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1、 建筑泥浆集中减量处置及资源化利用建筑泥浆集中减量处置及资源化利用 关键技术研究关键技术研究(编号:(编号:Ks1812)汇报人:常红晨汇报人:常红晨 正高级工程师正高级工程师 南京市城建集团南京市城建集团 副总工程师副总工程师2023年年2月月26日日中国中国 杭州杭州CONTENTS目目 录录研究背景及意义01研究内容及方法 结果与分析研究结论与展望020301PART 研究背景及意义研究背景及意义建筑泥浆建筑泥浆的产生的产生 建筑建筑泥浆泥浆主要由水、膨润土颗粒、黏性土颗粒及各种外加剂形成的固液混相流体系,是一种建筑施工废弃材料。常见于桩基工程、盾构施工、钻孔灌注桩等施工现场。01研究背
2、景及意义研究背景及意义地下连续墙地下连续墙水平定向钻水平定向钻桩基钻孔桩基钻孔泥水盾构掘进泥水盾构掘进建筑泥浆的关键词建筑泥浆的关键词产量:某市10000m3/d处理费用:数亿元/年性质:含水率高、颗粒细小、固液分离困难需要大量填埋库容处理难度相对较大现状现状建筑泥浆建筑泥浆资源化利用的必要性 建筑泥浆建筑泥浆在自然状态下的干燥十分缓慢,容易遇风成尘、遇水成浆,于大气、水环境、土环境造成污染。现处理方式:违法投弃、合法填埋环境危害:阻塞市政管网环境危害:阻塞市政管网 污染生态环境污染生态环境01研究背景及意义研究背景及意义01研究背景及意义研究背景及意义国内城市建筑泥浆建筑泥浆管理与资源化利用
3、缺少系统性研究 绍兴 台州 宁波 温州源头收集 运输监管 定点消纳 处置利用充分市场行为发布市级定额取消泥浆倾倒加强执行监管 2012年7月,绍兴市政府研究制订并正式出台了绍兴市区建筑泥浆处置管理暂行办法(绍政办发 201298号),组建泥浆运输规模企业,推行市场准入制度,市政府出台了建筑泥浆处置收费标准,规划、建设了绍兴市建设工程副产品循环利用中心。台州对泥浆行业管理进行网上公示,引导各家建设单位 自行联系开展合作,实现充分的市场化竞争。环保指标检测常态化。宁波关于进一步加强宁波市中心城区建筑垃圾管理工作的意见(甬渣领20181号)文件,制定了宁波市建筑泥浆固化处置暂行标准。温州市在中心城区
4、设置了输送建筑泥浆的主管道网络。城市 管理方法 文件内容 存在城市建筑建筑泥浆泥浆发生量大、处置费用高昂、国内无系统性资源化利用的先例等问题。本研究对建筑泥浆的理化性质进行了分析,确认了合理的脱水药剂与技术,利用脱水泥饼制备了符合国家建材与绿植土标准的产品,泥浆分离尾水资源化利用于城市生态景观补水,建立了城市建筑泥浆资源化利用的技术体系。实现实现了了“城市固废消纳于城市城市固废消纳于城市”的生态循环理念的生态循环理念。01研究背景及意义研究背景及意义建筑泥浆现行固液分离处理技术现行固液分离处理技术 处理方向处理方向处理技术处理技术文献文献干化技术自然干化(Wanchao Liu.Journal
5、 of Cleaner Production,2014,84.)分离技术机械泥水分离技术(徐佩佩.建筑泥浆高效综合脱水技术研究D.2015.)(Sloan D S,Proceedings of the Water Environment Federation,2002)絮凝固液分离技术固化技术固化(Krishnamurthy S,Energy Sources,2005,27)(Drury D D,Proceedings of the Water Environment Federation,2002)(张忠苗,et al.岩土工程学报,2011.)(Jun Gu,Construction an
6、d Building Materials,2017)(韩晓瑞,岩土力学,2008)(李少康.长安大学,2014.)安定化稳定化烧结熔融01研究背景及意义研究背景及意义研究内容符合国家“土十条”及“长江经济带无废城市”的纲要,也为城市建筑泥浆环境治理与调控提供了新思路。本研究的创新创新点点:提出了城市建筑泥浆资源化循环利用于城市建设的理念(固废资源),开发出建筑泥浆制备建材及绿植土的技术体系,固液分离尾水作为城市生态景观补水,提高了城市生态循环能力。01研究背景及意义研究背景及意义02PART 研究内容及方法研究内容及方法脱水絮凝剂优化配方研究脱水泥饼绿植土资源化利用技术研究建筑泥浆固液分离尾水
7、的水质提升研究建筑泥浆理化性质评估分析脱水泥饼免烧砖的制备技术研究02研究内容及方法研究内容及方法研究内容:研究内容:02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆理化性质评估分析泥浆泥浆取样基本情况表取样基本情况表1和燕路快速 路改造工程2深业滨江半岛3裕盛路工地4中润研发楼5白下高新产业园6江北研创园净水 站项目工地序号工地名称取样描述调浆用水1和燕路快速 路改造工程 泥浆从浆池底部放出 泥浆池上部清液与下水道下水道2深业滨江半岛建筑工地 泥浆取自泥浆池 水样取自旁边河水河水3裕盛路工地 泥浆取自泥浆池 水样取自添加水自来水4中润研发楼 泥浆取自泥浆池 水样取自泥浆池上部清液与旁边河水河水5白下
8、产 业园 泥浆取自泥浆池 水样取自泥浆池上部清液6江北研创园 净水站项目 工地 泥浆取自泥浆池02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆理化性质评估分析主要测试因子结果汇总表1氨氮、总氮超标!02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆理化性质评估分析主要测试因子结果汇总表2重金属类不超标02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆理化性质评估分析建筑泥浆的理化性质分析结论:建筑泥浆的理化性质分析结论:(1)需要对城市不同区域土层的污染情况进行普查和划分,在建设工程的地勘阶段,增加地层中污染物含量的测试要求,以利于城市泥浆的后续处理。(2)在工程建设的现场施工中要加强管理,避免污染物进入泥浆池中。(3)
9、在工程建设中避免使用污水和河水来调制泥浆。(4)建筑泥浆在经过系统工艺技术处理后,可以资源化循环利用于城市建设。02研究内容及方法研究内容及方法脱水絮凝剂优化配方研究 絮凝机理:絮凝机理:PAC PAFC PFC中和反应、吸附作用中和反应、吸附作用彼此以电化学键桥连彼此以电化学键桥连对比试验法正交效应分析固化机理:固化机理:交联聚合交联聚合0.5%02研究内容及方法研究内容及方法脱水絮凝剂优化配方研究ABC1 A:铁系絮凝脱水剂FeCl3;B:铝系絮凝脱水剂PAC;C:有机高分子絮凝脱水剂C1,C2,C3。D:泥浆厂正在使用的脱水药剂。C2DC3材料:材料:方法:方法:02研究内容及方法研究内
10、容及方法脱水絮凝剂优化配方研究(1)A、B、D、C1、C2和C3的最优添加量分别为1.6%、0.8%、3%、0.3%、0.2%和0.3%。(2)添加C类有机高分子聚合物絮凝剂之后,泥浆会形成较大的絮团,因此,泥浆在很短的时间能够完全絮凝沉降。(3)添加B和D药剂之后,泥浆絮凝之后的上清液十分清澈,浊度较低。(4)C1、C2和C3的絮凝效果都良好,C1和C3上清液浊度较大,C2最优、最优、添加量为添加量为0.2%。数据分析:数据分析:02研究内容及方法研究内容及方法脱水絮凝剂优化配方研究结论:结论:(1)小试和中试数据显示利用PAC和PAM都能使泥饼脱到较低的含水率(25%),脱水时间有时差。(
11、2)利用PAC和PAM都能够保证尾水的pH满足地表IV类水要求。单独使用PAC能有效控制尾水的COD,N、P略微增加;单独使用PAM能有效控制P,N含量略微增加;协同使用PAC、PAM有利于尾水的COD、N、P水质达标。(3)综合考虑各种材料的效果、成本和现场运行的便捷性上,采用PAC做为泥浆脱水药剂。02研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼免烧砖的制备技术研究泥饼材料分析:泥饼材料分析:02研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼免烧砖的制备技术研究免烧砖材料配合比:免烧砖材料配合比:编号建筑泥饼石灰PO 42.5RSAC 42.5L208020L3070L406040L505050L60406
12、0RP160355RP2603010RP3602020RS160355RS2603010RS360202002研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼免烧砖的制备技术研究免烧砖的部分工艺参数:免烧砖的部分工艺参数:养护温度成型压力材料配比耐水浸泡02研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼免烧砖的制备技术研究制备的免烧砖及多空砌块:制备的免烧砖及多空砌块:02研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼绿植土资源化利用技术研究绿植土研究技术路线图绿植土研究技术路线图02研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼绿植土资源化利用技术研究调制基质及盆栽试验调制基质及盆栽试验泥饼基质调节:泥饼基质调节:酸碱度调节 植物生
13、长的营养需求 壤质土质地要求 全盐总量要求 疏松度与密度要求 阳离子交换量要求02研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼绿植土资源化利用技术研究注:绿化种植土标准(注:绿化种植土标准(CJT340-2016CJT340-2016)理化性质及预调节的结果理化性质及预调节的结果指标名称绿植土标准碱性泥饼 PAC泥饼改良土pH值5.58.310.71 8.117.41全盐量/(mS/cm)0.151.20.12 0.150.39密度/(mg/m3)1.351.30 1.281.2有机质/(g/kg)1210.96 9.3714.61孔隙度/(%)81.70 2.0011.5速效钾/(mg/kg)602
14、6.61 23.9087.31碱解氮/(mg/kg)4011.46 12.5150.22有效磷/(mg/kg)80.32 0.338.61土壤质地壤质土壤质土 壤质土壤质土阳离子交换量/(cmol(+)/kg)1013.50 12.8219.32石砾质量分数/(%)208.20 9.109.3002研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼绿植土资源化利用技术研究绿植干重分析图绿植干重分析图02研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼绿植土资源化利用技术研究02研究内容及方法研究内容及方法脱水泥饼绿植土资源化利用技术研究结论:结论:(1)建筑泥浆脱水泥饼进行预调节后可达国家绿植土壤标准,适用于城市绿化种
15、植;(2)建筑泥浆添加5%的生物质基质材料调制,可以现场制备符合国家标准的绿植土。(3)不同的植物对土壤的理化性质要求不同,使用生物质炭等改良材可以提高绿植发芽率。实现了将建筑泥浆用于绿化种植的资源化利用。02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究泥泥水水02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究泥水泥水02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究脱水泥饼材料同步脱氮除磷研究技术路线图脱水泥饼材料同步脱氮除磷研究技术路线图02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究脱水泥饼材料脱氮除磷实验脱水泥饼材料脱
16、氮除磷实验02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究脱水泥饼材料脱氮除磷实验脱水泥饼材料脱氮除磷实验02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究脱水泥饼材料脱氮除磷实验脱水泥饼材料脱氮除磷实验02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究脱水泥饼材料脱氮除磷实验脱水泥饼材料脱氮除磷实验02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究脱水泥饼材料脱氮除磷实验脱水泥饼材料脱氮除磷实验02研究内容及方法研究内容及方法建筑泥浆固液分离尾水的水质提升研究(1)建筑泥浆储存池泥水共存,经接种工程微生物调制后,硝化过程中NO
17、2-N和NO3-N的变化表明过程中硝化作用强于反硝化作用,呈现出稳定的脱氮能力(接近100%)。(2)磷吸附实验结果证明,泥浆粘土颗粒主要以吸附能力为主,微生物改性对粘土颗粒磷吸附能力影响较小。(3)建筑泥浆储存池可同时具备脱氮除磷的功能。尾水处理设施排水水质可达到地表类水标准。结论:结论:03研究展望研究展望(1 1)在更简便、有效、低成本的前提下,可以将建筑泥浆应用在城)在更简便、有效、低成本的前提下,可以将建筑泥浆应用在城市建设的过程中,实现市建设的过程中,实现“城市固废产生于城市、消纳于城市城市固废产生于城市、消纳于城市”的生的生态循环利用。态循环利用。(2 2)通过固化过后的建筑泥浆,保证其强度后可以将其直接作为)通过固化过后的建筑泥浆,保证其强度后可以将其直接作为轻轻质回填土质回填土,同时也可将固化后的建筑泥浆利用于,同时也可将固化后的建筑泥浆利用于堤坝、堤基、路基堤坝、堤基、路基的芯材,制备的芯材,制备免烧砖、生态透水砖、生态水泥免烧砖、生态透水砖、生态水泥,调制城市,调制城市绿化种植绿化种植土、城市生态补水土、城市生态补水等产品,推广利用决定了产业的命脉,环保利用等产品,推广利用决定了产业的命脉,环保利用政策的大力扶持将起到关键性作用。政策的大力扶持将起到关键性作用。谢谢!谢谢!联系方式: