绍兴市建筑泥浆处理工程项目可行性研究报告.doc

绍兴市建筑泥浆处理工程项目1.1 项目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。 1.3 编制原则1. 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1.5.1 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1195303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1. 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。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%。1.6 建筑泥浆处理规划1、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1.处理规模本工程处理规模为泥浆量3000m3/d（平均含固率不高于25%），年处理能力为80万m3（平均含固率不高于25%）泥浆规模。2.拟建设地点绍兴市越城区孙端镇皇甫庄村3.项目投资单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.建筑规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5.工程投资建安工程费用： 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： 3500万元10第二章 建设规模及处理目标2.1 泥浆总量预测2.1.1 建筑泥浆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。74第三章 建筑泥浆处理方案论证3.1 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，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 泥饼处置出路概述3.3.1 国内常用的泥饼处置出路目前国内常用的泥饼处置出路有：1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3.4.1 泥浆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 离心机处置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。3.4.3.1.1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，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3.4.3.2.1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。3.4.3.2.4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PAM10kg（配药浓度：2）PAC1kg（干粉）石灰10kg（干粉）3.4.3.2.6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CODcr1#5002030%4150.6600.6410.42未测2#5002030%4650.6600570.4未测3#5002030%4382.560037(黑)38(白)0.47564#5002030%425060038(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/min1#9:47335610:202781010:473812982#13:4375560000753#8:3317568:50508109:40201015874#11:05105611:156581012:20251015100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。3.4.3.2.7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、PAC41%投加石灰、PAM3738%投加PAM38%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、PAC98投加石灰、PAM87投加PAM1003、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。3.4.4 泥浆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。第四章 方案设计4.1 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：高压隔膜板框压滤机深度脱水工艺流程图 图4-14.4 平面布置及公共工程4.4.1 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。污泥深度处理工程平面布置总平图图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。平面布局必须考虑到与周围环境的协调，同时考虑人流、物流运输分开，根据消防安全要求，布置周边厂区道路。厂房周边道路宽度不小于4m，人行道宽度1.5m，转弯半径不小于6.0m。围墙高度不小于2.0m。考虑消防安全要求，设置必要的防护设施及灭火设施。4.4.2 公共工程公共工程包括厂区给水、排水、道路、绿化等工程。建筑泥浆干化脱水后将产生尾水，尾水可排至排水泵房进行回用或纳管排放。在项目所在地附近有一个排水泵站和一条市政排水主干管线，主干管线口径为DN400，日可接纳污水为9000m3左右，根据本项目处置规模，日处理建筑泥浆2200m3，将产生1600m3左右的尾水。建设一个提升泵房，将污水纳入市政排水主干管管网。4.5 泥浆深度处理工艺设计4.5.1 工艺原理本工艺通过向泥浆中加入泥浆调理剂，经过一系列的物理和化学反应，改善泥浆脱水性能，使泥浆更容易脱水；调整pH值，降低污染物的活性；固化稳定重金属，使其浸出率降低。核心技术是通过改变调理剂的类型及投加量，可以提高泥浆的脱水性能，使泥浆减量化，同时改善泥浆泥质。工艺具有简单、操作方便、费用低廉、成果有效，具有经济实用性等特点。泥浆深度脱水的核心是通过工程设施和手段，将泥浆和固化剂快速有效地混合均匀，混合物泵入弹性板框压滤机，经压滤深度脱水，使出料泥浆达到改性要求。4.5.2 工艺设计本工程泥浆深度脱水工艺包括的构建筑物主要有：储泥池1座，平面尺寸为直径24m；调质池2座，直径7m；脱水机房1座，平面尺寸为53m24m；排水泵房1座，平面尺寸为8m5m；综合办公楼1座，平面尺寸为13.4m12.9m，另有配电房一座平面尺寸为10m6m。 脱水机房内主要包括高压隔膜板框压滤系统。泥浆调理段主要功能是使泥浆通过泥浆输送泵定时输送至调理池中，向泥浆调理池自动投加改性剂及固化剂，进行混合搅拌对泥浆进行改性处理。主要配置设备有：泥浆输送泵2套（Q180m3/h，H=30m），调理池2座（容积345m3），搅拌机2套（N=30kw），加药装置1套，加药计量泵2台。高压隔膜板框压滤段主要功能是将调理好的泥浆通过进料高压泵泵送至压滤机进行过滤，压榨结束后，利用空压系统进行反吹，将湿污泥去除。反吹结束后通过自动拉板系统完成滤板的卸泥，含水率40%的泥饼经螺旋输送机输送至堆泥棚转至烧砖。压滤机排出的污水，以管道输送至排水泵房进行回用或外排处理。压滤机主要工作流程是首先将经调理好的泥浆通过压滤机进料高压泵及附属链接管路输送至压滤机进行过滤，进料过程全程通过变频控制，随着进料压力的增大，进料量越来越少，当压力达到0.8Mpa时，保压10min后，停低压泵开启高压泵，此时高压泵继续进料，随着进料压力的进一步增大，进料量越来越少，当压力达到1.2MPa，保压10min，停泵，进料结束。进料结束后再通过高压水泵进行二次压榨，二次压榨系统主要由压榨储水箱、压榨水泵及其连接管道组成。通过安装在管道上的压力传感器反馈信号给压榨水泵变频器，其变频器控制整个压榨过程，当压力达到1.6Mpa时，高压水泵停止，当压力回落到1.2Mpa时，二次压榨基本完成，停止压榨，放空压榨水。二次压榨结束后，利用压滤机配套空压系统（本工程采用螺杆式空压机）进行反吹，将滤板、进料通道及中心柱的湿污泥去除。反吹结束后通过自动拉板系统完成滤板的卸泥。主要配置设备有：高压螺杆泵8套（Q120m3/h，8bar），板框压滤机8套（压滤面积800m2，）；压榨泵8套（Q16m3/h，16bar）；螺旋输送机8套；导料仓8套；螺杆式空压缩及其配套的储气罐、冷干机等1套。主要工艺参数(1) 进泥性质（泥浆储池内）含水率：平均20%容重： 1.2t/m3进泥量：3000m3/d (2) 压滤系统处理参数进料含水率： 平均20%体积： 3000m3/d单机处理量：430m3/d(以24h计)出泥含水率：40%容重： 1.65t/m34.6 结构设计4.6.1 工程概况拟建的绍兴市建筑泥浆处理工程土建结构主要为一座新建泥浆储池、两座泥浆调质池、一座深度脱水机房、一座综合办公楼、一座排水泵房和配电房。其中深度脱水机房平面尺寸52m24m，层高13.5m，内设5吨电动起重机。4.6.2 地质情况项目所在地的地质勘察结论如下：1、通过本次勘察已查明了场地勘察深度范围内的各土层的工程地质特征。本场地不存在如滑坡、崩塌等不良地质作用，也未发现有暗塘、暗浜等影响工程稳定性的不良地基埋藏物。场地和地基土的整体稳定性较差。2、本场地浅部分布有高压缩性的(3)号淤泥质粘土层，浅部土层只能作为进厂道路路基的浅基础天然地基持力层，不宜作为拟建物的浅基础天然地基持力层。3、绍兴市设计抗震设防烈度为6度，基本地震加速度为0.05g，设计地震分级为第一组。本场地属软弱场地土类型，本建筑场地为抗震不利地段，场地类别为类。4、场地地下水埋藏较浅，浅部主要为孔隙潜水，水位受季节性影响，地下水对建筑材料砼结构和砼结构中的钢筋均有微腐蚀性影响。5、综合场地地基土分布规律和工程特性，(4)号层力学强度较高，分布较稳定，可作为预应力管桩和预制方桩桩端持力层使用。(8)-1号粉砂层和(10)-2号层中风化凝灰岩层，力学强度高，分布稳定，可作为钻孔灌注桩桩端持力层使用。4.6.3 结构设计原则1）需满足工艺要求和建筑要求，遵循结构安全可靠，施工快捷方便，造价经济合理的原则。2）需根据拟建场地的工程地质、水文资料及当地施工技术水平，优化结构设计，选择合理的方案。3）需遵循现行国家和地方设计规范和标准，使(建)构筑物在施工阶段和使用阶段均能满足承载力、稳定性和抗浮等承载能力极限状态要求以及变形、裂缝宽度等正常使用极限状态要求。4.6.4 结构设计参数1）新建建筑物结构设计基准期为50年；合理使用年限50年；建筑物安全等级二级，重要性系数为1.0。2）建筑物环境类别为地面以上部分为一类，地面以下部分为二a类。3）拟建场地地基土为类场地，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.9，建构筑物抗震设防类别为丙类，抗震等级为三级, 设计地震分组为第一组。地基基础设计等级丙级，地基基础安全等级为二级。4）建筑物钢筋砼结构的最大裂缝宽度限值应根据环境条件取max0.3mm。5）屋面活载为0.5KN/m2，风荷载为0.55KN/m2。4.6.5 结构设计根据工艺要求，本工程主要包括泥浆深度脱水机房、缩合办公楼、泥浆储存池、泥浆调质池、排水泵房、配电房。深度脱水机房：平面尺寸53m24m，层高13.5m，内设5吨电动起重机，拟采用排架结构，排架柱采用现浇钢筋砼结构，排架柱上挑牛腿搁置吊车梁。因跨度较大，为减小结构自重，采用钢结构彩钢夹芯板屋面。填充墙体采用240mm厚砖墙，因墙身较高，每隔34m高设现浇钢筋砼联系梁。综合办公楼：平面尺寸13.4m12.9m，层高8m，。填充墙体采用240mm厚砖墙。储泥池：圆形，内径24m，池高5m，底板面基本与地面持平，采用钢筋砼结构，开挖施工。由于其附加应力较大，地基承载力不满足要求，拟采用桩基处理。调质池：圆形，内径7m，池高9m，底板面基本与地面持平，采用钢筋砼结构，开挖施工。由于其附加应力较大，地基承载力不满足要求，拟采用桩基处理。4.6.6 材料砼：强度等级为C30；素砼垫层为C15。钢筋： HPB300 fy=270Mpa； HRB335 fy=300Mpa； HRB400 fy=360Mpa。砖砌体：地面以下采用MU10砼实心砖，Mb10水泥砂浆砌筑； 地面以上采用MU10砼空心砌块，Mb7.5混合砂浆砌筑。钢材：主要为Q345B、Q235B级钢。4.7 建筑设计拟建的绍兴市建筑泥浆处理工程新建建筑物为一座泥浆深度脱水机房、一座储泥池、两座调质池、一座综合办公楼、一座排水泵房和一座配电室。建筑占地面积为2500平方米，建筑设计考虑与厂区内已有建筑风格协调一致。由于深度脱水机房为已有厂区内的新增建筑物，所以建筑物风格应与原有建筑相协调，以简洁为主，以同样的色彩营造出统一的立面风格。考虑与厂区内部建筑物的高低层次色彩的协调搭配，还考虑与周边建筑风格的协调统一。平面布置上满足工艺生产要求，流程合理、方便操作、便于管理。在满足生产要求的基础上，建筑物设置同时符合防火、防爆、防震、防腐等安全要求。4.8 电气设计4.8.1 概述本工程建10/0.4kV变电所一座，独立设置，位于厂区北侧，距本工程负荷中心约80m，变电所由 1路10kV电源供电，变电所内设一间高配间，两间变电所，一期变电所1台1250kVA变压器，负载率约60%左右，供配电系统无预留，土建扩展空间预留。4.8.2 设计依据电气设计按照工艺设计提交的设备容量作为设计依据。4.8.3 设计依据a) 污泥处理装置内所有动力设备的配电，控制及保护；b) 电缆敷设；c) 防雷接地。4.8.4 负荷估算本工程所有用电设备均为380/220V低压设备，主要负荷为动力负荷，装机容量约为1260kW，计算容量约为980kW。4.8.5 电源及供电