DB34∕T 3439-2019 污泥高效节能炭化工艺技术规范.docx

ICS 13.030Z 05DB34安徽省地方标准DB 34/T 34392019污泥高效节能炭化工艺技术规范Technical specifications for efficient and energy-saving carbonization of sludge文稿版次选择2019 - 11 - 04 发布2019 - 12 - 04 实施安徽省市场监督管理局发 布DB34/T 34392019前言本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则制定。本标准由安徽百和环保科技有限公司提出。本标准由安徽省节能减排及循环经济标准化委员会归口。本标准起草单位：安徽百和环保科技有限公司、中国科学技术大学、浙江建投环保工程有限公司。本标准起草人：储著定、丁睿、谢周清、孔庆玲、李艳娟、杨东红、方佩珍。IDB34/T 34392019污泥高效节能炭化工艺技术规范1范围本标准规定了污泥高效节能炭化的术语和定义、工艺技术、检测及过程控制。本标准适用于城镇污水处理厂产生的剩余污泥及其他具有类似性质的固体废弃物。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 23486城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质GB/T 24600城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质CJ/T 309城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1污泥  sludge城市生活污水处理过程所产生的固体沉淀物质。3.2深度脱水干化炭化技术deep dehydrated sludge drying and carbonization technology以市政污泥、餐厨垃圾等废弃物作为处理对象，经过深度脱水、节能干化、高效热解炭化过程制成复合吸附材料，在这一过程中实现减量化、稳定化、无害化、资源化的固废处置技术。3.3污泥脱水sludge dewatering将流态的原生、浓缩或消化污泥通过污泥调理、离心、压滤等工艺后，使污泥含水率降至 5560，转化为半固态或固态泥块的一种污泥处理方法。3.4污泥干化sludge drying通过渗滤或蒸发等作用，从污泥中去除大部分水分，含水率降低至 30以下的污泥处理过程。1DB34/T 343920193.5热解炭化  pyrolysis carbonization物料在无氧高温情况下经充分热解，部分有机质转化成可燃气体，病原体和持久性有机物被炭化，重金属则被固化，形成复合吸附材料的处理过程。3.6热解气pyrolysis gas在热解炭化过程中，有机物热解并产生含有氢、甲烷等混合可燃气体。3.7减量率weight loss ratio污泥经脱水干化炭化处理处置后减少的质量占原污泥质量的百分数，其计算方法见公式（1）：. (1)式中：P 减量率，；A 含水率 80污泥在常温下的质量，单位：kg ；B 热解炭化后的残渣经冷却至常温后的质量，单位：kg 。3.8污泥含水率sludge water content污泥中所含水分的重量占污泥总重量的百分数。3.9含碳率  carbon content污泥中所含碳元素的重量占污泥总重量的百分数。3.10容积热负荷volumetric heat load单位炉膛容积在单位时间内的燃料释放热量，其计算方法见公式（2）：.(2)式中：qv 容积热负荷,单位：kW/m3；B 炭化炉的燃料消耗量,单位：kg/s 或 m3/s；Qd 燃料的收到基低位发热量，单位：kJ/kg 或 kJ/m3 ；V 炉膛容积，单位：m3 。2DB34/T 343920193.11热效率thermal efficiency炭化炉有效热量与总供热量之比的百分率，其计算方法见公式（3）：.(3)式中：热效率，；Q效 有效热量，单位：kJ/kg ；Q总 总供热量，单位：kJ/kg。4工艺技术4.1一般要求4.1.1污泥处理处置项目选址应符合环境保护的要求。4.1.2污泥处理处置项目规模宜 50 吨/日（以含水率 80计）。4.1.3原泥含水率宜为 8098，有机物含量宜不小于 35，热值宜大于 5000 kJ/kg。4.1.4工艺设计应考虑冗余处理能力，冗余能力宜为 1015，常温工况下的产品使用寿命不应低于 15 年，高温工况下使用寿命不应低于 10 年。4.2工艺流程污泥处理处置系统由除砂除渣、浓缩、脱水、干化、炭化等工艺单元组成，推荐的工艺流程图如图1 所示。除砂除渣系统污泥浓缩系统深度脱水系统节能干化系统热解炭化系统复合吸附材料污水处理厂内污泥处理处置中心图1  污泥炭化工艺流程图4.3炭化预处理系统4.3.1污泥储存系统4.3.1.1污泥接收储存仓应密封，需设臭气收集、物位计、超温报警和自动消防喷水装置。4.3.1.2脱水系统、干化系统和炭化系统间宜设置污泥过渡料仓。3  4.4.3.6采用外热式炭化炉时，容积热负荷宜为  20  kW/m 80  kW/m ；采用内热式炭化炉时，容积热DB34/T 343920194.3.2  深度脱水系统4.3.2.1  污泥调理剂应根据污泥性质合理选择，无腐蚀性。4.3.2.2  脱水系统宜采用高干脱水技术，脱水后污泥含水率不应大于 60。4.3.3  节能干化系统4.3.3.1  污泥热干化可采用直接加热、间接加热；热源可采用电厂余热、废热或者天然气、煤气等，根据项目实际情况选择合适的热源。4.3.3.2  干化后物料含水率不宜大于 30。4.4  热解炭化系统4.4.1  一般规定4.4.1.1  污泥炭化的燃料种类及供应方式应结合项目的外部条件确定。4.4.1.2  污泥热解炭化过程产生的热解气应回收利用其热能，宜优先考虑全部就地燃烧处理。4.4.1.3  为保证系统安全稳定运行，可配置智能温度、压力、氧含量、流量等检测仪表，及监控、报警装置，实现系统自动控制。4.4.1.4  应具有完整的除臭、除尘、烟气处理系统，保证臭气、烟气的达标排放。4.4.1.5  应设置监测系统、自动控制系统、故障报警系统和应急处理安全保护系统。4.4.2  组成和分类4.4.2.1  污泥炭化系统可由污泥炭化设备、热解气循环利用设备、物料输送设备及冷却设备、送风及烟气收集处理设备等组成。4.4.2.2  污泥炭化可分外热式炭化和内热式炭化。4.4.3  设计要求4.4.3.1  炭化系统应该根据污泥的含水率、有机质、热值等进行优化设计。4.4.3.2  物料炭化停留时间宜为 30 min120 min。4.4.3.3  炭化后衍生的复合吸附材料含水率应不大于 3，固定碳含量不宜小于 12，强度不宜小于90，pH 值宜为 610。污泥减量化应不小于 80，进入储存仓前需冷却降温，以保证安全储存。4.4.3.4  应维持炭化系统微负压运行，炉膛内压力不应大于 -30 Pa。4.4.3.5  采用外热式炭化炉时，炭化过程中污泥的温度宜为 450650，外热室内温度宜为 550750；采用内热式炭化炉时，炭化温度宜为 5501000。33负荷宜为 90 kW/m3180 kW/m3。4.4.3.7  热解气的燃烧温度应不小于 900，排烟温度应不大于 180。4.4.3.8  炭化室应呈无氧环境，氧含量不应大于 100 ppm。4.4.3.9  炭化炉热效率不应小于 75。5  检测及过程控制5.1  根据项目设计及运行管理的要求，项目运行期间应实时检测运行温度、炉膛内压力、炉体转速、进出料口温度等主要控制参数，炭化设备内氧含量、系统的能耗指标等每日检测不宜少于 6 次。4DB34/T 343920195.2设备应保证密封及保温效果，防止有机废气逸散，设备外壁温度应控制工作环境温度 +30，每日检测不宜少于 1 次。5.3原泥检测要求：pH、含水率每日检测不宜少于 3 次，有机质、热值宜每周检测 1 次。5.4炭化材料检测要求：pH、含水率每日检测不宜少于 3 次，有机质、热值、固定碳等宜每周检测 1次，复合吸附材料的指标控制可参照附录 A。5.5宜对废气、废水中主要污染物指标宜实时在线检测，达到国家及地方的环境保护要求。废气污染物监测指标：烟气黑度、烟尘量、CO、SO2、NOX 等。废水污染物监测指标：pH、COD、氨氮、TN、TP、SS 等。5序号项目指标12BET 比表面积 m /g202水容量（）503TVOC（）34甲醛吸附率2序号项目指标（mg/kg干污泥）1总砷<752总镉<53总铬<1000DB34/T 34392019AA附录A（资料性附录）复合吸附材料的指标控制A.1  一般要求A.1.1  污泥热解炭化后形成的复合吸附材料应经冷却后，堆放、储存整齐，进行覆盖，宜室内存放。A.1.2  复合吸附材料呈黑色，颗粒状，经检测合格后可作为吸附材料、建筑材料辅材、土壤改良剂、低热值燃料、园林绿化材料、农用材料等。A.2  净化指标复合吸附材料应用时，材料的净化指标宜符合表A.1 的规定。表 A.1  净化指标要求表A.3  营养学指标材料的营养学指标应符合 CJ/T 309、GB/T 23486、GB/T 24600 的要求。A.4  卫生学指标材料的卫生学指标应符合 CJ/T 309、GB/T 23486、GB/T 24600 的要求。A.5  污染物指标A.5.1  污染物总量材料的污染物总量应符合 CJ/T 309、GB/T 23486、GB/T 24600 的要求，如表A.2 所示。表 A.2  污染物总量浓度限值6序号项目浸出液中危害成分浓度限值（mg/L）1铜（以总铜计）502锌（以总锌计）1003镉（以总镉计）0.54铅（以总铅计）25总铬56铬（六价）57烷基汞不得检出8汞（以总汞计）0.19铍（以总铍计）0.0210钡（以总钡计）5011镍（以总镍计）112总银513砷（以总砷计）514硒（以总硒计）115无机氟化物（不包括氟化钙）10016氰化物（以CN-计）5序号项目指标（mg/kg干污泥）4总铜<15005总汞<156总镍<2007总铅<10008总锌<40009苯并（a）芘<310矿物油<300011多环芳烃（PAHs）<6DB34/T 34392019A.5.2浸出毒性复合吸附材料应用时，材料的浸出毒性应符合表A.3 的要求。表 A.3重金属浸出毒性_7