1、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.
2、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
3、目录1 总 则 12 术 语 23 基本规定 33.1 一般规定 33.2 工艺组成 43.3 运行和管理 54 预处理技术 64.1 浓缩预处理 64.2 稀释预处理 84.3 混合预处理 85 高干脱水技术 105.1 调理改性工艺 105.2 高干脱水工艺 116 干化炭化技术 146.1 干化炭化工艺 146.2 干化炭化设备 157 污泥基生物炭资源化 188 废水处理管理 199 废气处理管理 209.1 烟气处理管理 209.2 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 22A.1污泥产量分析 22A.2 污泥泥质分析的必要性 23A.3 污泥泥质调查分析
4、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 27C.1 建设原则 27C.2 技术经济指标 27C.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 29D.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 341 总 则 343 基本规定 344 预处理技术 365 高干脱水技术 386 干化炭化技术 417 污泥基生物炭资源化 438 废水处理管理 449 废气处理管理 45Contents1 General Provisions 12 Terms 23 General Requirement 33.1 General Requ
5、irements 33.2 Process Composition 43.3 Operation and Management 54 Pretreatment Technology 64.1 Concentration Pretreatment 64.2 Dilution Pretreatment 84.3 Mixed Pretreatment 85 High-dry Dehydration Technology 105.1 Conditioning Process 105.2 High-dry Dehydration Process 116 Drying and Carbonization
6、Technology 146.1 Process 146.2 Equipment 157 Sludge-based bio-carbon Resources 188 Wastewater Treatment Management 199 Wastegas Treatment Management 209.1 Flue Gas Treatment Process 209.2 Odor Control Management 20Appendix A Investigation and Analysis of Sludge in Anhui Province and Project Simulati
7、on Test 22A.1 Yield Analysis 22A.2 Necessity of Analysis on Sludge Characteristics 23A.3 Sludge Analysis 25Appendix B Main Pollutant Reference Index in Anhui Province 26Appendix C Construction Reference Standard 27C.1 Guideline 27C.2 Economic Indicators 27C.3 Case Economic Indicators 28Appendix D Ca
8、ses 29D.1 Case 1 29Explanation of Wording in This Guide 341 General Provisions 343 General Requirement 344 Pretreatment Technology 365 High-dry Dehydration Technology 386 Drying and Carbonization Technology 417 Sludge-based bio-carbon Resources 438 Wastewater Treatment Management 449 Wastegas Treatm
9、ent Management 451 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（sluge from municipal wastewater treatment plant）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
10、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（sludge treatment）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（sludge disposal）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（sludge conditioning）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（sludge high-
11、dry dehydration）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（sludge drying）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（odor pollutant）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（flue gas）污泥在干化、炭化过程中产生的气体和
12、烟尘混合物。2.0.11 污泥基生物炭（sludge-based bio-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；
13、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
14、、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
15、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120200，停留时间控制在40min60min。炭化通过高温热解处理
16、，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350650，停留时间控制在40min60min。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.
17、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
18、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
19、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
20、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
21、水率（%）909696982 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（1.21.6）m3/（m2h）；剩余污泥取（0.20.4）m3/（m2h）。（2）当为初沉污泥时，污泥固体负荷宜采用（3.35）kg/(m2h)；当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷宜采用（1.32.5）kg/(m2h)；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（12）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
22、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（%）4841048410电耗低低较高很高絮凝剂投加比例（%）0.20.250.20.30.20.40.150.2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
23、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
24、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8
25、0%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
26、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，
27、可用稀释池或混合池充当调理池。2 调理污泥含固率，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（宜与压滤机运行批次相同），单个调理池日调理次数和调理池数量nA.=1-B.VA/（*）C.n=/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5min20min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1
28、0min60min。5 调理池应装有搅拌装置，搅拌电机采用变频控制，转速0r/min80r/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。
29、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1h5h。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）20200100800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）11.52.54.5滤室容积（m3）0.551.514滤板材质碳钢增强聚丙烯进泥压力（MPa）0.81.21.02.0压榨压力（MP
30、a）1.24.01.22.5泥饼含水率（%）50655565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）0-50-2.5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1.2MPa2.5MPa。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
