jù)本市污泥焚燒灰渣的材性特征，對其在不同資源化利用途徑4式成立了標準編制組，確定了起草單位和起草人員，討論并確定本標準的工作計劃和任務(wù)分工，進一步明確了本標準的具體工作方案。會上邀請5位專家，以及市市場監(jiān)督局標準廠不同周期產(chǎn)生的污泥焚燒灰渣進行取樣、試驗研究、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)與裝備驗證基地”的示范應(yīng)用，應(yīng)用面積準草案內(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，進一步提升了5本標準規(guī)定了城鎮(zhèn)污水處理廠污泥焚燒灰渣的總體要求、收集、貯存與運輸要求和資源化利用要求等內(nèi)容。本標準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、貯存和運輸、資源化利用等環(huán)節(jié)不可對人體、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、貯存和運輸應(yīng)符合HJ2025的規(guī)定，并進行填由焚燒爐、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行鑒定。因此，對于污泥焚燒灰渣的收集、貯存和運輸方面應(yīng)根據(jù)固對本市污泥焚燒灰渣的收集、貯存和運輸方面的情況調(diào)研可知，各污水處理廠對經(jīng)鑒定為危廢的污泥焚燒灰渣的收集、貯存和運輸要求符合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)收集的細灰分開收集、貯存。同時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，待2~3灰渣進行取樣、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的材性要求、配合比設(shè)計、制備與性能、施工與質(zhì)量驗收等技術(shù)要求6(a)細度(b)需水量比(c)化學成分(d)28d強度活性指數(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級粉煤灰的細度要求(≤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導致水泥體積膨脹，為了避免高鈣灰等劣質(zhì)產(chǎn)品與污泥焚燒灰渣混摻進入市場，影響預拌砂漿的體積穩(wěn)定性，參考《用于水泥和混凝土中的污泥焚燒灰渣用于預拌砂漿時，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抗壓強度(MPa)14d拉伸粘結(jié)強度(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。當污泥焚燒灰渣取代膠凝材料量為3%、5%時，地面砂漿28d抗壓強度分凝材料量超過15%時，抹灰砂漿的強度難以滿足要求。因此，本標準提出抹灰砂漿中污泥9會延長水泥的凝結(jié)時間，進而延長蒸壓加氣混凝土砌塊（板）的靜停養(yǎng)護時間，但對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，其對靜停養(yǎng)護時間影響較小。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，本標準對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，不利于加氣塊強度的發(fā)展，導致抗壓強度不符合標準要求；此外，污泥焚燒灰渣具有疏松多孔的特點，需水量較大，其摻量的增加會導致漿料稠度增加，從而影響鋁膏的發(fā)氣，導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。本標準根據(jù)實驗結(jié)果，對不同強度等級的蒸壓加氣混凝土砌塊（板）中污泥焚燒灰渣的最大摻量進行了規(guī)定（見表2具體摻量需通過實驗試配確定。表2蒸壓加氣混凝土砌塊（板）中污泥焚燒灰渣的最大摻量（%）強度級別干密度級別平均干密度，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）的化學成分相近，因此可用于磚的力學性能產(chǎn)生不利影響，因此，本標準采用污泥焚燒灰渣制備燒結(jié)砌塊（磚）時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細度、含水量：污泥焚燒灰渣作膠凝材料替代水泥時宜與粉煤灰等礦物摻合料復配采用污泥焚燒灰渣與水泥、粉煤灰復配作膠凝材料用于制備道路基層材料。試驗結(jié)果速公路和一級公路重交通基層材料7d無側(cè)限抗壓強度要求（4.0~6.0MPa90d劈裂強度摻量為20%時，與未摻污泥焚燒灰渣的基準組相比，7d無側(cè)限抗壓強度、90d劈裂強別降低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，本標準對污泥焚表3污泥焚燒灰渣對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)限抗壓強度/MPa90d劈裂強度/MPa05:0:0:957.10.723.5:1:0.5:956.90.67203.5:0.5:1:955.30.61污泥焚燒灰渣是細粒料，可與級配碎石等復配作填料用于道路基層，其摻量應(yīng)根據(jù)骨①細度、含水量：污泥焚燒灰渣作膠凝材料替代水泥時宜與粉煤灰等礦物摻合料復配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表觀密度kg/m3坍落擴展度mm泌水率%抗壓強度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)計要求，經(jīng)實驗試配后確定。因此，本標準對用于制備自密實填筑料的污泥焚燒灰渣的摻量未作影響自密實填筑料的力學性能。因此，當污泥焚燒灰渣作基料制備自密實填筑料時，宜采用水泥與石灰、脫硫灰或堿性激發(fā)劑合理配伍，以提高自密實填筑料的力學性能。且隨著污泥焚燒灰渣摻量的增加，更應(yīng)關(guān)注其對自密實填筑料性能的影響。選取P2O5含量最高編號表觀密度kg/m3坍落擴展度mm泌水率%抗壓強度MPa備注7d28d17152.00.5摻量70%27032.70.20.3摻量80%37202.50.40.5摻量80%度擴展度＞700mm，泌水率2.0%~2.5%，7d抗壓強度為0.2~0.5MPa，28d抗壓強度為強度等級的自密實填筑料的有關(guān)規(guī)定。因此，污泥焚燒灰渣作填料大摻量用于自密實填筑料時，適用于無早強要求，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