安徽省城镇污水处理厂污泥.docx
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安徽省城镇污水处理厂污泥
安徽省城镇污水处理厂污泥
高干脱水炭化处置
技术导则
安徽省住房和城乡建设厅
安徽省通源环境节能股份有限公司
合肥学院
2018年10月
前言
安徽省城镇污水处理过程中产生的污泥大多数是经过高干脱水后送至生活垃圾填埋场处置。
随着各地垃圾焚烧厂的建设运营，生活垃圾填埋场的封场，脱水后的污泥将没有去处。
为此，在总结近年来我国城镇污水处理厂污泥处理处置的实践经验和研究成果的基础上，借鉴国外的先进经验，安徽省住房和城乡建设厅城市建设处组织编制了本导则。
本导则的主要内容：
1.总则；2.术语；3.基本规定；4.预处理；5.高干脱水；6.干化炭化；7.污泥基生物炭资源化；8.废水处理管理；9.废气处理管理。
本导则由安徽省住房和城乡建设厅负责管理，安徽省通源环境节能股份有限公司负责具体技术内容的解释。
在执行过程中各地如有意见和建议，请寄送至安徽省通源环境节能股份有限公司（地址：
安徽省合肥市望江西路129号，邮编230000）。
本导则主编单位：
安徽省住房和城乡建设厅城市建设处
安徽省通源环境节能股份有限公司
合肥学院
本导则主要编制人员：
何光亚、周盈盈、卢归、方志华、司恩良、王传江、黄军功、奚姗姗、杨见博、熊霞、刘程、刘龙霄、刘志强、胡顺东、刘帮樑、刘怀涛、陈斌、金杰、俞志敏、陈俊、卫新来、王磊
本导则主要审查人员：
蔡新立、吴克、朱曙光、胡宏祥、张敬玉、程俊、马培勇、胡舟、周锁勤、刘明中、丁琨
目录
1总则1
2术语2
3基本规定3
3.1一般规定3
3.2工艺组成4
3.3运行和管理5
4预处理技术6
4.1浓缩预处理6
4.2稀释预处理8
4.3混合预处理8
5高干脱水技术10
5.1调理改性工艺10
5.2高干脱水工艺11
6干化炭化技术14
6.1干化炭化工艺14
6.2干化炭化设备15
7污泥基生物炭资源化18
8废水处理管理19
9废气处理管理20
9.1烟气处理管理20
9.2臭气处理管理20
附录A安徽省污泥泥质调查分析与工程模拟试验22
A.1污泥产量分析22
A.2污泥泥质分析的必要性23
A.3污泥泥质调查分析25
附录B安徽省城镇污水污泥主要污染物参考指标26
附录C建设参考标准27
C.1建设原则27
C.2技术经济指标27
C.3示范工程处理单元实际建设技术经济指标28
附录D示范工程案例29
D.1安徽省xx县城区污水处理厂污泥处理处置项目29
条文说明34
1总则34
3基本规定34
4预处理技术36
5高干脱水技术38
6干化炭化技术41
7污泥基生物炭资源化43
8废水处理管理44
9废气处理管理45
Contents
1GeneralProvisions1
2Terms2
3GeneralRequirement3
3.1GeneralRequirements3
3.2ProcessComposition4
3.3OperationandManagement5
4PretreatmentTechnology6
4.1ConcentrationPretreatment6
4.2DilutionPretreatment8
4.3MixedPretreatment8
5High-dryDehydrationTechnology10
5.1ConditioningProcess10
5.2High-dryDehydrationProcess11
6DryingandCarbonizationTechnology14
6.1Process14
6.2Equipment15
7Sludge-basedbio-carbonResources18
8WastewaterTreatmentManagement19
9WastegasTreatmentManagement20
9.1FlueGasTreatmentProcess20
9.2OdorControlManagement20
AppendixAInvestigationandAnalysisofSludgeinAnhuiProvinceandProjectSimulationTest22
A.1YieldAnalysis22
A.2NecessityofAnalysisonSludgeCharacteristics23
A.3SludgeAnalysis25
AppendixBMainPollutantReferenceIndexinAnhuiProvince26
AppendixCConstructionReferenceStandard27
C.1Guideline27
C.2EconomicIndicators27
C.3CaseEconomicIndicators28
AppendixDCases29
D.1Case129
ExplanationofWordinginThisGuide34
1GeneralProvisions34
3GeneralRequirement34
4PretreatmentTechnology36
5High-dryDehydrationTechnology38
6DryingandCarbonizationTechnology41
7Sludge-basedbio-carbonResources43
8WastewaterTreatmentManagement44
9WastegasTreatmentManagement45
1总则
1.0.1为规范安徽省城镇污水处理厂污泥处理处置的设计、建设和运营管理，实现污泥减量化、稳定化、无害化的目标，制订本导则。
1.0.2本导则适用于安徽省城镇污水处理厂污泥处理处置方案确定、工程设计、建设和运营管理。
1.0.3城镇污水处理厂污泥高干脱水炭化项目的设计、建设和运营管理除应符合本导则外，尚应符合国家和地方政府颁布的相关法律法规及有关标准的规定。
2术语
2.0.1城镇污水处理厂污泥（slugefrommunicipalwastewatertreatmentplant）
城镇污水处理厂在污水净化处理过程中产生的含水率不同的半固态或固态物质，不包括栅渣、浮渣和沉砂池砂砾。
2.0.2污泥处理（sludgetreatment）
对污泥进行减量化、稳定化和无害化处理的过程，一般包括浓缩、脱水、厌氧消化、好氧消化、石灰稳定、堆肥、干化和焚烧等。
2.0.3污泥处置（sludgedisposal）
污泥处理后的消纳过程，一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚烧等。
2.0.4调理改性（sludgeconditioning）
污泥脱水前对污泥颗粒表面的有机物进行改性，或对污泥中的微生物细胞和胶体结构进行破坏，降低污泥的水分结合容量,同时提高污泥的压缩性，改善污泥脱水性能的技术措施。
2.0.5高干脱水（sludgehigh-drydehydration）
又称“深度脱水”，指采用机械脱水，进一步降低污泥含水率。
2.0.6热干化（sludgedrying）
利用热能将脱水后的污泥干化，使之成为干化产品。
2.0.7炭化（Carbonization）
利用污泥中有机物的热不稳定性，在缺氧条件下对其加热，使有机物产生热裂解，形成气相（热解气）和固相（固体残渣）。
2.0.8废水（wastewater）
污泥处理过程中产生的废水及烟气处理过程中产生的废水。
2.0.9臭气（odorpollutant）
污泥处理过程中产生的令人不适或影响生活环境的气体。
2.0.10烟气（fluegas）
污泥在干化、炭化过程中产生的气体和烟尘混合物。
2.0.11污泥基生物炭（sludge-basedbio-carbon）
污泥经过炭化处理后的固态物质。
3基本规定
3.1一般规定
3.1.1对拟建的污泥高干脱水炭化项目，在建设过程中至少包括以下内容：
泥量及泥质特征分析、调理改性方案、炭化资源化的技术可行性、污泥基生物炭资源化的接收途径、厂址选择、废水排放途径、技术措施的论证、技术方案的确定、工程实施和运行管理。
3.1.2项目的建设应按照下列工作流程执行：
1分析泥量和泥质特征；
2确定调理方案；
3分析资源化的可行性及接收途径；
4厂址选择；
5废水处理措施；
6技术措施论证；
7技术方案确定；
8工程设计；
9工程施工；
10设施的调试运行；
11工程验收。
3.1.3工程设计前应调查项目服务区域泥量、含水率及各污泥来源的泥量分配，应对污泥的比阻、热值、有机质、挥发份、重金属含量等主要特征进行检测。
3.1.4根据泥质特征，宜进行小试或中试，选定合适的调理改性方案。
调理改性宜采用化学调理技术。
3.1.5项目选址时，宜综合考虑城市规划、工程地质、生态敏感性、防护距离及交通运输便利，宜同被服务的污水处理厂（或其中一座）的厂址相结合，以减小污泥运输和滤液处理的成本及二次污染的风险；独立选址时，有条件宜选择市政管网覆盖区域及考虑周边获得稳定热源的场址。
3.1.6对新建项目，单元组成应包括预处理、高干脱水、干化炭化、污泥基生物炭资源化、废水处理和废气处理。
3.2工艺组成
3.2.1项目（新建）工艺系统组成应包括浓缩、调理、脱水、储料、供热、干化、炭化、输送、烟气处理、水处理等系统。
3.2.2各工艺系统组成应按表3.2.2有关规定执行。
表3.2.2工艺系统组成表
工艺系统
目标
技术要求
浓缩
提升污泥浓度，提高污泥脱水效率。
采用重力浓缩或机械浓缩（转鼓浓缩、叠螺浓缩、带式浓缩、离心浓缩）进行污泥浓度的提升。
调理
调理污泥特性，提高污泥脱水性能。
可采用化学调理、物理调理和生物调理方法，或者几种调理方式协同。
调理方式的选择应结合后端处理及资源化方向。
脱水
采用机械脱水方式对污泥进行固液分离。
根据泥量、泥质特征，在调理改性的基础上采用板框压滤机（钢制板框机、隔膜板框机）脱水。
储料
物料中转储存、破碎，保障物料供给连续、稳定。
根据污泥特性，设置污泥搅拌装置、打散装置、污泥造粒装置等。
供热
提供污泥热处理热源，回收热解气燃烧的能量。
根据情况可选定生物质成型颗粒燃烧器、二燃室供热装置、热解气回收装置或天然气燃烧器和热解气回收装置。
干化
通过热能干化，将污泥含水率降至20%～30%，实现污泥减量化及无害化。
设置干化装置，将污泥含水率降低至20%～30%；通过热处理杀灭病原体。
根据泥质特征设计污泥在干化装置的停留时间和换热温度，优化能耗利用。
干化温度控制在120℃～200℃，停留时间控制在40min～60min。
炭化
通过高温热解处理，进一步将污泥含水率降至不大于5%，将有机物热解形成热解气和多孔的固定炭。
根据污泥热值和有机质含量，设计热解炭化炉结构，控制干化物料在热解炭化炉内的停留时间及热解炭化温度。
热解炭化炉可采用外热式中温炭化系统，热解炭化温度控制在350℃～650℃，停留时间控制在40min～60min。
炭化系统微负压控制在-20Pa～-100Pa，实现缺氧条件。
输送
输送污泥基生物炭
污泥基生物炭输送水冷螺旋、储仓、卸料装置。
烟气处理
对各个系统产生的烟气进行处理。
可采用SNCR脱硝、旋风除尘、碱液喷淋及除雾。
水处理
污泥处理过程中产生的废水及烟气处理过程中产生的废水进行处理。
设计相应水处理设施，排水水质达到项目环评要求。
3.2.3工艺流程框图
3.3运行和管理
污泥预处理运行管理
3.3.1污泥预处理后应确保泥质和含水率稳定，污泥含水率92%～98%。
污泥高干脱水运行管理
3.3.2污泥应采用机械高干脱水技术，脱水后的污泥含水率应控制在55%～65%。
3.3.3宜使用不含氯离子等具有腐蚀性的污泥调理药剂，石灰添加量不宜超过10%。
3.3.4应建立内部监管体系和污泥高干脱水运行管理制度，并应记录高干脱水运行的参数。
运行参数应包括城镇污水处理厂污泥处理量、泥饼外运量、药剂用量，压滤机生产运行记录表。
3.3.5应每日检测一次含水率，每周检测一次原污泥中的重金属指标，每月检测一次原污泥中的有机质含量、热值等指标。
污泥干化炭化运行管理
3.3.6根据接收污泥特性（含水率、热值、有机质及重金属含量等）调整干化炭化运行工艺参数；根据污泥基生物炭指标确定最终处置方案；不得违规利用不符合标准的污泥基生物炭。
3.3.7污泥基生物炭污染物控制应严格按照国家污泥处理处置污染物控制标准，应根据污泥基生物炭各项指标，确定污泥处置方式。
3.3.8污泥处置应该遵从国家法律法规，严禁违规处置。
对同一来源污泥的污泥基生物炭做好定期检测工作，确保污泥基生物炭综合利用时不会造成二次污染。
污泥运输管理
3.3.9污泥外运应严格执行转移联单管理制度。
联单中需要明确污泥产生单位、处理单位、运输单位、处置单位，并应包含：
运输车辆、转运量、处理处置方式等信息。
3.3.10污泥运输单位应具备相应运营资质，不得将污泥委托给个人或个体运输户运输。
3.3.11运输车辆应符合环境保护要求，宜选用密闭车辆和密闭驳船。
运输过程中应进行全过程监控和管理，防止因暴露、洒落或滴漏造成的环境二次污染；严禁随意倾倒、遗撒、偷排污泥。
4预处理技术
应根据预处理的对象，采用不同的预处理技术措施。
浓缩预处理是将含水率99.1%~97%的污泥处理到含水率92%~98%；稀释预处理预是将含水率80%的污泥加水稀释至含水率92%～95%；混合预处理是将含水率99.1%~97%和80%的污泥处理到含水率92%～95%。
4.1浓缩预处理
4.1.1浓缩预处理技术应具备下列特征：
1处理对象为城镇污水处理厂产生的含水率为99.1%~97%的污泥。
2通过污泥增稠，降低污泥含水率，减小污泥体积。
3重力浓缩，通过重力浓缩池，利用污泥沉降原理浓缩污泥。
4机械浓缩，在污泥中添加絮凝剂使污泥形成大块絮体，经过浓缩机实现泥水分离，使污泥浓缩。
5减小污泥调理池容积，提高高干脱水设备效率。
4.1.2浓缩预处理设计应按下列规定执行：
1浓缩方式应根据表4.1.2-1所述参数进行选择。
表4.1.2-1浓缩参数表
浓缩方法
机械浓缩
重力浓缩
主要构筑物
储泥池
浓缩池
主要设备
浓缩机、泡药机、搅拌机
刮泥机、搅拌机
占地面积
小
大
絮凝剂用量
有
无
对环境影响
较小
有
土建费用
小
大
设备费用
较高
较低
电耗
高
低
浓缩后含水率（%）
90～96
96～98
2重力浓缩设计应符合下列规定：
（1）初沉污泥最大表面水力负荷应取（1.2～1.6）m3/（m2·h）；剩余污泥取（0.2～0.4）m3/（m2·h）。
（2）当为初沉污泥时，污泥固体负荷宜采用（3.3～5）kg/（m2·h）；当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷宜采用（1.3～2.5）kg/（m2·h）；当固体负荷与表面水力负荷不一致时，取两者中较大值。
（3）浓缩时间一般不宜小于12h，但也不宜超过24h，以防止污泥厌氧腐化。
（4）浓缩池有效水深一般宜为4m，最低不小于3m。
（5）采用栅条浓缩机时，其外缘线速度宜为（1～2）m/min，池底向泥斗的坡度不宜小于0.05。
3机械浓缩设计应符合下列规定：
机械浓缩机主要有转鼓浓缩机、叠螺浓缩机、带式浓缩机和离心浓缩机。
根据表4.1.2-2参数选择浓缩方式。
表4.1.2-2机械浓缩机设备工艺参数表
项目
转鼓浓缩机
叠螺浓缩机
带式浓缩机
离心浓缩机
浓缩污泥含固率（%）
4～8
4～10
4～8
4～10
电耗
低
低
较高
很高
絮凝剂投加比例（%）
0.2～0.25
0.2～0.3
0.2～0.4
0.15～0.2
运行成本
低
低
较高
很高
设备操作维护
操作简单，维护方便易堵塞滤布，更换周期短
维护简单，但一年需大修一次维修费用高
结构复杂，易出故障，操作要求高
结构复杂，运行稳定，操作要求低
工作环境
封闭式作业，无异味
封闭式作业，无异味
开放式作业，有异味
封闭式作业，无异味，噪音高
4.1.3运行控制应符合下列规定：
1重力浓缩池长期没有排泥时，应先将池子排空并清理沉泥。
2定期分析重力浓缩池进泥量、排泥量、上清液SS和进泥排泥含固率。
3机械浓缩应根据浓缩出泥含固率及时调整絮凝剂使用量。
4机械浓缩主体设备应定期检查检修，防止堵塞或漏泥。
5控制排泥含固率稳定。
4.2稀释预处理
4.2.1稀释预处理技术应具备下列特征：
1处理对象为含水率80%的城镇污水处理厂污泥。
2将含水率80%污泥加水稀释至含水率92%～95%，提高污泥流动性，使调理剂能够与污泥充分混合反应。
4.2.2稀释预处理设计应符合下列规定：
1污泥接收池总容积不小于24小时设计接收量。
2污泥接收池应设计污泥输送装置，将污泥输送至污泥稀释池。
3污泥接收池上方应设计有格栅，接收池应设计有盖板。
4稀释池可同时作为调理池，稀释完成后进行调理改性。
5稀释水和污泥可定量投加至稀释池。
4.2.3运行控制应按下列要求执行：
1严格控制稀释水与污泥的混合比例，保证稀释后污泥含水率稳定。
2定期测量污泥含水率。
3对不同来源的污泥，按照污泥性质不同分别存储于不同接收池。
4泥水混合时，调整搅拌机电机频率，使泥水混合均匀。
4.3混合预处理
4.3.1混合预处理技术应具备下列特征：
1处理对象为含水率99.1%～97%和80%的污泥进行混合。
2污泥混合后含水率控制在92%～95%。
3根据含水率99.1%～97%和80%的污泥的量比关系，进行相应的浓缩或稀释。
4.3.2混合预处理设计应符合下列规定：
1污泥接收池总容积不小于24小时含水率80%污泥接收量。
2污泥接收池需设计有含水率80%污泥的输送装置。
3污泥接收池上方应设计有格栅，接收池应设计有盖板。
4污泥混合池可同时作为调理池，混合完成后投加调理剂进行调理改性。
4.3.3运行控制应按下列要求执行：
1含水率99.1%～97%和80%的污泥应定量投加至混合池。
2严格控制不同来源污泥的含水率和混合比例，保证混合后含水率稳定。
3对不同来源的污泥，按照污泥性质不同分别存储于不同接收池。
4泥水混合时，调整搅拌机电机频率，使泥水混合均匀。
5高干脱水技术
5.1调理改性工艺
5.1.1调理改性工艺技术应具备下列特征：
1对污泥进行调理可改变污泥粒子表面的物化性质，破坏污泥的胶体结构，减小与水的亲和力，从而改善脱水性能。
2污泥调理方式可分为物理调理、化学调理和生物调理。
化学调理因效果好且操作简便成为最为常用的方法。
3调理改性后污泥配合板框式压滤机脱水处理，泥饼含水率控制在55%~65%。
4宜使用不含氯离子等具有腐蚀性的污泥调理药剂，石灰添加量不宜超过10%。
5根据不同来源污泥及经济性优选不同调理剂。
5.1.2调理改性工艺设计应按符合下列规定：
1对于经浓缩预处理的污泥，需设计污泥调理池，完成污泥调理过程。
对于稀释和混合预处理的污泥，可用稀释池或混合池充当调理池。
2调理污泥含固率ζ，调理污泥含水率￠，设计日处理绝干污泥量A，调理池池容V，总调理批次σ（宜与压滤机运行批次相同），单个调理池日调理次数θ和调理池数量n
A.ζ=1-￠
B.V>A/（ζ*σ）
C.n=σ/θ
调理池数量宜选择两个以上，可同时调理污泥量不宜低于板框式压滤机一次进泥量，单个调理池不宜大于100m3。
3根据泥质、炭化资源化工艺要求和成本选定调理剂种类，调理剂宜为液体，常用重力自流配合电磁流量计、隔膜计量泵、其他输送设备配合电磁流量计等计量投加。
4依据调理池池容和调理剂投加比确定投加泵的选型，控制5min～20min完成调理剂的投加，不同种类调理剂与污泥的反应时间不同，反应时间为10min～60min。
5调理池应装有搅拌装置，搅拌电机采用变频控制，转速0r/min～80r/min。
6调理池应设计液位计。
5.1.3运行控制应按下列要求执行：
1根据泥饼含水率，适时调整调理剂投加量。
2为确保调理改性效果，调理后的污泥应在12小时内完成脱水。
3调理阶段调整搅拌电机频率，使调理剂与污泥充分混合反应。
4污泥含固率变化，及时调整调理剂投加量。
5调理剂投加比是调理剂投加量与污泥绝干质量的比值，应根据预处理污泥含固率调整调理剂投加量，使调理剂投加比保持稳定。
5.2高干脱水工艺
5.2.1高干脱水技术应具备下列特征：
1板框式压滤机应具有较高的脱水效率，机械方式对污泥脱水有明显经济优势。
2调理改性后污泥利用板框式压滤机完成泥水分离，泥饼含水率控制在55%~65%。
3板框式压滤机进泥压力不低于0.8MPa，压榨压力不低于1.2MPa。
4板框式压滤机采用间歇式运行方式，单个周期运行时间为1h～5h。
5.2.2高干脱水设计应符合下列规定：
1高干脱水设备参数应符合表5.2.2-1要求。
表5.2.2-1常见高干脱水设备参数表
机型
参数
弹簧式压滤机
隔膜式压滤机
过滤面积（m2）
20～200
100～800
占地面积
小
大
压榨方式
液压油缸
高压水或高压空气
运行周期（h）
1～1.5
2.5～4.5
滤室容积（m3）
0.5～5
1.5～14
滤板材质
碳钢
增强聚丙烯
进泥压力（MPa）
0.8～1.2
1.0～2.0
压榨压力（MPa）
1.2～4.0
1.2～2.5
泥饼含水率（%）
50～65
55～65
设备制造成本
高
低
设备维护费用
高
低
2进泥设备宜根据表5.2.2-2所述参数选择柱塞泵或螺杆泵。
表5.2.2-2常见进泥设备参数表
泵型
参数
柱塞泵
螺杆泵
压力范围（MPa）
0-5
0-2.5
自吸性
好
好
运行环境
噪音高
振动小、噪音低
输出压力稳定性
波动
稳定
对介质要求
基本无要求
性能对介质粘度敏感
控制要求
调节阀控制
变频控制
维护成本
低
较高
3隔膜式压滤机压榨压力由空压机或高压离心泵提供，压榨压力为1.2MPa～2.5MPa。
4弹簧式压滤机压榨压力由液压油缸提供，油缸最大压力不宜超过25MPa。
5采用绞龙式输送机和带式输送机输送泥饼。
6滤布清洗装置是压滤机的重要附属设
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