舒朋士環境科技--河湖淤泥環保清淤、工程泥漿高干度脫水處理方案
1.技術產品所屬領域及適用范圍
在黑臭水體整治的大背景下,出于對河道內源污染治理的考慮,這種高效、高干度脫水處理工藝,可廣泛應用于河湖底泥清淤工程、市政污泥、工程泥漿干化處理項目。與傳統處理方式相比,該處理工藝具有環保、單線處理流量大等優點。同時,淤泥脫水方法能適應大批量作業,處理效率高、脫水干度高。在大型河道整治項目中,針對大批量清淤、干化問題,此工藝具有巨大的使用價值。
2.成果來源
河道清淤、疏浚是為疏通、擴寬或挖深河湖等水域進行的項目,定期對河道清淤,對清出的淤泥干化、處理是維護河道生態環境的常態工作。挖掘出的污泥進行脫水減容處理時,以前采用晾曬、沉淀等最原始方法,后來也采用機械脫水。
應用于河湖底泥清淤工程中的傳統機械脫水機械主要是疊螺脫水機、板框壓濾機、離心脫水機等。
疊螺脫水機是由固定環和游動環相互層疊,螺旋軸貫穿其中形成的過濾裝置,前段為濃縮部,后段為脫水部。設備設計緊湊,占地空間小,能夠實現24小時連續運行,中途不要停機,所以處理量穩定。但缺點是處理量偏小,淤泥脫水干度低,最多達到固含量30%,。
板框壓濾機優點是:淤泥脫水干度可達到固含量30%~50%。但缺點是:一次性處理量也不大,而占地面積和所需預留的空間卻很大。設備安裝還需配套基建工程,工程量不小。當污泥濃度偏低時,脫水效果差,所以要先進行濃縮,濃縮后的淤泥為達脫水干度有時還添加石灰,會導致干泥量增加,并且尾水還需添加酸中和處理。除了脫水機本身,所配套的空壓機和高壓泵耗費大量電能。并且高壓沖洗泵、空壓機、沖洗用水所引起的噪音很大,影響環境。
離心脫水機優點是:淤泥處理量相對其他類型的脫水機較大。泥餅的含水率非常均勻且穩定。但缺點是:由于其特殊的脫水原理制約,當污泥濃度偏低的時候,或者固相、液相的比重差別不是很大時,很難通過離心力進行固液分離,脫水的效果差,要進行淤泥濃縮的預處理。并且,離心脫水機前期投資成本高,需要配備的附屬設備較多。由于脫水原理及處理量導致機器在運行時需要耗費的電量也極大。脫水機本身噪音與振動均較大,嚴重影響現場操作環境。
市面上使用濃縮處理設備處理后的淤泥還是進行機械脫水,不常使用土工管袋脫水。
而國內外用土工管袋脫水的工藝中,又沒有在線處理設備。德國NEWTEC授權我公司的工藝,我公司進行再研發改進,增加了雙投料和動態混合技術。此新工藝是為國內外用類似工藝的基礎上做出的創新,發明專利申請中。我公司這款工藝能解決以上機械脫水的缺點,但又能達到機械脫水的干度高等有點。具體參看技術指標。
3.技術產品現狀及指標
(1)技術產品現狀
河湖不僅承擔著防洪、灌溉、航運等諸多功能, 還是自然生態系統的重要組成部分。由于河湖的長期運行使用,自然淤積,人為活動也造成了河湖水生態環境發生了不同程度的惡化,嚴重影響了河湖正常功能的發揮。隨著可持續發展的深入推進,我國治水理念已發生深刻變化,河湖污染防控、清淤疏浚并對淤泥進行處置已成為水環境綜合治理的必由之路。
本處理工藝適用于大批量的河湖清淤、工程泥漿等污泥高干度脫水。目前國內經常使用的脫水處理工藝在實現大批量的淤泥快速、高效脫干處理存在一定的困難。我公司新工藝,可以解決上述問題,并且淤泥干度可達含固率40%—70%甚至以上。除此以外,常用的機械脫水方案,有的需要有復雜的土建,需要蓋廠棚;普遍處理量小且干度不高;有的干度高,但需要添加石灰,添加石灰會使干泥量增加,外運費用增加,并且添加石灰會引起尾水堿度偏高,要加酸中和處理才能排放。我公司新工藝沒有復雜的基建,并且能耗少,便于野外施工操作和場地恢復。添加的處理劑不會增加泥量,排出的尾水清澈優于原水體,沒有二次污染。
(2)具體指標
l 技術指標
該工藝既能擁有傳統機械脫水的優點,甚至比它們的優點更優(比如脫水干度),還沒有傳統機械脫水的一系列缺點。技術指標如下:
1) 無二次污染
淤泥脫干時添加的藥劑為國家允許使用藥劑,整個過程精準加藥不會對尾水產生影響。該工藝在機械維護正常的情況下,不會產生機械脫水設備普遍存在的噪聲污染。
2) 大批量高效脫水,可縮短工期
絞吸船單線處理量大,清淤工期短。在線處理設備能配套絞吸船處理量對淤泥作脫水預處理,大幅提高脫水性能。土工管袋容量大,能一次性將大批量淤泥同時脫水,固液分效果極佳,脫水時間大大縮短。該工藝8小時工作制,一組設備一個月完成至少3萬水下方淤泥的脫水干化,淤泥固含量平均50%以上,效率與效果同佳。工期縮短對周圍生產生活條件和環境衛生影響也相應減小。
3) 淤泥得到高干度脫水
該工藝無需對待處理淤泥進行預先濃縮處理,最終得到的淤泥干度同樣很高。淤泥含水率低于60%(固含量可達40%~70%),比傳統機械脫水后淤泥干度高。
4) 濾水水質指標優于或接近原水體
使用特殊編織的土工管袋濾水,出水清澈。某項目其處理前后的水質指標如表1所示。由表1可知,處理后的水質部分指標都有提高,并且土工管袋對磷污染的截留也有一定作用。經過土工管袋的濾出水,懸浮物含量非常微小,濾水水質總磷指標達地表Ⅲ類水的標準,COD、BOD5指標達地表Ⅰ類水標準。
5) 可在處理過程中添加重金屬螯合劑,不使淤泥中的重金屬析出
針對重金屬超標的河道淤泥還可使用螯合劑將重金屬捆綁在干泥內,尾水排放無憂。
6) 在線處理設備全自動化運行
該工藝配套設備少,主要為在線處理設備。在線處理設備結構緊湊,能耗低,易于移動和野外作業。整個處理過程能實現全自動操控,還能提供淤泥計量和累積,為工程量核算提供依據。配合物聯網平臺可實現對設備無人值守,做到智能運行。
7) 脫水后淤泥就地處置和資源化利用
土工管袋可沿堤岸布置,連同干泥一起留在原地,起到強堤固岸的作用。該項目根據情況外運處理,將原泥污染程度分析后符合資源化方向的土壤當種植土使用,其他類型土壤可焚燒、填埋、筑路、做建筑材料原料等。目前因干泥無機物含量高,很多制磚廠收購干泥燒制磚塊,還有市政公司收泥用于路基鋪設。
l 經濟指標
1) 施工運行費用
a) 用電耗能少
淤泥干化工程整個施工過程,單套處理設備含淤泥輸送泵,用電量僅為120KW,比傳統機械脫水單套設備用電量節約能耗很多。
b) 現場基建少
整個施工過程只有用電和用水等基本運行費用,且相對費用很少之外,現場基建更簡單。無需地面硬化,也無需構筑物,只需在脫干場地平整后,鋪上瀝水石或瀝水板即可放置脫水用的土工管袋。如果有防尾水滲入地下需求,可在土壤平整后鋪防滲膜后鋪設瀝水石、板。比傳統機械脫水簡單很多。
4.應用案例
案例01 府河新區段河道綜合治理項目
(1) 實施地點:位于雄安新區安新縣境內,東西走向,西起雄安新區邊界,東至安新大橋。做1號脫水區,清淤量約16000方(平均含水率92%)。目標干度含水60%,處理量為450m3/h。項目開工時間2019年11月24日,最終以淤泥含水率50%成功通過驗收
(2) 實施內容及成效:
泥漿泵或清淤船抽吸淤泥
干渠或污泥庫采用人工高壓水槍配合泥漿泵吸取淤泥,通過輸送管道,輸送到岸邊淤泥脫水干化場地。河道采用清淤船清淤,通過輸送管道,輸送到岸邊淤泥脫水干化場地。
平板震動篩+污泥均質池
使用平板震動篩有效去除大顆粒雜質;同時利用污泥均質池對淤泥流量和濃度進行調節,保證后續勻衡處理。
淤泥在線處理
對淤泥流量進行實時監測,在PLC系統里設置試驗得出的淤泥固含量平均值、最佳用藥比,通過PLC控制加藥泵投加量實現自動加藥。當淤泥固含量的實時監測值發生變化,PLC系統按用藥照配比自動控制加藥系統配制不同濃度的藥劑并自動調整加藥量,以適應淤泥狀況變化,維持處理效果。淤泥固含量變化穩定后,自動加藥系統的加藥效果可通過管道視窗觀察并調整,最后得出新的最佳泥藥比,并輸入PLC系統進行穩定加藥。
土工管袋脫水
在線處理后的泥漿灌入特制的土工管袋。已與藥劑充分反應,泥漿固體的沉降性得到顯著提升。水在泵壓力和重力作用下透過土工管袋濾出,99%以上的固體留在管袋中。
整個脫水過程除了泵送淤泥,全程無機械維護,脫水不耗能。土工管袋容量大,充滿后,一次性可脫水大批量淤泥,處理效率可與清淤船清淤流量同步。土工管袋在泥漿干化騰出空間后可反復充填,并且管袋可進行堆疊布置,減小占地面積。
土工管袋停止充填之后2周左右,袋中淤泥固含量達40%及以上,3~4周,固含量可達60%~70%。干化后的淤泥可外運處置。
采用《城市污水處理廠污泥檢驗方法》(CJ/T 221-2005.2)中城市污泥含水率的測定重量法對土工管袋脫水后淤泥進行干度檢測,檢測結果顯示,取自50 cm深的淤泥樣品的含水率平均值為36.4%,取自100 cm深的淤泥樣品的含水率平均值約為43.43%。
濾水(尾水)處理排放
經土工管袋過濾的尾水濾液清澈,其水質指標中,懸浮物含量大大降低。濾水根據水質情況,沿脫水場地匯水系統匯集至污水管網或泵送回原水域(根據水質檢測情況)。
干泥處置
最終干化的淤泥含固率平均為50%干泥從袋中取出運走,易地處置。
案例02常州市新北區濱江化工園區南北河淤泥干化工程
(1) 實施地點:常州市新北區濱江化工園區
(2) 實施內容及成效:
淤泥量約為30000方,該項目淤泥得到充分減量化,盡可能提高干度,縮小體積。淤泥處理做到集約化、密閉化和自動化。采用高壓水槍配合泥漿泵抽吸淤泥,泥漿通過臨時架設的輸送管道輸送到岸邊淤泥在線處理裝置,最終打入土工管袋脫干。項目要求達到的目標干度是含固率35~40%,處理量為100m3/h。開工時間2019年7月3日,結束時間2019年9月2日,工期:60天。工程結束兩周后,檢測含固率平均約為35~45%。
案例03 雄安新區馬莊干渠治理項目
(1) 實施地點:雄安新區馬莊干渠
(2) 實施內容及成效:雄安新區馬莊干渠為大清河支渠,為滿足當地農田灌溉、畜牧養殖需求,由人為開挖而成。近期隨著當地工業經濟的發展,人口密度的增加,工業類的污染物、生活類的污染未經處理直排入渠,加重了干渠水體的自凈負荷,導致目前的水體黑臭、水生態環境消失的現狀。
該項目治理總長3.6km,清淤量8000方。目標干度40%含固率,處理量為250m3/h,開工時間為2019年10月28日,竣工時間2019年12月3日,工期35天。
由于此河道幾乎沒水,因此采用人工清淤。開始截流后在清淤的河道內分段設置圍堰,采用高壓水槍沖刷,泥漿泵分區域將渠內淤泥抽吸干凈,通過臨時架設于河道里的輸送管道,輸送到岸邊的淤泥在線處理裝置。預處理后送入土工管袋自然脫水,最后淤泥干化后平均含固率50%。干泥外運處理。
舒朋士環境科技(常州)股份有限公司
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技術產品持有單位簡介
舒朋士環境科技(常州)股份有限公司是一家智慧排水系統解決方案提供商。作為國內較早推廣、專業生產、規模較大的一體化預制泵站制造商,舒朋士秉承“服務客戶 追求卓越 求是創新 以人為本 持中守正”的經營理念,潛心研究市場,創新研發產品。自2013年在上海成立中國代表處以來,相繼成立中國工廠及研發中心,先后在上海、北京、浙江、安徽、福建、廣西、成都、武漢、西安等20多個省市成立辦事機構。2018年12月舒朋士正式登陸資本市場,股票代碼:873161。
舒朋士中國工廠于2014年在江蘇省常州市國家高新區建立,工廠占地30畝,預制泵站裝配車間達10000平米,具有獨立的泵站設計、開發、測試、不銹鋼焊接加工、電氣控制系統自主研發及制造等完整的產品解決方案能力。工廠開展規范、標準、精細、信息化管理,先后成功通過了ISO9001、ISO14001及OHSAS等多項管理體系認證;公司內部使用OA辦公系統及ERP業務應用系統,對公司內部業務流程和管理過程進行了優化,主要的業務流程實現了自動化;產品智能、精益制造,運用CAD、PDM等設計軟件,采用平行工程,縮短市場響應時間。電氣控制系統通過了《中國國家強制產品認證》,獲得3C證書;售后服務取得《五星級認證》證書。公司擁有自主知識產權40余項,是行業內少有的科技驅動型公司。
舒朋士中國研發中心于2016年在江蘇常州恒生科技園成立,被常州市科技局認定為“常州市一體化泵站工程技術研究中心”,是長三角地區唯一一家由政府機構認定的集研發-生產-展示為一體的一體化泵站專業研產基地。研發中心與清華大學環境學院、江蘇大學、常州機電職業技術學院建立了緊密的產學研合作,秉承“聚焦痛點、研發精品”的原則,先后推出了一體化預制泵站GRP系列、一體化預制泵站HMPP系列、Micro series輕巧型預制泵站、一體化加壓泵站、一體化軸流泵站、智慧型一體化泵閘PUMPGATE、一體化智慧截流提升井CPC-S、智能分流井、雨水調蓄處理處置方案、河湖底泥環保清淤、工程泥漿高干度脫水處理方案等行業領先產品和工程服務?,F已成功應用于城鎮黑臭水體治理、海綿城市建設、新農村水環境整治和長江大保護中。同時舒朋士智慧云遠程監控運維平臺采用DCS(集散式控制系統)控制模式。將泵站控制柜中的無線模塊采集到的數據,網絡傳輸至云平臺,在PC端或手機APP上即可實現對泵站遠程控制及各項運行數據的實時監控,所有的數據存儲在云服務器上,依托阿里云來保障數據在傳輸及存儲上的安全性,同時可對數據自動進行分析生成檔案供后期查詢。采用lora等低功耗遠距離傳輸技術與云技術結合的方式使每個站點都有獨立計算能力?;诒谜荆ń亓骶└鹘Y點的工作狀態,逐漸將污水系統中面廣、量大的污水提升輸送控制設備鏈接起來,構建水污染監測、排水管網監管的預警、調度、決策等信息化系統,提升進廠COD濃度,減少污染負荷的環境排放,實現廠、站、網、河一體化高效運營管理。
公司成立以來受到了住建部的認可,在行業內取得了不少榮譽與成績,其中重點如下:
2016年,舒朋士成功入選住建部《海綿城市建設先進適用技術與產品目錄》和《建設行業科技成果評估》,是行業內唯一獲得該雙項殊榮的公司。
2017年公司獲得住建部《綠色建筑節能產品》和《工程建設推薦產品》證書,同年獲得江蘇省高新技術企業及高新產品榮譽。
2018年舒朋士獲邀參編《一體化預制泵站綠色建材行業標準》、《HMPP一體化預制泵站行業標準》。
2019年和中國建筑標準設計研究院共同主編《一體化泵站國標圖集》和《一體化智慧截流提升井應用技術規程》行業標準,參編北京建筑大學、北京城市排水集團主編的《合流制排水系統截流設施技術規程》,參編上海市城市建設設計研究總院環交院主編的《雨水管道截流井技術規程》。公司核心產品之一“一體化預制泵站”被評為“常州市首臺套重大裝備”,并獲得第三方國家級權威機構出具的一體化泵站筒體FEA強度和一體化泵站內部CFD流體力學分析報告。同年一體化智慧截流井獲得江蘇省高新產品認證證書。
舒朋士獲邀加入了上海同濟高廷耀環保科技發展基金會。
2020年我司和上海市政設計研究總院共同編寫的《高效高干度脫水處理工藝在某河底泥清淤工程中的應用》論文發表于中國科技核心期刊“凈水技術”2020總第39卷S1期
2020年在中國水網、E20舉辦的上海水業論壇,舒朋士榮獲2019-2020最具價值水處理機械品牌(一體化預制泵站標桿品牌)。
2020年PDM項目正式啟動。
2021年參編由清華大學主編的《城鎮雨水調蓄技術規程》
舒朋士高品質產品在濱河帶污水截流、城市雨污水管網提升、道路橋梁立交排水、中水回用、新農村排水管網整治、大型水環境綜合整治等場景中發揮關鍵作用。舒朋士秉承工匠精神,堅守品質底線,以豐富的排水設計經驗結合實踐積累為客戶提供優秀的泵送解決方案。截止目前公司業績覆蓋中國華東、華北、華南、華中、西南等近30個省、直轄市,業績逐年增長,先后完成了全國近千套項目案例。部分經典案例如下:
全球較大流量的預制污水泵站——揚州儀揚河污水泵站105000m3/d。
全球較深的一體化泵站——重慶沙濱路一體化泵站,井筒埋深18.5米。
豐富的村鎮污水泵站案例:江蘇昆山農村生活污水治理工程、常熟市農村生活污水治理工程、宜興農村生活污水治理工程、溧陽農村生活污水治理工程、北京大興區北臧村鎮雨污分流及黑臭水體治理工程、北京市房山區大石河水環境綜合整治項目等。
豐富的機場項目案例:北京大興新機場、上海浦東機場 、上海虹橋機場、南通機場。
高速公路、橋梁及隧道工程案例:京平高速公路養護工程、成都內江西林大橋南北橋頭節點改造工程、福建魁浦大橋下穿通道易澇點改造工程等。
應用于海水介質案例——海南恒大?;◢u排污提升泵站。
HMPP材質泵站案例——河北衡水滏陽一路污水收集項目。
清淤干化無害化處理工程:常州市新北區濱江化工園區存量污泥清理項目、雄安新區馬莊干渠治理項目、雄安新區府河新區段河道綜合治理項目。
控源截污一體化截流井項目:無錫新區春潮花園截流井項目。
舒朋士人秉持極致、創新、包容、感恩的價值觀,以構筑生態水環境為使命,堅持創新、夢想與責任,為成為水行業一流的系統解決方案提供商砥礪奮進!