DB13_T 2301-2015 市政污泥超临界水氧化处理技术规程(河北省).pdf

TCS 01.040.13 Z 05 DB13?可北省出htTA 方标准DB 13/T 2301-2015 市政污泥超临界水氧化处理技术规程Technical Specification for Treating Municipal Sludge by Superctical Water Oxidation Process 2015-12-25发布2016-02-01实施河北省质量技术监督局发布DB13/T 2301-2015 目。吕本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由廊坊市质量技术监督局提出。本标准主要起草单位:新奥科技发展有限公司、新奥集团标准与知识产权共享服务中心。本标准主要起草人:程乐明、王青、宋成才、宋庆峰、高志远、丰十娟、张雨忠、张德志、李景。I DB13/T 2301-2015 寻|-E司市政污泥超临界水氧化处理是指在超临界水状态(374.20C,22.1MPa)下，污泥与氧进行氧化反应，利用反归国料;在超|陆界水中良好的传质、传热性能，实现污泥阵解，是一项市政污泥请沾化、减量化、资源化的新技术。2015年7月29日，新奥超|临界水处理巾政污泥及危险废物技术通过河北省科技成果转化服务中心细织的技术鉴定，鉴定委员会专家认为，该技术在工艺、设备、耐腐蚀材料万面取得创新性成果为我国市政污泥及危险废物的处理提供了一条新途径，经济效益、环境效益和社会效益显著。该成套技术达到国际领先水平。II DB13/T 2301-2015 市政污泥超临界水氧化处理技术规程1 范围本标准规定了市政污泥超临界水氧处理的术语和定义、总则、预处理工序、超临界水氧化工序和产物分离工序的设备和技术要求以及污染物排放控制要求。本标准适用于市政污泥超临界水氧化处理的工艺设计、生产运行和污染物排放管理。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 212 煤的工业分析方法GB/T 213 煤的发热量测远方法GB/T 5085.3 危险废物鉴别标准浸归毒性鉴别GB/T 5468 锅炉烟尘检测方法GB/T 6920水质pH值的测运玻璃电极泣GB/T 7478水质坡的测定蒸饱和滴定法GB/T 7488 水质i:d:1生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法GB/T 7490 水质挥发西方的测定蒸馆后4-氨基安替比林分光光度法GB/T 10410 人工煤气和液化石油气常量组分气相色情分析法GB/T 11901 水质悬浮物的测定重量法GB/T 11903 水质色度的测定GB/T 11914水质化学需氧量的测定重路酸盐法GB/T 12208-2008 人工煤气组分与杂质含量测定方法GB/T 13200水质浊度的测定GB/T 14204水质炕基隶的测定气相色谱法GB/T 15555.4 固体废物六价路的测定二苯眼酷二月井分光光度法GB/T 16489水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法GB/T 18856.2水煤浆试验方法第2部分:浓度测定GB/T 1 8856.4水煤浆试验力法第2部分:表现J茹度测定GB/T 19077.1 粒度分析激光衍射法第一部分:通则HJ/T 27 固定污染源排气巾氯化氢的测定HJ/T 42 固定污染源排气巾氢氧化物的测定紫外分光光度法HJ/T 43 固定污染源排气中氢氧化物的测定盐酸菜乙二肢分光光度法HJ/T 56 固定污染源排气巾二氧化硫的测定腆量法HJ/T 57 固定污染源排气中二氧化硫的测定定电位电解法HJ/T 64.1 大气固定污染源f面的测定火焰原子吸收分光光度法HJ 77.2 环境空气和废气二日思英类的测定D813/T 2301-2015 HJ 269固定污染训排气中氧化硫的测定非分散红外吸收法HJ/T 398固定污染游、排放烟气黑度的测定林格曼烟气黑度因法HJ 543 固定污染拟废气录的测定冷原子吸收分光光度法(暂行)HJ 657气体和废气颗粒物中铅寺金属元素的测定电感相合等离子体质谱法HJ 685 固定污染拟废气铀的测定火焰原子吸收分光光度法HJ 693 固定污染拟废气氢氧化物的测定定电位电解法CJIT 221-2005 城市污水处理厂污泥检测方法JY/T 017现代分析仪器分析方法通则元素分析仪方法通则3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 市政污泥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豆豆田态物质，不包括栅渣、浮渣和沉砂池砂砾。3.2 超1面界水温度和压力分别高于水的临界点CTc=374.20C，Pc=22.1MPa)的水。3.3 超11面界水氧化在超临界水状态巾，市政污泥巾的有机质和氧发生氧化反应，实现有机质高分子物质阵解的过程。3.4 预处理对市政污泥进行的稀释、调温、剪tlJ等处理过程。3.5 运行检测在正常生产期间，对原料、巾问物及产物进行的频率不小于2次/天的周期性检测。3.6 控制检测在原料、工艺参数发牛:重大变化，可能影响处理效果时，对原料及产物进行的性能检测。3.7 污泥浆将市政污泥和水按一定比例混合制备的浆态物料。3.8 2 DB13/T 2301-2015 惰性灰泥市政污泥经超临界水氧化处理后得到的固体产物，其性质基本稳定。4 总则4.1 厂址选择厂士11宜选择在城镇污水处理厂附近，便于市政污泥的就近和快速洁沾处理。4.2 安全要求市政污泥超临界水氧化处理工艺设计及运行过程中，应严格遵循国家相关标准。5 市政污泥超临界水氧化处理工艺技工艺流程分为预处理工序、超临界水氧化工序和产物分离工序。工艺流程如图10氧化剂二工预处理工序超临界水氧化工序，-气体产物产物分离工序二+液体产物1 同体产物污泥b队仆/图1市政污泥超临界水氧化处理工艺流程图6 预处理工序6.1 预处理工序简述市政污泥从污泥产地运输至超临界水氧化处理市政污泥工厂，在污泥预处理车间进行污泥浆制备，市政污泥与水定量混合，通过物理剪切使其混合均匀，分离污泥浆中粒度大于40目的纤维状、团絮状或其他几何形状的大体积杂质物体，制备合格的污泥浆纤高压输送东加压后输送至超临界水氧化工序。6.2 设备及要求预处理工序所涉及的设备、相关操作参数及要求见表l。表1预处理工序设备及要求序弓设备名称操作参数反要求运输装青常温，常压1根据输远距离，污泥产量等因素选择输送装置，采时全封闭方式，防止运输过和中遗撒和臭昧外散。制浆罐/他适时温度范围为:常温到950C，常压:具有水、巾政污泥入口:具有豆豆切设备，史浆2 料混合均匀:采用全封闭方式，防止浆料飞溅和臭味外散。低压输送东适时温度范罔为:常温到950C，3MPa;泵前向设置过滤装置，防止人体积杂质物体3 进入泵体损坏设备。3 D813/T 2301-2015 表1(续)序口设备名称操作参数及要求杂质分离设备适用温度范阳为:常沮到95C，前11;可采用筛分、高心等国理的设备分离大体积物4 质:采用今封闭方式，防止浆料飞溅和臭味外散。适用温度范阳为:常温到950C，25MPa;泵前院设置过滤装置，防止大体积杂质物体3 高压输送泵进入泵体损害设备:制备fT格的污泥浆)Jn压至22.1MPa以上后，输送至超|临界水氧化反应系统。6.3 技术要求6.3.1 市政污泥原料进厂巾政污泥应进行来源地、数量等信且登记及性能检测，检测项口及检测万法按表2的规定进行。表2市政污泥原料性能检测项目及检测方法序号检测项目检测类型检测方法依据标准全水分运行检测重量$去CJ厅221中的第2草2 灰分控制检测缓慢灰化法GB/T 212a 3 发热量控制检测燃烧法GB/T 213a C 控制检测H 控制检测4 元素分析O 控制检测元素分析仪法JY/T 017 N 控制检测S 控制检测注暂采用煤的相关检测为法，待国家相关检测力法机府发布后，执行相应规元。6.3.2 市IJ浆用水6.3.2.1 市政污泥稀释用水量按式(1)进行计算:Ml=Mo(Tl)式巾:Mj一一稀释用水质量，单位为盹(1)Mo 市政污泥原料质量，单位为吨(1)Co一一市政污泥原料固体物质质量浓度，%;Cj 目标污泥浆浓度，0/0。6.3.2.2 稀释用水nJ采用一次水豆豆系统排放中水。6.3.2.3 稀释用水可包括常温水和高温热水两部分，其中，高温水的温度为60C250C，污泥浆温度直控制在400C950C。4 DB13/T 2301-2015 6.3.3 污泥浆物理性能要求污泥浆的物理性能要求和检测应符合表3的要求。表3污泥浆物理性能要求及检测l方法序口项目要求检测类型检测万法依据标准浓度宜控制在6%14%范围内运行检测十:煤和自十煤法GB/T 18856.2a 表现茹度宜控制在100mPs1000mPs范用内，日测运行检测旋转粘度11;2 GB/T 18856.4a 污泥浆苟且有良好的流动性3 同休物粒度不宜大于40目控制检测激光衍射11;GB/T 19077.1 注暂采用水煤浆的相关检测方法，待国家相关检测方法标准发布后，执行相应划定。6.4 其他要求6.4.1 设备清洗要求设备在临时或长期停止使用后应进行冲洗，保持系统清洁。6.4.2 草间环境要求市政污泥预处理车间应设置通风除臭装置，保证良好的操作环境。7 超|自界水氧化工序7.1 超|自界水氧化工序简述超临界水氧化工序在反应车间完成，污泥浆经过预热后和氧化剂通过喷嘴同时进入反应器，在反应器内发生超临界水氧化反应，获得反应产物，产物经热量回收后进入产物分离工序。7.2 设备及要求超临界水氧化工序所涉及的设备、相关操作参数及要求见表4。表4超临界水氧化工序设备及要求l子号设备名称操作参数及要求含氧化剂储存和输送装置:氧化剂可采山氧气或A雨氧气体:氧化剂须经高压输送泵或氧化剂供应系统压缩机加压后泵送至超|恼界水氧化反应器，氧化剂压力应至少高于反应器内压力0.5MPao 于民主机器热交换设备20MPa25MPa，令态物料污泥浆预热日泪度应达到800C4000C，预热污2 泥浆的能量IrJ利用反应产物携带的热量或外加热源。反阳器高泪高压设备，22.1MPa25MPa，500oC1000oC;预热日的污泥浆和氧化剂通过|民嘴3 的不同通道同时进入反应器，经|质嘴|质射泪合日，在反应器内发生l凹陷界水氧化反应。投热器20MPa25MPa，反应产物;而度通过换热降低主400C左右，IrJ采用两级或两级以上热交4 换实现:冷物和flrJ采用需要预热的原料。7.3 技术要求5 D813/T 2301-2015 7.3.1 氧化剂用量氧化剂的用量所不小于使市政污泥原料中有机质完全氧化的理论需氧量的100%，其中理论需氧量根据式(引进行计算。ill02科舍叫式中:m02一一理论需氧量，单T.为吨/吨浆料(t/t浆料);Ai 申守:干基污泥中可氧化元素i的含量(即为元素分析中元素i的含量)，单位为克/克Cg/g);Mi一一可氧化元素i的摩尔质量，单位为克/摩尔Cg/mol)Bi 每摩尔可氧化元素i的完全氧化所面氧气的化学计量数，无量纲:M02一一氧气的质量摩尔，申仲为克/摩尔Cg/mol)C1 申位浆料中的干基污汩的量，单位为吨/吨浆料t芽、料)0 7.3.2 超临界水氧化反应控制7.3.2.1 反应系统操作参数的调控应根据反应器内外部的温度、压力的监测数据以及气体和液体产物运行检测结果进行。气体和液体产物的运行检测项H和方法见表50表5气体和液体产物运行检测项目及检测方法)书号样品种类检测土页日单位检测力法依据机准二氧化碳%2 氯气%3 氧气%4-氧化碳%5 甲炕%6 乙炕%取样依据GB/T7 乙:院%12208-2008中4.5气体乙i夫气相巴谱分析法的规定进h;气体8%组成分析方法依据9 丙院%GB/T 10410的规10 丙烯%走进ho11 丙快%12 异J丁皖%13 正丁炕%14 新戊炕%15 正戊炕%16 pHm 玻璃电极法GB/T 6920 液体17 COD mg/L 主铭酸盐法GB/T 11914 7.3.2.2 仅依靠污泥的热值无法达到反应器温度要求时，可以通过高压泵向进入反应器前的污泥浆中或直接向反应器内加入高热值辅助燃料。6 DB13/T 2301-2015 7.3.3 热量回收反所产物携带的热量可通过以V方式回收:与相对低TI的污泥料浆换热，通过预热污泥浆实现高泪热量回收;与一次水成洁净水换热，获得高泪蒸汽:通过换热获得热水，作为制浆用热水、T艺用热水以及办公楼成生产车间冬季采暖用热源。8 产物分离工序8.1 产物分离工序简述超|陆界水氧化反应产物分高在阵压车间完成，降TI后的反应产物进入压力释放过程，系统压力降低实现气体的分高，然后利用机械设备实现液体产物和固体产物的分离。8.2 设备及要求产物分禹工序所涉及的设备、相关操作参数及要求见表60表6产物分离工序设备及要求序号设备名称操作参数及要求降压装置25MPa到常性，多级降l主，可采用管道阻力降)主、降)主阀门或闪蒸降j主等于段中的种或多种安现O2 气体分离装置常且到40C，前压。3 液回分离装置筒温1可采用沉降、挤压等物理分离原理的设备实现固体和液体的分离。8.3 技术要求正常生产期间气体和液体产物应进行性能监测，检测类型为运行检测，样品均在从产物排放U采集，检测项H和检测方法根据表5的规定进行。8.4 污染物排放控制要求8.4.1 大气污染物排放控制要求大气污染物排放检测项目均为控制检测，排放标准及检测方法应付合表7的规定。表7大气污染物排放限值及检测方法序号I虫 H单位限在检测方法依据标准l-氧化碳mg/m3 80 气相色谱法GB/T 10410 E典最法HJ/T 56 2 二氧化硫mg/m3 80 定电位电解法HJ/T 57 非分散主|外吸收法HJ269 3 烟尘mg/m3 20 锅炉烟尘检测方法GB/T 5468 4 烟气黑度林格堤黑度，级林格主主烟气黑度国法HJ/T 398 7 D813/T 2301-2015 表7(续)序号项目单位限值检测方法依扣标准二嗯英类ng TEQ/mJ 同位素稀释高分辨气丰R谱-高分辨5。lHJ77.2 质谱法盐酸菜乙主分光光度法HJ/T 43 6 氮氧化物mg/m 150 紫外分光光度法HJ/T 42 定电位电解沾HJ 693 7 氯化氧mg/m3 50 硫氨酸末分光光度11HJ/T 27 8 俑mg/m3 0.1 火焰原子吸收分光光度以HJ厅64.19 0 mg/m3 0.85 火焰原子吸收分光光度以HJ 685 10 才;kmg/m3 0.012 冷原子吸收分光光度11HJ 543 11 4泉mg/m3 4.3 电J惑梢fT等离子体质谱法HJ 657 8.4.2 水污染物排放控制要求水污染物排放检测项口均为控制检测，排放标准及检测方法应符合表8的规定。表871污染物排放限值及检测方法l予号功;日单位限值检测方法依据标准pH值6.0-9.0 玻璃电极法GB/T 6920 2 COD mg/L 50 重f各酸盐法GB/T 11914 3 BODs mg/L 10 有J释与接种法GB/T 7488 4 悬浮物mg/L 20 重量法GB/T 11901 3 挥发酣mg/L 0.5 蒸t留后4-氨基安替比林分)l;)(;度法GB/T 7490 6 氨象Lmg/L 15 蒸馆和滴;人i二法GB/T 7478 7 包度度30 硝释倍数法GB/T 11903 浊度分光)(;度法8 NTU 5 GB/T 13200 日视比浊法9 硫化物mg/L 1.0 亚甲基监分光)(;度法GB厅164898.4.3 惰性灰泥再利用检测指标惰性灰泥再利用控制指标检测项目均为控制检测，排放标准及检测方法应符合表9的规定。8 DB13/T 2301-2015 表9惰性灰泥再利用的控制指标及检测方法序口检测项口单位限值检测方法依据标准水分%50 空气十燥法GB/T211 2 碳含量%2 元京分析仪法aJY/T 017 电感梢介等离子体原子发射光谱以电感榈台等离子体质谱法3 作，)(以总仲l计)mg/L 100 七墨炉)泉子吸收光谱法火焰原子吸收光谱11.电感梢介等离子体原子发射光谱以电感梢介等离子体质i普11.4 辞(以总辞计)mg/L 100 七墨炉)泉子吸收光谱11.火焰原子吸收光谱法电感梢介等离子体原子发射光谱法电J惑梢介等离子体质谱法5 俑(以总俑计)mg/L GB/T 5085.3 1-1墨炉原子吸收光谱法火焰!泉子吸收光谱法电J惑梢介等离子体!泉子发射光谱法电感合等离子体质谱法6 铅(以总w+十)mg/L 3 1-1墨炉原子吸收光谱法重金属浸火焰原子吸收光谱法归试验电J惑祸介等离子体原子发射光谱法电J惑祸f干等离子体质谱法7 总路mg/L 15 1-1墨炉原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法8 恪(六价)mg/L 3 二苯碳酌二阱分光光度法GB/T 15555.4 9 炕士王7Rmg/L 不得检出a气相色谱法GB/T 14204 10*C以总*+)mg/L 0.1 电J惑祸f干等离子体质谱法电感祸f干等离了体原子发射光谱法电J惑祸合等离子体质谱法11 4皮(以总镀计)mg/L 0.02 石里炉囚子吸45Uc;诺法火焰原子吸收光谱法GB/T 5085.3 电J惑祸合等离子体原子发射光谱法电J惑祸合等离子体质谱法12 制(以总制+)mg/L 100 石墨炉原了-吸收光谱法火焰原子吸收光谱法9 D813/T 2301-2015 表9(续)序号检测项目单位限值检测方法依扣标准电感祸合等离子体原子发射光谱法电感稠合等高于体质谱法13 f且(以总ti，(i十)mg/L 5 石棋炉原于吸收光谱法火焰原子吸收光谱法电感梢介等离子体!泉子发射光谱11-14 总生民mg/L 5 电感梢fT等离子体质谱法七墨炉原子吸收光谱以14 重金属浸总Rmg/L 3 火娟原子吸收光谱法GB/T 5085.3 出试验石棋炉原于吸收光谱法15 时(以总时计)mg/L 3 原子荧光法电感搞合等离子体质谱法16 砸(以总晒计)mg/L l 石棋炉原于吸收光谱法原子荧光法无极氟化物(不包离子色谱法17 mg/L 100 扫氟化钙)18 氧化物(以cn计)mg/L 5 离子色谱法注不得检出指甲基来10ng/L，乙基禾20ng/L8.5 产物再利用8.5.1 气体产物气体产物主要为CO2、N2和O2，可高空排放。产物中二氧化碳经富集后可作为工业生产原料。8.5.2 液体产物液体产物为中水，可做系统循环水、工艺用水、制浆用水和园区绿化用水使用。8.5.3 固体产物固体产物为惰性灰泥，经简单晾晒后可作为路政免烧传原料使用。10