《城镇污水处理厂污泥焚烧灰渣资源化利用技术要求》编制说明.docx

上海市地方标准城镇污水处理厂污泥焚烧灰渣资源化利用技术要求编制说明城镇污水处理厂污泥焚烧灰渣资源化利用技术要求编制组2024年7月上海市地方标准城镇污水处理厂污泥焚烧灰渣资源化利用技术要求编制说明一、编制背景2020年，国家发改委、住健部联合印发的£城馍生活污水处理设施补短板强弱项实施方案中明确，在土地资源紧缺的大中型城市污泥处理鼓励采用''生物质利用+焚烧”处置模式。2022年，国家发改委、住建部、生态环境部联合印发污呢无害化处理和贡源化利用实施方案，鼓励在污泥产量大、土地资源紧缺、经济条件好的城市速设污泥集中焚烧设施,有序推进污泥焚烧处理,并鼓励污泥焚烧灰渣资源化利用。上海市水务局和规划资源局联合印发的上海市污水处理系统及污泥处理处置规划（2017-2035年）中提出“主城区及周边地区三大污水区域的污水处理厂污昵处理处置方式以独立焚烧为主、协同焚烧为辅“，并鼓励污泥焚烧处理后费源化利用。因北，污呢焚烧处置及处置后资源化利用是现阶段上海污水处理厂污泥处理的必选方案，符合国家和行业减污降碳的重点战珞方向及绿色低碳发展需求。城镇污水处理厂污泥焚烧灰渣是由污泥焚烧过程中焚烧炉、余热锅炉产生的炉底粗渣以及烟气处理过程中收集得到的飞灰组成。研究表明，污泥焚烧灰造化学成分主要为SiO2、Aho3、Cao和Fe20”具有一定的胶凝活性，具备可建材利用的潜力。同叶，污泥焚烧灰渣中的磷资源丰富，可作为磷肥生产的第二原料。欧洲将污泥焚烧灰渣与污泥混合制传、上海城投污水处理公司开展了污泥焚烧灰造在道路基层材料的综合利用试点应用，应用效果良好；荷兰ThemPhOS公司将污呢焚烧飞灰作为磷矿石的替代品用于群产品的生产，以上实践经验表明污泥焚烧灰渣是一种具有广阔应用前景的资源。然而，由于地域季节、污泥来源、焚烧工艺以及焚烧温度等因素的影晌.污泥焚烧灰渣材性差异较大,例如：焚烧过程中，污泥中的Cd.Pb、Cr等重金属、放射性易富集到污泥焚烧灰渣中，导致其重金属、放射性超标：不同焚烧温度下产生的污泥焚烧灰渣的微观形貌差异较大，多呈疏松多孔、团聚状，其中多孔结构会加剧重金属浸出风险,影响环境安全；不同污水处理厂的污泥焚烧灰渣磷含量差异较大，一般在1030%,高磷含量的污泥焚烧灰渣用于运材时会导致凝结时间异常，影响建材资源化利用的安全性：污泥处置过程中投加的各类添加剂会影响污泥焚烧灰渣的pH,导致污昵焚烧灰渣具有腐蚀性等安全问题。污泥焚烧灰渣材性的波动导致其存在较多的安全风险，限制了其资源化利用。因此，壁需制定污泥焚烧灰渔资源化利用安全技术标准。二、编制的目的和意义本标准对城镇污水厂污泥焚烧灰造的收集、贮存与运输要求和资源化利用提出规范要求，填扑了行业空白，为本市污水污昵处置行业中污泥减量化、无害化和资源化利用过程的安全风险管控提供重要依据，提高管理部门时污泥焚烧灰渣的管理水平，时推动污泥焚烧灰渣安全资源化利用，“碳达峰”、“碳中和”的目标实现具有重要意义。三、任务来源根据上海市市场监卷管理局6关于下达2023年度笫一批上海市地方标准制修订项目计划的通知（沪市监标技2023385号），由上海市建筑科学研究院有限公司、上海城投污水处理有限公司、上海市排水管理事务中心等单位负责组织上海市地方标准城续污水处理厂污泥焚烧灰渣资源化利用技术要求3的编制工作，从节约资源、保护环境、推进污呢焚烧灰液资源化利用、保证工程质量安全的角度出发，对污泥焚烧灰液的总体要求、收集、贮存与运输要求、资源化利用要求和安全与环保等内容进行规定。四、标准编制原则1.协调性原则本标准的内容应符合国家和本市现行的方针.政策、法律、法规,另外还应与行业发展技术水平相协调，以促进技术进步、行业技术升级和资源综合利用。2、科学性原则本标准的内容基于试验研究和实践经验编制，保证了标准的科学性和可操作性。3、适用性原则技术要求指标的确定，不仅要考虑科学、先进，还要考虑经济、适用，即标准指标要科学先进，还要经济合理、实施便利，满足使用要求，具有可操作性。本标准适用于上海市行政区域内城镇污水处理厂的污泥焚烧灰造的收集、贮存、运输和污泥焚烧灰渣在预拌砂浆、蒸压加气混凝土砌块（板）、烧绪砌块（砖）、道路基层材料和自密实填筑料等建材的资源化利用.在编制时根据本市污泥焚烧灰造的材性特征，对其在不同资源化利用途径的材性、掺量等技术指标送行了规定，体现了标准的实用性和创新性。4、规范性原则本标准在编制过程中严格按,照GB，T1.1.2020标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规定的基本原则和要求进行想写.五、编制过程（一）立项申请阶段标准编制组撰写了上海市制定地方标准项目速议书3,向主管单位一一上海市水务局、技术归口单位一一上海市建材标委会递交了关于申请地方标准立项建议书,2023年4月完成网上申报，通过了上海市市场监督管理局组织的专家答辩，2023年8月标准立项。（二）标准启动阶段标准编制组于2023年9月28日召开了标准制订工作苜次会议要编制大纲评审会，正式成立了标准编制组，确定了起草单位和起草人员，讨论并确定本标准的工作计划和任务分工，进一步明确了本标准的具体工作方案。会上邀讷5位专家,以及市市场监督局标准技术处、市水务局科技发展处、市排水管理华务中心、上海能材标委会等管理单位的领导,共同为本标准的编制提出指导意见。（£）标准研制阶段为制定有效且符合实际需要的标准，编制组开展了以下工作：I.开展调研。对国内外标准以及上海石洞口、竹园、白龙港、青浦4家污水处理厂的污呢独立焚烧工艺、收集、贮存、运输和资源化利用途径等进行调研。2、开展试验研究和分析检测。对本市石洞口、竹园、白龙港、W浦4家典型污水处理厂不同周期产生的污泥焚烧灰渣进行取样、试验研究、分析检测，掌握本市污泥焚烧灰渣的材性特征。3、开展工程示范应用。利用污泥焚烧灰渣制备的加拌砂浆、蒸压加气泥凝土砌块等完成白龙港“上海市政污泥处理及资源化利用技术与装备险证基地”的示范应用，应用面积达4000nr44、结合试验研究和工程示范应用的成果，按照GB/T1.1-2020的要求迸一步完善了标准草案内容，并起草了编制说明，通过内幕讨论、发放征求意见表等形式，进一步提升了标准内容的科学性和可操作性，形成了标准征求意见稿。六、主要条款说明本标准规定了城镇污水处理厂污泥焚烧灰造的总体要求、收集、贮存与运输要求和资源化利用要求等内容。本标准适用于上海市行政区域内城镇污水处理厂的污泥焚烧灰造的收集、贮存、运输和污泥焚烧灰造在预拌砂或、蒸压加气混凝土砌块（板）、烧结砌块（砖）、道路基层材料和自密实填筑料等建材的资源化利用。1、总体要求污泥焚烧灰渣的收集.贮存和运输、资源化利用等环节不可对人体、环境产生有害影响。经鉴定为危废的污泥焚烧灰渣的收集，贮存和运输应符合HJ2025的规定，井进行填埋处置，且符合危险废物填埋污染控制标准GB18598的入场填埋要求；经鉴定为一般固废的污泥焚烧灰渣方可作为再生材料进行资源化利用。2、收集、心存与运*旻求据调研，本市各污水处理厂产生的污泥焚烧灰渣按固废属性通常分为一般固废和危废。由焚烧炉、余热锅炉产生的炉底俎渣为一股固废，而由静电除尘、布袋除尘系统收集得到的污泥焚烧灰渣需进行塞定。因此.时于污泥焚烧灰渣的收集、贮存和运输方面应根据固体废弃物属性分别提出要求，即将一股固底与危废分开处置。对本市污呢焚烧灰渣的收集、贮存和运输方面的情况调研可知，各污水处理厂对经鉴定为危废的污泥焚烧灰渣的收集、贮存和运输要求符合HJ2025的规定；经娶定为一般固质的污泥焚烧灰淹应将炉底棒渔和除尘系统收桀的细灰分开收集、贮存。同时将收集到的污泥焚烧灰渣放入包装容器或包装袋中，井集中堆放到厂区内的一般固底堆放点，待23天由运输车集中运出至指定的处置点，在运输过程中不得对环境造成二次污染。3、费深化利用要求本标准对上海石洞口、竹园、白龙港、青浦4家污水欠理厂不同周期产生的污泥焚烧灰渣进行取样、测试分析，掌握本市污泥焚烧灰渣的材性特征，并开展了污昵焚烧灰渣在预拌砂浆、蒸压加气混凝土砌块（板，道路基层材料等建材中的试验研究，为污泥焚烧灰造建材资源化利用时的材性要求、配合比设计、制备与性能、施工与质量验收等技术要求的制定提供了数据支撑，具体试验结果分析和主要技术指标制定如下：3.1污泥焚烧灰液材性林征IOI*（八）细度(C)化学成分(b)需水量比(d)28d强度活性指数图1上海市典型污水处理厂污泥焚烧灰渣材性特征由图I可知:(I)细度和需水量比：污泥焚烧灰渣的细度(45Um筛余)在137%527%,且易磨性较好，经1Omin球磨处理后，其组度(45Um筛余)在9.024.7%,均满足GBT1596-2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰中II级粉煤灰的细度要求(W30%)：需水量比为108114%,经Iomin球磨处理后，污昵焚烧灰渣的需水量比为104%1.1.O9%。(2)化学成分和28d强度活性指数：化学成分主要以Sio2、AIg3、P。和FCQ等组成，其中SiCh的含量为36.4%Y5.5%,A1.Oa的含量为13.7%1.35.6%,P。含量为4.714.6%:28d强度活性指数差异较大(31.1.%91.7%),各污水处理厂污泥焚烧灰造的强度活性指数为：青浦(74%)白龙港(60%竹园58%)石洞口(46%).3.2污泥焚烧灰液在覆拌砂浆中的应用(I)用于Ifi拌砂浆的污泥焚烧灰液技术指标细度、含水量：参考用干水泥和髭凝土中的桥媒灰GB"1596中的有关规定.五氧化二磷(P2Oj):污泥焚烧灰造中的五氧化二磷含量(P2Oj)较商，在4.7%14.6%范围内,远高于粉煤灰中PaOs含量(0.08%).时水泥的凝结时间有一定的延长。试舲研究表明,采用氧化磷含量最高(14.6%)的污泥焚烧灰渣制备砌筑和抹灰砂浆时，凝结时间分别为8h30min.10h40min均满足预拌砂浆GBT25181中对凝结时间的要求。因此，为保证污泥焚烧灰渣在预拌砂浆中的安全应用，金对污泥焚烧灰渣中PzOs含量从严控制，不得超过15%t,安定性：较高的氧化钙和氧化镁会导致水泥体枳膨胀,为了过更高钙灰等劣质产品与污泥焚烧灰渣混掺进入市场，影响预拌砂浆的体积稳定性,参考用于水泥和混凝土中的柳摸灰3GB，T1596时污泥焚烧灰海的安定性进行规定。(2)Si拌砂柒中污泥焚烧灰渣挣量限值污泥焚烧灰渣用于预拌砂浆时，宜采用污泥焚烧灰渣和柳煤灰双掺技术。采用污泥焚烧灰渣取代部分卷煤灰用于制备砌筑砂浆、地面砂浆和抹灰砂浆.并对其2h稠度损失率、保水率、28d抗压强度等进行测试,试验结果见表I。表I污泥焚烧灰渣预拌砂浆性能试验结枭类型污泥焚烧:灰泣取代*(%)2h相度损失事()保水率(%)2&1抗压强度(MPa)Md拉伸粘结食度(MPa)砌筑砂浆O2096.012.4/f52895.010.3if103697.06.9/地面砂浆O1898.035.2/32897.034.1/j54297.027.1f抹灰砂浆02491.015.50.4252391.015.50.42101591.015.30.40151191.015.20.3020I1.91.012.60.26302292.010.50.16由表1可知:（1）随着污泥焚烧灰渣掺量