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绍兴市建筑泥浆处理工程绍兴市建筑泥浆处理工程 可行性研究报告可行性研究报告 编制单位:浙江水美环保工程有限公司 编制日期:2014 年 5 月 编制单位:浙江水美环保工程有限公司(盖章) 总工程师:田启平 环境工程 高级工程师 国家注册环保工程师 项目负责人: 刘 敏 环境工程 工程师 编写人员: 朱勤芳 给水排水 工程师 刘土发 环境工程 国家注册环保工程师 黄雪琴 环境工程 国家注册环保工程师 宋锋治 建筑结构 一级注册结构工程师 卞晓冬 电气工程 工程师 祝 娅 环境工程 工程师 郑 豪 环境工程 助理工程师 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 I 目目 录录 第一章第一章 总论总论.1 1.1 项目背景1 1.2 编制依据及设计规范2 1.3 编制原则4 1.4 编制范围及编制内容5 1.5 城市概况及自然条件5 1.6 建筑泥浆处理规划7 1.7 项目实施的必要性8 1.8 项目概要10 第二章第二章 建设规模及处理目标建设规模及处理目标.13 2.1 泥浆总量预测13 2.2 泥浆性质13 2.3 泥浆处理目标.13 第三章第三章 建筑泥浆处理方案论证建筑泥浆处理方案论证.14 3.1 国内有关建筑泥浆处理的政策14 3.2 建筑泥浆处理的一般方式14 3.3 泥饼处置出路概述15 3.4 泥浆处理方法选择17 第四章第四章 方案设计方案设计.26 4.1 工程规模26 4.2 工程目标26 4.3 工程方案26 4.4 平面布置及公共工程27 4.5 泥浆深度处理工艺设计29 4.6 结构设计31 4.7 建筑设计34 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 II 4.8 电气设计34 4.9 仪表设计37 4.10 主要设备表38 第五章第五章 环境保护环境保护.40 5.1 主要污染及处理方式40 5.2 污染控制对策措施44 5.3 环境保护工程46 5.4 回顾评价和后续评价47 第六章第六章 劳动保护与安全生产劳动保护与安全生产.48 6.1 劳动保护、安全生产48 6.2 安全生产措施49 第七章第七章 消防消防.51 7.1 消防设计原则51 7.2 消防设计52 第八章第八章 节能与防腐节能与防腐.54 8.1 节能.55 8.2 资源化利用56 第九章第九章 工程项目实施计划与劳动组织工程项目实施计划与劳动组织.58 9.1 实施原则与步骤58 9.2 组织机构与分工58 9.3 人员编制59 9.4 项目实施计划59 第十章第十章 工程投资估算工程投资估算.61 10.1 主要工程内容61 10.2 编制依据61 10.3 工程投资估算61 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 III 10.4 资金筹措.62 第十一章第十一章 组织机构与人力资源配置组织机构与人力资源配置.63 11.1 组织机构63 11.2 人力资源配置64 第十二章第十二章 生产成本与费用计算生产成本与费用计算.66 12.1 可变成本计算.66 12.2 固定成本计算.67 12.3 管理费用.67 12.4 固定资产折旧.67 12.5 处置成本核算表.68 第十三章第十三章 财务分析财务分析.69 13.1 财务经济评价.69 13.2 财务评价指标.69 13.3 财务分析结论.70 第十四章第十四章 工程效益分析工程效益分析.71 14.1 环境效益71 14.2 社会效益71 14.3 经济效益72 第十五章第十五章 结论结论.73 附图附图.74 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 1 第一章第一章 总论总论 1.1 项目项目背景背景 建筑泥浆与建筑垃圾、建筑废水一样,是建筑建造过程中的三大 废弃物。建筑泥浆自然状态下难以自然干化,造成施工现场泥浆满地, 污水难以管理,施工现场混乱;若直接外排,造成河道堵塞,严重影 响自然环境,对地下水和地表水产生不良影响,危害周围生态环境; 若不经处理直接外运倾倒填埋坑,直接增加车辆的运输成本和道路安 全,甚至可能引起填埋坑的决堤危险。 随着绍兴城市化进程的加快,市区每年有大量工程在建,施工所 产生的建筑泥浆也在大量增加。由于产生的源头多、管理环节多、责 任主体多,建筑泥浆往往无法得到正确处置,偷排入河的现象时有发 生,严重影响河道水质和水环境,市民对此反响强烈,一些市政协委 员对此也高度关注。在市两会上,有关市政协委员就专门提交了提案 关于加强市区建筑泥浆管理的几点建议,建议明确行业主管部门, 落实相关工作职责,实施建筑泥浆长效管理;实行准运资格制度,加 强建筑泥浆源头管理;加强处置去向管理,确保建筑泥浆管理实效; 探索资源化、减量化和无害化处理方式,实现建筑泥浆科学处置。市 民和市政协委员关于加强建筑泥浆管理的呼声引起了市政府的重视。 传统的建筑泥浆处置以简单地利用废弃渔塘或低洼农田直接填埋、 堆放为主,但建筑工地的土方、泥浆不同于工业垃圾,是有很大利用 价值,更是制砖的好材料。为此,绍兴市积极探索建筑泥浆处置利用 课题,目标是将建筑泥浆和渣土制作成砖瓦等建材成品。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 2 绍兴市政府成立了建筑泥浆处置领导小组,先后出台了绍兴市建 筑泥浆处置管理暂行办法等制度,全力解决建筑泥浆无害化、减量化 处理,减少对环境的影响。于 2013 年 6 月正式实施建筑泥浆的规范 化运输和集中消纳,但因后续的干化处置和资源化利用途径未能推进, 原集中消纳场所囤积已满。寻求有效的途径消纳、处置建筑泥浆迫在 眉睫。 1.2 编制依据及设计规范编制依据及设计规范 1.2.1 编制依据编制依据 1.绍兴市环境保护“十一五”规划(2020 年),2012 年 10 月,绍兴环保局 2.绍兴市城市总体规划(2020 年),2012 年 12 月,绍兴市 规划局 3.国家环境保护“十二五”规划,国发201142 号 4.绍兴市 811 环境保护新三年行动实施方案,2008 年,绍兴 市人民政府 5.浙江省城镇污水处理及再生利用设施建设“十二五”规划, 2011 年,浙江省发改委办公室 1.2.2 采用的主要设计规范采用的主要设计规范 1.城市排水工程规划规范GB50138-2000 2.室外排水设计规范(2011 年版)GB50014-2006 3.城市污水处理工程项目建设标准(修订)(2001 年) 4.城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 3 5.城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025-93 6.恶臭污染物排放标准GB14554-1993 7.生活垃圾卫生填埋技术规范CJJ 17-2004 8.锅炉大气污染物排放标准GB13271-2001 9.城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标 2005年 10.建筑设计防火规范GB50016-2006 11.民用建筑设计通则GB50352-2005 12.公共建筑节能设计标准GB50189-2005 13.建筑结构荷载规范GB5009-2012 14.混凝土结构设计规范GB50010-2010 15.建筑抗震设计规范GB50011-2010 16.构筑物抗震设计规范GB50191-2012 17.砌体结构设计规范GB50003-2011 18.建筑地基基础设计规范GB50007-2011 19.地基基础设计规范DGJ08-11-2010 20.建筑地基处理技术规范JGJ79-2002 21.地基处理技术规范DG/TJ08-40-2010 22.建筑桩基技术规范JGJ94-2008 23.钢结构设计规范GB50017-2003 24.冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002 25.钢结构高强度螺栓连接技术规程JGJ82-2011 26.建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002 27.3110kV 高压配电装置设计规范GB50060-2008 28.10kV 及以下变电所设计规范GB50053-1994 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 4 29.供配电系统设计规范GB50052-2009 30.低压配电设计规范GB50054-2011 31.电力工程电缆设计规范GB50217-2007 32.建筑照明设计标准GB 50034-2004 33.民用建筑电气设计规范JGJ16-2008 34.建筑物防雷设计规范GB50057-2010 35.城镇给水排水技术规范 GB50788- 2012 1.3 编制原则编制原则 1. 泥浆、泥饼同步处理的原则泥浆、泥饼同步处理的原则 泥浆与泥饼处理是建筑泥浆处理过程中的一个重要组成部分,其 处理程度是评价建筑泥浆处理好坏的重要依据,在确保建筑泥浆处理 的同时,必须同步考虑泥饼的后续处置。 2. 注重环境保护、注重资源利用的原则注重环境保护、注重资源利用的原则 在选择建筑泥浆处理方式的过程中,首先考虑环境与人类的协调 关系,将那些能够更好地与环境协调的处理方法放在首位。由于泥浆 的处理与处置对环境造成的二次污染不可能绝对避免,因此,应将泥 浆处理与资源利用相结合,尽可能减轻泥浆处理过程对环境的影响。 3. 处理与处置统一协调的原则处理与处置统一协调的原则 既要从技术、经济、社会、环境等角度对泥浆处理的方法进行综 合分析,降低泥浆的处理成本,同时又要根据泥浆的最终消纳利用情 况进行全面科学论证的基础上,因地、因时、因水制宜,正确处理好 泥浆处理与处置关系。 4. 统一规划、远近结合、突出重点原则统一规划、远近结合、突出重点原则 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 5 建筑泥浆处理工程必须结合规划,立足现状并兼顾远期需求,全 面规划,合理布局,突出重点,分步实施,满足环境保护和泥浆处理 可持续发展的需要。 1.4 编制范围编制范围及编制内容及编制内容 本工程的泥浆处理对象为绍兴市区(包括越城区、镜湖新区、绍 兴高新区、袍江开发区)建筑工地所产生的建筑泥浆,处理规模为 3000m3/d(75%含水率),处理目标使脱水后泥饼含水率降到 40%以 内,满足泥饼再生利用制砖的要求。 1.5 城市概况及自然条件城市概况及自然条件 1.5.1 地理位置地理位置 绍兴市位于浙江省中北部、杭州湾南岸。东连宁波市,南临台州 市和金华市,西接杭州市,北隔钱塘江与嘉兴市相望,位于东经 119 5303“至 1211338“、北纬 291335“至 301730“之间,属于亚热带季 风气候,温暖湿润,四季分明。全境域东西长 130.4 千米,南北宽 118.1 千米,海岸线长 40 千米,陆域总面积为 8273.3 平方千米。市区 总面积 2942 平方公里,人口 216.1 万(2013 年 11 月数据)。 绍兴已有 2500 多年建城史,是首批中国历史文化名城、联合国 人居奖城市,也是著名的水乡、桥乡、酒乡、书法之乡、名士之乡, 绍兴境内桥的数量是威尼斯的 5.5 倍,平均每 1000 平方米就有 6.3 座 桥。绍兴素称“文物之邦、鱼米之乡”。著名的文化古迹有兰亭、禹陵、 鲁迅故里、蔡元培故居,周恩来祖居,秋瑾故居,马寅初故居,王羲 之故居,贺知章故居等。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 6 绍兴交通便捷,境内有沪昆高速、绍诸高速、苏绍高速(中环线) 在建、嘉绍跨海高速(南北沿海大通道)、上三高速、诸永高速。 绍兴绕城高速:西线为沪昆高速、南线为上三高速复线绍诸高速、 东线为绍嘉通道、北线为杭州湾环线高速、全长约 160 公里(绍兴境 内约 130 公里),为浙江最大绕城。 1.5.2 自然条件自然条件 1. 水文条件水文条件 绍兴境内河道密布,湖泊众多,向以“水乡泽国”享誉海内外。 受山脉走向制约和亚热带季风气候影响,河流普遍具有流量丰富,水 位季节变化大,一年有两个汛期,上游水力资源丰富,下游多受海潮 顶托等特点。境内主要有汇入钱塘江的曹娥江、浦阳江、鉴湖水系; 浙东运河东西横贯北部,与南北向河流沟通,交织成北部平原区河密 率很高的河网水系。此外,上虞尚有部分河溪属甬江水系,诸暨尚有 很小部分属壶源江,经富阳直接注入富春江。 绍兴市总水资源量 65.69 亿立方米,比多年平均 63.78 亿立方米 增加 3%。其中地表水资源量为 63.56 亿立方米,占总水资源量的 96.80%。产水系数 0.53,产水模数 79.55 万立方米/平方千米。人均占 有水资源量 1500 立方米,比多年平均人均水资源量增加 2.30%。绍兴 市共有大中型水库 17 座,年末蓄水量 4.37 亿立方米,与 2008 年末蓄 水量(3.89 亿立方米)增加 12.40%。 2. 气候条件气候条件 绍兴市境地处亚热带季风气候区,季风显著,四季分明,气候温 和,湿润多雨。但由于地处中纬度,地形较复杂,小气候差异明显, 灾害性天气频繁。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 7 春季,冬、夏季风交替,太阳辐射增强,气温渐升,冷暖空气活 动频繁,春雨连绵,雨水增多,风向多变,天气变化大,常有倒春寒、 大风冰雹出现。梅雨季常年在 6 月中旬入梅,7 月上旬出梅,雨量相 对集中,常伴有暴雨,引起洪涝灾害。此时,温、湿同步增长。梅雨 结束后就进入盛夏高温季节,在西北太平洋副热带高压控制下,绍兴 市天气晴热、温度高、日照强、蒸发大,常会引起干旱(伏旱)。秋 季,北方冷空气逐渐影响,气温开始下降,常常是”一阵秋雨一阵凉”。 暑热渐消,多数年份秋高气爽,“十月小阳春”,但常受台风影响, 狂风暴雨,有些年也会出现“秋拉撒”天气,因此,秋季也是第二雨 季。冬季受冬季风控制,盛吹偏北风,寒冷、干燥,天气稳定,是一 年中温度最低、降水最少的季节。 3. 地质条件地质条件 绍兴全境处于浙西山地丘陵、浙东丘陵山地和浙北平原三大地貌 单元的交接地带,境内地貌类型多样,西部、中部、东部属山地丘陵, 北部为绍虞平原,地势总趋势由西南向东北倾斜。绍兴市地貌可概括 为”四山三盆两江一平原”,即会稽山、四明山、天台山、龙门山、诸 暨盆地、新嵊盆地、三界章镇盆地、浦阳江、曹娥江、绍虞平原。 绍兴市最高点为位于诸暨境内海拔 1194.60 米的会稽山脉主峰东白山, 最低点为海拔仅 3.10 米的诸暨”湖田”地区,中部多为海拔 500 米以下 的丘陵地和台地,绍虞平原平均海拔在 5 米至 10 米左右。地表江河 纵横,湖泊密布。在绍兴市境域面积构成中,按地域性质分:陆域面 积 8031 平方千米,河流海域面积 225 平方千米;按地域类型分:平 原面积 1514 平方千米,占土地总面积的 18.34%;盆地面积 1604 平方 千米,占 19.43%;丘陵面积 2644 平方千米,占 32.03%;台地面积 461 平方千米,占 5.58%;山地面积 2033 平方千米,占 24.62%。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 8 1.6 建筑泥浆处理规划建筑泥浆处理规划 1、规划原则规划原则 (1)因地制宜、注重资源利用的原则 (2)处理与处置统一协调的原则 (3)统一规划、远近结合、突出重点原则 2、规划目标、规划目标 综合考虑绍兴市区(包括越城区、镜湖新区、绍兴高新区、袍江 开发区)建筑工地所产生的建筑泥浆总量,根据现有泥浆处理设施能 力,形成与建筑项目及泥饼后期利用制砖相匹配的泥浆处理系统。达 到减量化、稳定化、无害化和资源化的目标。 3、建筑污泥处理方案、建筑污泥处理方案 根据绍兴市建筑泥浆分布、泥浆特点、泥浆规模,泥浆以集中处 置为主,近远期结合,同步实施,达到减量化、稳定化、资源化和无 害化的目标。泥浆脱水后泥饼处置方式主要有烧砖建筑利用、土地利 用、或填埋三种。 1.7 项目实施的必要性项目实施的必要性 随着城市发展速度的愈来愈快,建筑泥浆的产量也是日愈增多, 建筑泥浆的处理已经困扰城市规模发展的一个问题。据不完全统计, 自 2013 年 6 月至 2014 年 2 月,绍兴市建筑泥浆收纳范围内产生建筑 泥浆约 60 万方。由于后续处置未跟进,目前原消纳场所已无冗余容 量,积极探索与尽快建设建筑泥浆处置处置项目,寻找合适的路径进 行泥浆脱水干化,并予以资源化利用十分迫切与必要。 1. 是解决未来绍兴市建筑泥浆最终出路的需要是解决未来绍兴市建筑泥浆最终出路的需要 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 9 本工程之前,原建筑泥浆出路是,通过车辆、船舶将市区各工地 产生的建筑泥浆暂运至指定区域贮放。由于泥浆只贮放而没有做后期 的固化减量处理,随着泥浆产量的增多,原贮存区域已无法满足新增 泥浆的贮存,同时随着贮存量的增加,有可能引起填埋坑的决堤危险。 近年来,随着泥浆相关的一系列规划出台,技术政策和技术标准 逐渐完善,泥浆土地填埋将会受到越来越多、越来越严格的限制,周 边填埋场也基本不再接收泥浆填埋。因此目前泥浆出路主要考虑建材 利用进行制砖,而采用普通机械浓缩脱水后,泥浆脱水泥饼含水率无 法有效降低,后续干化等措施费用较高。制砖厂不愿意接收这种含水 率较高的泥饼,因此急需对泥浆进行深度脱水,解决泥饼出路问题, 同时泥饼含水率降至 40%以下,泥浆体积减少 65%,也将使泥浆外运 成本以及处置成本大大降低。 2. 是贯彻国家相关政策、加强环境保护,切实避免二次污染的需是贯彻国家相关政策、加强环境保护,切实避免二次污染的需 要要 泥浆处理应遵循源头削减和全过程控制原则,根据泥浆最终安全 处置要求和泥浆特性,选择适宜的泥浆处理工艺,实施泥浆处理全过 程管理,要求泥浆处理建设的同时,必须同时做到“水、气、渣”的全 面达标。而目前绍兴市区建筑泥浆的处理方式,会对社会造成负面影 响,本项目的建设,将从根本上解决泥浆带来的二次污染问题。 3. 是实现建筑泥浆稳定化、减量化和无害化处理的需要是实现建筑泥浆稳定化、减量化和无害化处理的需要 建筑泥浆是城市发展的必然产物,建筑泥浆的含水率高、易沉积、 难自然干化。这些建筑污泥如不经减量、稳定、无害化的工艺进行处 理,将对周边环境产生严重的二次污染,如污染物进入食物链,将对 部分区域广大群众的健康形成威胁。目前绍兴全市的建筑泥浆减量化 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 10 能力严重不足,未经减量泥浆将占用大量土地,简单的填埋存在诸多 隐患,泥浆含水率高其承载力较小,影响车辆和填埋机械正常进场作 业等原因导致填埋场无法接受城市发展所产生的大量泥浆。本项目的 建设,将最大限度地使污泥稳定化、减量化、无害化,避免建筑泥浆 对环境的二次污染。 4. 是促进节能减排和污泥资源化利用的需要是促进节能减排和污泥资源化利用的需要 建筑泥浆都是污染物,在国家节能减排政策的贯彻执行过程中, 泥浆中的污染物经过处理后都转移到泥饼中。实现 COD 的减排不仅 要对泥浆泥水进行处理,对泥饼也应进行处理减排。在可持续性发展、 循环经济的发展路线推动下,城市需要尽可能地挖掘和利用类似泥浆 这种可循环利用的资源。实现“变废为宝”,进一步促进绍兴市经济 发展过程的节能减排和资源利用。 本项目的建设,将采取科学合理的方案使泥浆含水率从 75%降到 40%以下,泥浆体积量削减约 65%。而从泥浆中去除同样多的水,深 度脱水工艺的能耗要远低于热干化工艺,其初期投资也较最便宜的热 干化工艺为低。建筑泥浆深度处理后,再去进行后续处理,将大大节 约运行能耗,减少投资,响应了国家节能减排的号召。 本项目的建设,可以使处置后的泥饼满足建材利用的要求。同时 也为绍兴市乃至全国的建筑泥浆的资源化处置作探索。 综上所述,绍兴市的建筑泥浆深度脱水处理是十分迫切,也是非 常必要的。 1.8 项目概要项目概要 1.处处理理规规模模 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 11 本工程处理规模为泥浆量 3000m3/d(平均含固率不高于 25%), 年处理能力为 80 万 m3(平均含固率不高于 25%)泥浆规模。 2.拟拟建建设设地地点点 绍兴市越城区孙端镇皇甫庄村 3.项项目目投投资资单单位位 本项目由绍兴市水务集团有限公司、绍兴袍江建设投资有限公司 和绍兴德昌源建材有限公司共同投资组建 “绍兴市建设副产品再生 利用有限公司 ”作为实施主体。 4.建建筑筑规规模模 根据选址现场情况,可借用目前已经有的 100 万立方的大坑作为 建筑泥浆进场储泥池,本项目占地面积为 20 万平米,总建筑面积 2500 平方米。其他具体需建设内容如下: 1、地面储泥池一个 (项目后项建造) 规格:直径 24 米,深 5 米,计 2260 立方米。 2、调质池两个 规格:直径 7 米,深 9 米,计 345 立方米 3、脱水车间一座 规格:长 52 米,宽 24 米,高 13.5 米,计 1250 平方米 4、污水提升泵房 一座 规格:长 8 米,宽 5 米,高 5 米 5、综合办公楼一座 规格:长 32.4 米,宽 12.9 米,高 8 米 6、进场道路及围墙 新建道路面积 2000 平方米 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 12 5.工工程程投投资资 建安工程费用: 1200 万元 设备购置、工程安装费: 1700 万元 工程建设其他费: 300 万元 预备费: 180 万元 建设期货款利息: 120 万元 工程总投资:工程总投资: 3500 万元万元 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 13 第二章第二章 建设规模及处理目标建设规模及处理目标 2.1 泥浆总量预测泥浆总量预测 2.1.1 建筑泥浆建筑泥浆量计算参数量计算参数 城市建筑泥浆产生量主要受城市发展的速度与规模影响,据不完 全统计,绍兴市区 2013 年 6 月-2014 年 2 月共集中消纳建筑泥浆约 60 万立方米,考虑数据统计不完善及原消纳建筑泥浆的后续处置等因素, 建议项目暂按每年 80 万立方米,日处理 3000 立方米的规模进行设计。 2.2 泥浆性质泥浆性质 本工程所指建筑泥浆,主要是指建筑钻井所产生的泥浆。其泥 浆浓度在 2028%,该泥浆呈现流动状态,生物性质相对稳定。 2.3 泥浆处理目标泥浆处理目标 泥浆包括脱水后泥饼的处理及处置合理与否,将直接影响泥浆处 理工程的最终效果。对泥浆处理过程中产生的泥饼既要采取工程措施 防治泥饼对环境造成二次污染,又要对脱水后泥饼进行综合利用。 本工程建成后,泥浆处理须实现如下工程目标:采取工程措施处 理泥浆,使脱水后泥饼含水率降到 40%以内,满足泥浆脱水后泥饼的 建材利用要求。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 14 第三章第三章 建筑泥浆建筑泥浆处理方案论证处理方案论证 3.1 国内有关建筑泥浆处理的政策国内有关建筑泥浆处理的政策 随着国家对环保要求的提高,建筑泥浆处理问题日益显著。近年 来 ,我国投入了大量的资金对泥浆处理技术进行研究和开发,在泥 浆处理技术领域取得了一定的科技成果,并逐步制定和完善了一系列 政策、法规。 政策指出:地方人民政府是泥浆处理设施规划和建设的责任主体; 泥浆处理设施运营单位负责泥饼的安全处理。泥浆处理必须同时满足 泥饼处置的要求,达不到规定要求的项目不能通过验收;目前泥浆处 理设施尚未满足处置要求的,应加快整改、建设,确保污泥安全处置。 导则中规定泥浆脱水后泥饼的处置分类包括(1)土地利用(2) 填埋(3)建筑材料利用。建筑泥浆处理的目标是实现泥浆的减量化、 稳定化和无害化;鼓励回收和利用泥浆中的能源和资源。坚持在安全、 环保和经济的前提下实现泥浆的处理和综合利用,达到节能减排和发 展循环经济的目的。 3.2 建筑泥浆处理的一般建筑泥浆处理的一般方式方式 建筑泥浆的处理与处置是相互影响的,不论采用何种泥浆处置方 法,都需要有适当的泥饼(脱水后泥浆)处理措施,因此必须根据泥 浆的性质,综合考虑泥浆处理与处置方法,从而确定泥浆处理方案, 以满足泥浆处置的要求。 目前,国内建筑泥浆处理的方法众多,综合国内污泥脱水形式, 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 15 主要分为三种形式,一是带式压滤机脱水,二是离心机脱水,三是高 压隔膜板框式压滤深度脱水。 在考虑选用某种泥浆处理方法时,要从环境安全、资源投入、资 源产出和收益影响比几个方面来考虑泥饼处理方案,同时兼顾环境生 态、社会效益和经济效益三者之间的平衡。不管采用哪一种泥浆处理 措施都需要考虑投资和运行成本和经济承受能力,要在设备投资、运 行费用、地价和人力价格等基础上对处理方法加以综合评估。各地区 在处置泥浆时要根据当地地理环境、经济水平、技术措施、交通运输、 能源、泥饼利用市场和容量等因素,随着公众认识的提高和兴趣的改 变而发生变化。 泥浆处理的优先顺序是减容、利用、废弃,且经泥浆减量化、稳 定化、无害化处理后作为资源回用已经成为主流。 3.3 泥饼处置泥饼处置出路概述出路概述 3.3.1 国内常用的国内常用的泥饼泥饼处置出路处置出路 目前国内常用的泥饼处置出路有: 1土地利用土地利用 泥浆的土地利用是指经过脱水处理的建筑泥浆泥饼或泥饼产品应 用于围垦造田,可有效资源利用,防止水地流失。目前国内建筑泥浆 多直接排放,造成河道淤泥堵塞,还造成大量水地流失。泥浆泥饼的 处理技术和实际应用,在泥浆有效脱水后,其泥浆泥饼可用于围垦造 田,不仅解决了泥浆出路,同时使得泥浆的利用资源化,产生一定的 经济效益。但泥浆土地利用受限于地域环境、泥浆运输成本,同时受 限泥浆的泥质,特别是重金属含量不得超过国家的有关规定,同时存 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 16 在一定的潜在风险,如果施用不当,很容易造成环境的二次污染。 2卫生填埋卫生填埋 泥浆卫生填埋场中泥浆的处置工艺采用卫生填埋技术,即在利用 自然界代谢功能的同时,通过工程手段和环保措施,使泥浆安全消纳, 并逐步达到充分稳定的处置效果。 泥浆的填埋处置主要可以分为两类,即在专门填埋污水污泥的填 埋场进行填埋处置,或者可以和生活垃圾(固体垃圾)在城市固体废 物(MSW)填埋场进行填埋处置。泥浆在城市固体废物填埋场进行填埋 处置主要有两种类型:泥浆/固体废物混合填埋、泥浆作为垃圾填埋场 覆盖土。 建筑泥浆脱水后泥饼做为垃极填埋场覆盖土时,除满足卫生学指 标外,尚需满足含水率不大于 45%的要求。 由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的日趋减少等,对填 埋处置技术标准要求越来越高,许多国家和地区甚至坚决反对新建填 埋场。近年来国外泥浆填埋处置所占比例越来越小。 3建材利用建材利用 建筑泥浆脱水后泥饼作为建材的原料,一般包括用作制陶粒、制 砖材和制轻质骨料等。我国也正在尝试,有条件的地区应积极推广泥 饼建材综合利用。 建筑泥浆脱水后泥饼的建材利用是一个资源化过程,要真正使其 进入良性循环,在降低泥浆处理成本的同时,能保证建材本身的产品 质量,稳定消纳量,为建材市场所接受。 3.3.2 泥饼泥饼处置出路分析处置出路分析 城市建筑泥浆的处置方法因国家地区情况的不同而异。从环境污 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 17 染、卫生安全和经济方面等因素考虑,无论哪种泥浆处置方式都存在 利弊。泥浆处理应综合考虑泥浆泥质特征、地理位置、环境条件和经 济社会发展水平等因素,因地制宜地确定泥浆处置方式。本项目泥浆 的最终处置,结合绍兴市建筑泥浆性质特点、泥浆处理技术水平及绍 兴市孙端镇的实际情况,在参考国外发达国家经验的基础上,结合实 际情况走循环经济之路,考虑选择制作建筑材料(烧砖制材)为泥浆 脱水后泥饼的最终处置方式。 3.4 泥浆处理方法选择泥浆处理方法选择 3.4.1 泥浆泥浆处理方法概述处理方法概述 泥浆处理是指为了满足泥浆进入环境消纳的要求而需采取的必要 措施,以使泥浆在处置过程中不会对环境产生有害的影响,只有处理 得当的泥浆,才能够保证其在环境中处置时最大程度地避免有害影响 的产生。泥浆的处理办法,主要取决于泥浆处置后的泥饼后期利用方 式,本项目处置后泥饼将用于建材利用(烧砖制材),其泥浆处置须 采用深度脱水方法。 所谓深度脱水是指泥浆脱水后泥饼含水率达到 50%以下,特殊条 件达到 40%以下水平的泥浆脱水。深度脱水前应对泥浆进行有效调理, 其调理作用机制主要是对泥浆颗粒表面的有机物进行改性,降低泥浆 的水分结合容量;同时降低泥浆的压缩性,使泥浆满足高压力脱水过 程的要求。 调理方法主要有化学调理、物理调理和热工调理等三种类型。化 学调理所投加化学药剂主要包括无机金属盐药剂、有机高分子药剂、 各种污泥改性剂等。物理调理是向被调理的泥浆中投加不会产生化学 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 18 反应的物质,降低或者改善污泥的可压缩性,采用物质主要有:烟道 灰、硅藻土、焚烧后的污泥灰、粉煤灰等。热工调理包括冷冻、中温 和高温加热调理等方式,常用是高温热工调理。高温热工调理可分成 热水解和湿式氧化两种类型。 3.4.2 泥浆泥浆处理方案确定处理方案确定 目前,泥浆处理主要的方式有土地利用、卫生填埋、建材利用、 干化焚烧等。 建材利用是目前比较理想的泥浆处理方式,政策应对泥浆的综合 利用予以鼓励和支持,推广泥浆的建材利用。深度脱水处理后的泥饼 送至制砖厂,作为制砖替代原料之一。 本工程建议采用泥浆泥浆深度脱水深度脱水技术对绍兴市建筑泥浆进行处理。 泥浆脱水后减量化效果明显,含水率低,且能满足与后续泥饼处置衔 接的要求。 3.4.3 泥浆泥浆深度脱水方案比选深度脱水方案比选 综合国内泥浆脱水形式,主要分为三种形式,一是带式压滤机脱 水,二是离心机脱水,三是板框式压滤脱水。带式压滤机由于滤后泥 饼含水率高(不利于泥饼后期堆放与循环利用)、单台设备产量小、 同时设备投资大、作业环境相对较差等点,已属于落后淘汰技术工艺 不予考虑。离心泵占地空间小,土建成本低,但单机设备投资大,运 成成本(如电耗、药剂损耗)高,对设备操作人员素质要求高,同时 国内离心机技术上仍存在各种问题,后续设备维护管理、设备生产管 理上难度均较大。板框压滤机土建、设备投资大,作业环境相对较差, 但运行成本低,设备操作简单、单机产量大,滤后泥饼含水率低,板 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 19 框压滤机设备技术、工艺技术在国内均非常成熟。安排对离心机和板 框压滤机进行中试,以确定较为合适的处置方案。 3.4.3.1 离心机离心机处置处置试验试验 离心脱水工作原理是:泥浆经进料管和进料区(螺旋出料口)进 入转鼓,在高速旋转产生的离心力作用下,比重较大的固相颗粒沉积在 转鼓内壁上,与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积在转鼓内壁 上的固相颗粒刮下并推出排渣口。分离后的清液经液层调节板开口流 出转鼓。螺旋与转鼓之间的相对运动,也就是差转速是通过差速器来 实现的,其大小由差速器联接的副电机来控制,从而实现了离心机对 物料的连续分离过程。 工艺流程是:泥浆经振动筛去除0.5mm 的大颗粒,再将泥浆注 入混合池后经进泥泵(该泵为容积泵为佳)进入离心机分离,该套系 统可有两种方案,第一种:分离效果,加 PAM(絮凝剂)使出液达 到半透明状态;第二种,分级效果,不加 PAM,可将大于 1020 微 米颗粒尽量去除,达到循环使用的要求。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 20 3.4.3.1.1试验时间试验时间 采取现场泥浆脱水设备脱水中试和实验室试验。2012 年 9 月 28 日-29 日在越西路北延伸段工地,采用的是桥桩建筑泥浆,10 月 10 日 -11 日在袍江越兴路工地,为环线工程东线桥桩泥浆。因其泥浆的特 殊性,设备厂家将泥浆拿回去进行实验室试验,为进一步掌握绍兴市 区泥浆类别及分布特性,10 月 16 日分别对城南、生态园区、城西及 镜湖等 6 个建筑工地进行泥浆取样和实验室小试。 3.4.3.1.2试验设备及技术参数试验设备及技术参数 本次试验采用的是上海市离心机械研究所有限公司的 LW350*1550NY 移动式污泥脱水装置,其技术参数为:转鼓直径 350mm;转鼓转速 3700r/min;有效工作长度:1550mm;最高转速: 3700r/min;主电机功率:15kw;机器转速采用变频器无级调速,液 压差速器差速可调范围:225r/min,带有自动反馈装置,可以根据 负载变化,自动调节差速;液压差速器电机功率为 11kw。 3.4.3.1.3试验过程及数据分析试验过程及数据分析 越西路延伸段工地现场试验按不加助剂、添加助剂进行,其中助 剂又分阴离子 PAM 助剂和阳离子 PAM 助剂,试验中我们采用了 4 种 PAM 药剂,两种为价格比较便宜的阴离子药剂,两种价格比较贵 的曹娥江水厂在使用的阳离子药剂。 建筑泥浆固体主要成分为黏土,有机物含量很低,只有 3.29%(w/w)绝干基。在不加助剂的试验过程中,建筑泥浆通过离心 分离后,有部分固体粒径比较小沉降能力有限的随液相逃逸,粒径比 较大的固体从离心机的固体端排出。分离后的液相浑浊,排出固相含 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 21 固率在 60%(w/w)以上。添加助剂的试验中,我们选用的阴离子 PAM,经离心机分离脱水后,建筑泥浆中的固体得到很好的絮凝,分 离液相基本澄清,排出固相含固率大于 50%(w/w),分离液效果理 想,且药剂用量不大,消耗干药量约为 2Kg/ds 左右。但添加阳离子 PAM 虽然可以得到差不多的效果,但药剂用量比较大,不符合经济 处理原则。从越西路工地试验数据表明,使用阴离子 PAM 可以满足 高效分离脱水要求。 在相同的运行状况下,建筑泥浆不加 PAM 的脱水排渣含固率要 高于加 PAM 的脱水排渣,主要是由于加 PAM 后分散系中的所有固体 均被 PAM 吸附架桥絮凝,其中会含有一定量的间隙水,这种形态的 间隙水由于稳定的絮凝结构,通过机械挤压无法完全脱出,所以排渣 含固率相对较低。 同样我们也做了扭矩增大对比试验,发现扭矩增大出泥含固率 是相对提高了,但数据变化不是特别明显。药剂增大对比试验中,发 现药剂只有加到适当的量,有个加药最佳点,加少出水混浊,加多也 可能导致清液浊度偏高,并且明显粘稠,而含固率相对变化不大。试 验还发现,原液浓度越高,出泥含固率相对增高。 袍江越兴路工地泥浆明显不同于越西路工地的黄色泥浆,呈黑 色,经 PH 试纸检测,呈碱性,PH 达 9.5。现场试验车上的阴离子试 验无法使泥浆絮团,而使用水厂提供的阳离子能絮团,但药剂用量非 常大,10 日上午打桩 20m 左右的泥浆阳离子使用量在 8-9kg,10 日下 午打桩 10m 左右的泥浆阳离子使用量也在 3Kg 左右,成本非常高。 为此,设备厂家拿泥浆样品回厂里,找来 PAM 供货商共同做试验, 在对泥浆进行调酸后,通过不同型号的阴离子 PAM 试验,确定二种 阴离子药剂比较适合灰色泥浆絮团,形成的絮团很大,抗剪切力强, 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 22 再絮凝效果好,且阴离子的药剂使用量较小,为 3kg/tds。 为进一步了解绍兴市区建筑泥浆特性,10 月 16 日分别对城东、 城南、城西、镜湖等 6 个打桩的建筑工地泥浆进行了取样,除城西鹅 镜安居房工地建筑泥浆呈黑色,镜湖御香园工地建筑泥浆呈青色外, 其余几个工地基本以黄色为主,从打桩人员处了解到,不同地层深度, 有时打出的泥浆颜色会有变化,在黄、黑色之间变化。从实验室检测, 这批建筑泥浆 PH 基本在 6.5-7.5 之间,在不加酸处理情况下,用 PAM 厂家确定的二种阴离子药剂处理絮团效果较好,且药剂使用量 在 1.5-2kg/tds。说明所选用的阴离子药剂比较适合建筑泥浆脱水处置。 3.4.3.2 高压隔膜压滤机处理方案试验高压隔膜压滤机处理方案试验 3.4.3.2.1试验目的试验目的 为了进一步了解建筑泥浆采用板框压滤机脱水的实际效果,掌握 运行成本情况,为工艺设计、运行成本核算等提供依据。 3.4.3.2.2试验单位试验单位 本次试验由杭州兴源过滤科技股份有限公司负责,由杭州兴源过 滤科技股份有限公司提供试验所需的试验设备、试验药剂等。 3.4.3.2.3试验内容试验内容 在绍兴市建设工程副产品循环利用中心现场对建筑泥浆进行压滤 试验。记录分析好处理泥量、加药量、用电量、用水量、进泥含水率、 出泥含水率、滤液 COD、滤液 PH、滤液浊度等指标数据。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 23 3.4.3.2.4试验设备试验设备 试验设备 物料预处理系统1.2m3搅拌罐、药剂投加系统、潜水泵一台 物料进料系统高、低压进料泵两台 脱水板框压滤机X20MZG6/800-UK,一台 隔膜压榨系统高压隔膜水压榨系统一套 气源处理系统螺杆式空压机一台,储气罐一台 滤液,滤饼处理系统接液、接泥盘槽一台 3.4.3.2.5试验药剂试验药剂 3.4.3.2.6试验运行数据试验运行数据 批次 泥浆投 加量/kg 泥浆 浓度 压滤机 实际进 料量 /kg 药剂 (石灰) 投加 量/kg 药剂 (PAM) 投加 量/g 药剂 (PAM) 投加 量/kg 滤饼 含水率 滤液 浊度 滤液 CODcr 1#500 2030% 4150.6600.6410.42 未测 2#500 2030% 4650.6600570.4 未测 3#500 2030% 4382.5600 37(黑) 38(白) 0.4756 4#500 2030% 4250600 38(黑) 38(白) 0.9851 批次 低压进 料时间 低压进 料时长 /min 低压时 料压力 /bar 高压时 料时间 高压进 料时长 /min 高压时 料压力 /bar 压榨 时间 压榨时 长(min) 压榨压 力/bar 总运行 时长 /min 1#9:4733 56 10:2027 810 10:47381298 2#13:4375 56 000075 3#8:3317 56 8:5050 810 9:4020 1015 87 4#11:0510 56 11:1565 810 12:2025 1015 100 注:2#批次试验未进行高压进料,未进行二次隔膜压榨。 加药量根据药剂小试情况确定,实际生产时因搅拌不均等现象的存在, 使用量会有一定损耗。 试验药剂 PAM 10kg(配药浓度:2) PAC 1kg(干粉) 石灰10kg(干粉) 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 24 3.4.3.2.7试验运行数据对比试验运行数据对比 1、药剂与含水率对比数据: 试验药剂与含水率对比关系 试验组批次含水率 投加石灰、PAM、PAC 41% 投加石灰、PAM3738% 投加PAM 38% 2、药剂与运行时间对比数据: 试验药剂与运行时长对比关系 试验组批次总运行时长(min) 投加石灰、PAM、PAC 98 投加石灰、PAM 87 投加PAM 100 3、二次隔膜压榨与含水率对比数据: 二次隔膜压榨与含水率对比关系 试验组批次含水率 二次隔膜压榨试验(1#) 41% 二次隔膜压榨试验(3#)3738% 二次隔膜压榨试验(4#) 38% 无二次隔隔压榨试验(2#) 57% 3.4.3.2.8试验现场照片试验现场照片 1、滤液:滤液清澈,开始出水量大,出水量较好,过滤后期出水量一般;二次 隔膜压榨时水流一般。 过滤时出液情况: 二次隔膜压榨时出液情况: 2、滤饼:滤饼成形很好,饼层厚度均匀,未压榨前饼厚约 30mm,压榨后饼厚 2025mm。滤饼比重大,不粘滤布易脱饼。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 25 3.4.4 泥浆泥浆深度脱水工艺的选择深度脱水工艺的选择 综上所述,通过试验结果表明板框压滤机较为理想,原因如下: 一是板框压滤机处理后的泥饼含水率比离心机低 5%左右,这更有利 于后续制砖环节的工艺处理;二是板框压滤机药耗相对较低,其药耗 为离心机的一半不到,这有利于成本控制;三是管理上板框压滤机比 较简单,板框压滤机各方面技术已比较成熟,而国内离心机技术上仍 存在问题,后续管理上难度较大。本项目建议选择采用高压隔膜板框 压滤机及其相关工艺作为泥浆深度脱水工艺较为合理。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 26 第四章第四章 方案设计方案设计 4.1 工程规模工程规模 本工程处理规模为泥浆量 3000m3/d(平均含固率不高于 25%)、 年泥浆量 80 万立方米(平均含固率不高于 25%)。 4.2 工程目标工程目标 本方案的目标是拟将绍兴市区(包括越城区、镜湖新区、绍兴高 新区、袍江开发区)产生的建筑泥浆进行深度脱水,脱水后的泥饼含 水率不高于 40%,并满足建材利用的要求。 4.3 工程方案工程方案 根据本工程的设计规模以及处理目标,本工程拟采用高压隔膜板 框压滤机及其工艺作为本工程的深度脱水工艺,将建筑泥浆由原来的 80%左右含水率降低至 40%以下,大大减少泥浆外运量及泥饼最终处 置成本,最终外运进行建材利用。 本工程拟选用 8 套(压滤面积 800m2)高压隔膜板框压滤机,单 台处理能力为 430m3/d 污泥(24 小时运行),满足本工程的污泥处理 规模,并预留发展余量。 配置一个 2260m3储泥池(项目后期建造),便于今后直接接收 车运泥浆。配置两个 345m3泥浆池用作絮凝调质池,轮换进泥加药调 质便于生产的连续、稳定运行,单个调质池泥浆量可满足 8 台压滤机 同时过滤一个批次的泥浆量。泥浆池中配置一台立装浆叶式搅拌器。 泥浆在调质池中经加药调质后。利用高压泵将充分调理混匀后的泥浆 泵入高压隔膜板框压滤机进行压滤脱水,压榨脱水后的污泥含水率降 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 27 至 40%以下。泥饼通过压滤机下的导料仓,直接导溜至其下的螺旋输 送机中,通过输送机将泥饼送至堆泥棚中集中堆放,再通过铲车将泥 饼铲送至指定烧砖送泥区域,作为烧砖用材利用。配置一个污水提升 泵房,收集滤液用于滤布和管道冲洗,其余废水纳管排放。高压隔膜 压榨用水回流压榨水储箱中,保证工艺中各路水源利用,以作为资源 最大化利用。 本工程工艺流程如下图: 新增泥浆来 储泥池 2260m3 调质池 345m3 泵 泵 待处理泥浆来 脱水机 脱水机 脱水机 脱水机 脱水机 泵 泵 泵 泵 泵 泥饼去 泥饼去 泥饼去 泥饼去 泥饼去 滤液排去 加药装置 泵 调质池 345m3 脱水机 泵 脱水机 泵 脱水机 泵 泥饼去 泥饼去 泥饼去 堆 泥 棚 高压隔膜板框压滤机深度脱水工艺流程图 图 4-1 4.4 平面布置平面布置及公共工程及公共工程 4.4.1 平面设计平面设计 本工程拟选址为绍兴市孙端镇皇甫庄村,位于绍兴德昌源建材有 限公司隧道砖窑厂边上。本项目占地面积为 20 万平米,总建筑面积 2500 平方米。 总平面布置详见下图。 绍兴市建筑泥浆 处理工程可行性研究报告 28 污泥污泥深度深度处理工程平面布置处理工程平面布置总平总平图图图图 4-2 在满足工艺流程顺畅简洁、合理的前提下,力求布局紧凑,并充 分注意节省占地,降低工程造价。 平面布局必

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