复合型淤泥固化材料火炬计划项目申报书可编辑.docx
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复合型淤泥固化材料火炬计划项目申报书可编辑
复合型淤泥固化材料火炬计划项目申报书
1 概述
项目提出的背景技术开发状况现有产业规模
废弃淤泥已成为社会环境的污染源由于历史的原因经济的发展我国的江河湖泊都受到了不同程度的污染为了改善江河湖泊的水质保证河道正常的泄洪能力和内陆航道的畅通我国的湖泊如太湖巢湖滇池和西湖等以及大运河等河道正在开展大规模的疏浚清淤工程另外我国港口航道海洋和海岸工程建设迅速发展海洋的疏浚泥也正在大量产生仅我国的珠江三角洲地带每年产生的疏浚泥就要达到8000万m3左右在我省无锡西五里湖的清淤工程中就产生了3000万m3左右的疏浚淤泥太湖南京的玄武湖秦淮河以及长江航道都在进行或准备进行大规模的疏浚清淤工程其产生的淤泥量就非常之大未来十年水利海洋工程中将会产生大量的疏浚淤泥是不能回避的现实
疏浚淤泥处理对环境的影响不得不引起各方面的重视目前国内疏浚淤泥的处理方法一般有二种一是绝大部分的疏浚淤泥是通过废弃于陆地抛填区或低洼地区进行处理另一种方法是设置堆场进行存放这种处理方法不但占用渔塘和耕地而且形成的土地由于非常软弱而很难进行开发利用在吹填过程中产生的余水和淤泥本身都含有大量的有机氮磷和营养盐等有时这些淤泥中还含有有害的重金属这些有害物质都会通过地表回流地下水渗透再次进入江河湖泊成为危害生态环境和人类健康的环境破坏因素
海洋疏浚泥一般废弃于海洋倾倒区内这种倾倒行为必然严重影响海洋资源的有效利用并对海洋生态环境造成了不可弥补的破坏2001年由于香港九号货柜码头施工淤泥的废弃问题引起了绿色和平组织和当地渔民的抗议因此疏浚淤泥的废弃对环境的影响也越来越引起各个方面的重视也将成为我国湖泊海洋大江大河 治理工程中需要解决的重要技术难题之一
目前我国使用的处理疏浚淤泥的方法为吹淤抛填造地的方法但由于形成的土地必须进行地基加固处理从而使工程造价大大上升而难以得到大量广泛应用
疏浚淤泥固化处理技术是当前世界上最为先进的环保型处理方法国际上处理疏浚淤泥的方法主要有物理脱水加热烧结和化学固化三种前二种适用于处理量小处理程度高的场合较为先进的方法是将疏浚淤泥进行固化处理也就是通过向疏浚淤泥中加入固化材料以达到固结疏浚淤泥使其具有良好工程特性的方法固化处理后的疏浚淤泥可结合邻近的市政工程堤防加固工程道路工程填方工程作为良好的填土材料应用
由于通过固化材料使淤泥中的自由水变成结晶水或与土颗结合的结合水使存在于其中的有机物重金属封闭于土颗粒中同时固化后的淤泥透水系数很小使得有害物质很难再次淋滤和溶出因此疏浚淤泥固化处理技术是一种环保型的新技术
日本在琵琶湖霞浦湖的清淤工程中都使用了这一先进的方法正在施工的名古屋机场就是使用了1200万m3固化疏浚淤泥作为填方材料这一技术在国际上也开始受到重视日本东京都就设有多处废弃淤泥处理中心将废弃淤泥通过固化处理持代替砂料等土石方材料进行出售既保护了环境又节约了大量的土石资源
疏浚淤泥固化处理后成为再生资源利用技术是疏浚淤泥处理的发展方向由于在未来10年中湖泊治理江河疏浚所发生的淤泥总量都采用占用农地的堆场填埋法是不现实的疏浚淤泥固化技术是一项将成为垃圾的污染淤泥变成各种工程材料的保护环境和再生资源技术从国外大量应用实例说明这一技术必然成为疏浚淤泥处理的发展方向
项目产品的主要用途性能
复合型淤泥固化材料主要用于加入高含水率低强度的疏浚淤泥中后使得疏浚淤泥干化提高抗压强度成为替代建筑填土料的各种工程材料
疏浚淤泥中加入本固化材料后其达到的主要技术性能指标
7d无侧限抗压强度qu100kPa
28d无侧限抗压强度qu150kPa
透水系数k10×10-5cmsec
每方疏浚淤泥的处理成本在20元以下
投资的必要性和预期的经济效益
在使疏浚淤泥经过处理后成为再生资源而得到利用这一技术领域我国与日本等国外的先进技术相比技术水平与产业化程度的差距相对较大因此大力研究开发新颖的疏浚淤泥固化剂并实现产业化可促进我国的江河湖海的疏浚和清淤工程以及其所产生的疏浚淤泥变成可再生资源而利用提高我国处理利用废弃淤泥的水平和能力在国际上处于领先水平本项目是开发一种用于加入高含水率低强度的疏浚淤泥中后使得疏浚淤泥干化提高抗压强度的产品目前该产品在我国还不能批量生产国内外市场前景十分广阔我企业采用自主开发的专利技术运用独特的工艺技术路线通过实施火炬计划实现固化剂的产业化建成年产15万吨能力的固化材料的生产基地该产品技术含量高创新性强符合国家技术政策和产业政策具有很好的社会效益和经济效益加快固化材料的产业化可推动我国江河湖海的清淤工程有必要加大投资把技术成果转化为实际生产力并促成该产品尽快商品化使其早日形成产业
该项目已经完成中试因而希望通过火炬计划的实施加快项目产业化进程扩大生产规模形成规模生产能力同时列为火炬计划项目有利于扩大企业知名度吸引更多更强的金融支持
项目执行期预计投资总额1650万元项目完成时达到批量生产阶段形成年产15万吨的生产能力年销售收入7500万元工业增加值2850万元缴税总额820万元净利润1055万元企业职工人数达到 人因项目实施需新增就业人数85人
本企业实施该项目的基础
经过中试制出样品企业从2001年起企业领导带领技术人员进行了广泛的市场调研和河海大学密切合作关注国内外在该领域研究的最新进展并对国内外在该领域的最新研究成果进行研究分析从2002年正式立项固化材料的工业化生产研究开发投入了大量的资金和人力二年来围绕固化材料的技术性能即固化效果和生产设备及工艺两大方面设计技术方案和工艺路线经过几十次的试验终于研制成功一套生产技术方案
制定企业标准进行检测在样品试制生产成功的基础上企业根据用户提出的技术要求参照日本同类产品的技术指标结合国家对相关产品的技术性能要求制定了复合型淤泥固化材料的企业标准样品在无锡市产品质量监督检验所全性能检测各项技术指标均达到标准要求
2 技术可行性分析
21项目技术路线工艺合理性和成熟性关键技术先进性和效果论述
211项目的生产基本原理工艺流程
复合型淤泥固化材料的生产原理是根据水泥在加固淤泥中的反应原理设计的在水泥系固化材料加固土中固化土强度的提高取决于两方面因素1胶凝作用2填充作用对于固化淤泥只有水化硅酸钙的胶凝作用不能改变固化土中孔隙和孔径的状况必须加入一种物质如石膏能与水泥水化物生成大量的钙矾石这些钙矾石一方面填充固化土部分孔隙降低了加固土的孔隙量另一方面减小了加固土孔隙的平均孔径又起到支撑孔隙的作用钙矾石的增强作用是有条件的它和体系中CaO和OH-的浓度密切相关当CaO和OH-的浓度饱和时钙矾石生长使结构强度降低因此必须考虑加入一种可以与CaOH2发生反应的物质如粉煤灰可以生成水化硅酸钙水化铝酸钙等其作用不但降低了CaOH2浓度使钙矾石生长对强度有利而且增加生成水化硅酸钙的数量相当于增加了晶体矿物之间的胶凝作用同时水化铝酸钙可进一步与硫酸盐反应生成钙矾石此外粉煤灰的微珠效应可改变水泥的流变学性质使加固土易于拌匀易于密实降低加固土孔隙减小了孔径粉煤灰对水泥熟料的分散作用能促进水泥水化反应在有粉煤灰存在时磷石膏作为硫酸盐激发剂可促进粉煤灰中活性组份的水化反应
根据固化材料的固化机理选择合适的材料通过对不同淤泥海洋湖泊河流不同的固化材料和配方进行试验实测各种情况下固化淤泥达到的固化效果强度变形渗透性长期稳定性有害物质的运移等在综合评定的基础上选出的最佳配方
212项目的技术路线
配方材料的制造→根据不同淤泥配方→处理→搅拌→包装
213 项目关键技术
技术关键是复合型固化材料的配方问题如何在满足不同淤泥使用要求的情况下选择合适的廉价材料使其能够促进水泥固化的效果并最大限度的替代部分水泥的量
项目创新点
废弃物的再生资源利用
1将已成为垃圾的废弃淤泥经过处理变为有用的资源是保护资源环境的新技术创新
2本项目形成的产品是一种利用粉煤灰废石膏等材料生产在以废治废方面是一个创新
3研制适合于我国国情的复合型固化材料降低固化处理的造价是应用技术上的创新
4根据不同的淤泥要求可以设计不同的配方方案
22产品技术性能水平与国内外同类产品的比较
固化材料是在主要固化材料水泥石灰的基础上添加能够改善水泥固化效果降低整体造价可以部分替代水泥的工业废料如粉煤灰废石膏等同时添加少量能够激活固化反应的特殊材料因此复合型淤泥固化材料以卓越的功能在我国国内受到了人们的广泛关注综合技术性能指标达到了国外同类产品的技术水平其性能价格比优于国内其它同类产品
项目产品和同类产品的技术性能指标比较如下表
序号项目单位本项目产品外国同类产品17d无侧限抗压强度kPa100100228d无侧限抗压强度kPa1502003透水系数cmsec10×10-510×10-523项目承担单位在实施本项目中的优势
1政策优势国家已经把治理太湖巢湖滇池西湖等湖泊的技术难题列入了国家863计划进行攻关本项目为该计划中的子项目因此本项目的产业化属于国家中长期重点支持的重要技术领域符合国家的技术政策和产业政策
2企业优势公司是一个实行股份制的科技型企业银行资信等级AAA级无锡市认定的高新技术企业对水利治理及其设备的研究积累了较丰富的生产及应用经验企业在发展过程中在技术研究开发生产经营管理等方面积累了丰富的经验在资源技术人才及市场等方面具备实现本项目顺利实施的良好基础
3人才优势本企业是一个专业化的科技型企业拥有一支高级工程技术人员领队的工程师技术人员的人才队伍企业领导决策层全部是大专以上学历具有丰富的企业管理和市场营销经验多年来企业走自己培养人才和引进人才相结合的路子并和河海大学紧密合作同时企业注重高层次人才的引进近几年来引进了多位水利工程和机械方面的专业技术人员除此之外企业还与国内相关科研院校建立了长期的技术协作关系聘请了一批相关领域的专家教授作为技术咨询顾问企业技术开发力量比较雄厚全文共288页以下内容省略
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疏浚泥处理再生资源技术的现状
朱伟张春雷刘汉龙高玉峰
摘要疏浚泥是一种大量发生抛泥处理又会对环境产生污染的废弃物根据日本对建设废弃物的处理经验研究提出了疏浚泥处理再生资源技术通过这一技术可将废弃物疏浚泥转化为用于填土工程水利工程道路工程的良好材料得到良好的技术经济效益和环保效益本文对这一技术的原理方法和技术现状进行了综合性论述
作者单位河海大学岩土工程研究所河海大学岩土工程研究所河海大学岩土工程研究所河海大学岩土工程研究所
关键词疏浚泥环境保护再生资源固化处理综合利用
基金国家高技术应用部门发展项目资助研究课题
分类号X703
DOICNKISUNFJKS02002-04-016
正文快照
港口航道的建设和维护工程会产生大量的疏浚泥我国的珠江三角洲地带每年产生的疏浚泥达到8000万ｍ3左右东海北海地区也产生相当量的疏浚泥为了河道能够维持正常的泄洪能力和保证内陆航道的畅通内陆河道的疏浚工程量也非常可观另外为了保证湖泊的水质及蓄洪
03113373申请日20030507公开日20031015公告日20070228公开号1448358公告号1301929授权日2007-2-28授权公告日2007-2-28专利类别发明国别省市代码84[中国南京]代理机构代码32215[对照表]代理人沈根水发明名称复合型淤泥固化材料国际分类号C04B1804C04B2814C04B1808B09B300范畴分类号20B20E20C发明人朱伟张春雷范昭平李磊申请人河海大学申请人地址江苏省南京市西康路1号邮编210098文摘本发明涉及的是一种对水利工程和土木工程中产生的淤泥进行固化处理所使用的复合型淤泥固化材料本发明采用在水泥类固化材料中加入工业废料粉煤灰石膏按一定配比混合均匀而制成的复合型淤泥固化材料本发明通过与淤泥进行混合搅拌可以改善淤泥的高含水率低强度的性质可以将对环境产生污染的废弃淤泥再生为工程中可以应用的土工材料使用本材料不仅符合环境保护的要求也符合土木工程可持续发展的需要是一种绿色环保型材料另外本发明所用的原料为工业中大量产生的废料原料来源广泛价格便宜在经济性上显著优于国外固化材料主权利要求复合型淤泥固化材料其特征是它的原料组分所占的重量百分比水泥１５～２５％粉煤灰４５～８３．５％石膏１．５～７．５％其制备工艺在水泥中按上述比例加入粉煤灰和石膏混合均匀而制成优先权项PCT项
河湖淤泥固化与资源化技术及设备wwcwsnetcn2009年4月22日1406页面功能字体大中小推荐打印关闭
中国水利水电科学研究院
技术来源生产厂商
泥土再资源化协会
国家
日本
产品型号
参考价格
7000万日元
主要应用领域
河湖淤泥固化及资源化
技术产品简介
E－CUBE系统是对河湖疏浚污泥添加高分子絮凝剂和固化剂改善淤泥性质并实现资源化利用的技术和设备设备主要由泥土料斗泥土定量供给设备固化剂定量添加设备高分子絮凝剂供给设备混合搅拌设备油压系统和操作盘等部分组成搅拌机是由特殊连续的移动翼和搅拌翼构成在搅拌输送泥土过程中被粉碎和分散同时添加絮凝剂和固化剂因此提高了处理效率和均匀性可连续处理固化剂是主要利用火电厂或造纸厂产生的废弃石灰属于污泥资源化设备和技术适用范围为除了原污泥含有污染物和阻碍固化的成分以外自固性和非自固性湖泊河流疏浚污泥建设污泥等其特点是
1不经过脱水处理在短时间20～50s内连续处理高含水比约40～300％的污泥改善泥土品质
2可采用的固化剂种类多包括水硬性石膏高炉渣钙化混合物火电厂或造纸厂产生的废弃石灰根据改善土性质要求选用不同的固化剂
3絮凝剂具有较好的水溶性分散性和安全性缩短施工时间提高品质和施工性能
4处理能力高费用较低
5通过污泥资源化和无害化处理实现资源有效利用
6处理后是粒状土不再泥化易利用
7可移动式占地面积少适应不同施工环境
主要性能指标
1从稀泥状污泥到粒状再生土处理时间约20～50s
2处理污泥能力为40～60m3h
3设备长×宽×高75m×25m×27m
4处理后的再生土呈粒状容易处理不再泥化
5整个设备设计较紧凑可移动工作对现场环境要求较低
6操作和管理较简单根据流动性塌落度处理成本低廉
7处理后的再生土可用于路基回填土或堤防等材料
国内外已应用情况
高压喷射施工产生的泥土处理日本2002年
基坑施工污泥处理日本2005年
地下连续施工污泥处理日本2005年
高压喷射施工产生的泥土处理日本2006年
地下连续施工污泥处理日本2006年
地下连续施工污泥处理日本2007年
高压喷射施工产生的泥土处理日本2008年
基坑施工污泥处理日本2008年
荒川下游疏浚土改良工程日本2009年
由河海大学和江苏聚慧科技有限公司联合研究的基于水分转化原理的淤泥固化资源化利用技术成果鉴定会于2009年3月15日在南京举行该鉴定会由刘昌明院士任主任委员来自水利部水政水资源司中国灌区协会中国科学院生态环境研究中心南京水利科学研究院中科院南京地理与湖泊研究所东南大学的专家组成鉴定委员会鉴定委员会专家认真听取了项目组的成果介绍对成果的创新性应用性进行了深入的质询和讨论鉴定认为研究成果总体上达到国际先进水平其中研发的淤泥固化过程中的水分转化模型达到国际领先水平本次鉴定会由教育部组织
专家指出该研究主要创新点1建立的基于自由水向结合水矿物水转化的淤泥固化水分转化模型为定量研究淤泥固化过程中的物质转化提供了基础理论和指标利用该模型为水化产物的定量表达建立了一种新的方法这一模型在国内外属首创2建立了基于水分转化模型的固化淤泥强度预测方法通过测定不同状态水分的数量预测了淤泥固化后的强度变形压缩性抗剪强度参数等力学性质该预测方法为淤泥固化工程应用中的强度设计和现场检测提供了依据3研发了基于水分转化模型的复合型固化材料配方根据构建的水分转化模型指导了固化材料的选择和配方设计开发出以水泥粉煤灰废石膏粉为主的复合型固化材料新的优化配方在降低造价方面发挥了突出的作用4研发制造出我国第一台具有自主知识产权的淤泥固化处理设备已应用在工程中5利用该研究成果进行了淤泥固化资源化的工程应用已在太湖流域的五个工程中累计处理淤泥应用超过400万方单方造价低于50元大大低于国外成本增收节支总额36亿元产生了明显的经济社会和环境效益并具有广阔的应用前景
该成果由我校朱伟教授主持经过我校与企业10余名研究和施工人员历经4年的努力形成了淤泥固化理论强度预测方法固化材料固化设备和施工工艺等一系列成果并成功的将成果在大型工程进行了应用该项成果将为推进我国水利和水环境工程中疏浚淤泥占地和环境污染问题的解决产生巨大的推动作用
东莞将采取两种方式清理1300万立方米淤泥
httpdayoocomhttpdayoocom2009-08-011805来源东莞日报发表评论0
运河整治9大联网水库工程将清挖淤泥1300多万m3记者从昨日召开的2009年第十期东莞创新论坛河湖淤泥处置技术及应用论坛获悉我市将出手治淤泥有关部门推荐采用提高强度堆填和固化资源化两种方式将淤泥变为特殊的资源
本次论坛由东莞市科学技术协会东莞市科学技术局东莞市水利局和东莞市水利学会东莞市科学技术博物馆东莞科学家俱乐部共同组织市水利局有关负责人以及河海大学环境科学与工程学院副院长朱伟教授暨南大学水生生物学研究所所长韩博平教授等专家参加了论坛
1300万m3淤泥将被清挖
市水利局有关负责人在论坛上表示我市计划对运河综合整治和市东江与水库联网供水工程组织水库清淤河道整合疏浚清淤其中莲花山水库和东引运河茶山段作为试点环保清淤即将开始
根据初步预计东引运河干流需疏浚清淤量676万m3石马河干流及四条支流疏浚清淤量216万m3九座联网水库清淤量454万m3也就是说会有1300多万m3的淤泥被清挖出来
根据市水利部门的调研不同厚度的淤泥污染水平不同以东引运河茶山段和城区段的采样分析在取样1m深度范围内以粉细砂细砂粘土淤泥为主0至60cm的含水率大部分在50至120之间属于流动状态淤泥60cm至100cm的含水率大部分在20至70之间有机污染和重金属污染情况严重
清淤对疏通河道保证供水安全有重要意义以9大水库清淤为例清淤能明显优化水质而且东江水进入9大水库前水库要先清淤
化学固化将淤泥变废为宝
1300多万m3淤泥如何处理如果处理不好将会造成二次污染参加论坛的市水利局水资源规划科副科长兰建锋高工表示根据近年来的实践经验主要的处置方法有一是无污染的淤泥就近肥田二是外运回填低洼田三是制砖等资源化利用方式而对于东莞市的实际提高强度堆填和固化资源化两种方式是可行的
我们拟推荐采用化学固化法将水分及污染物改性固结阻断交换根据用途需要制成具有一定强度的可利用土料兰建锋表示
韩博平解释道通过向淤泥中加入固化材料来固结疏浚淤泥并将固化处理后的淤泥作为市政工程堤坊加固工程道路工程填方工程的良好原料使其变废为宝这样既保护了环境又节约了大量的土石资源可以产生巨大的经济效益与社会效益
淤泥固化后还会产生污染吗
专家表示固化实质上是淤泥改性的过程内部物质是被固结起来的不再发生物质交换换个说法就是使其休眠了不会向外界释放污染物
目前的淤泥固化技术成熟吗
专家表示目前固化处理技术大多采用的是以水泥系为主固化剂针对疏浚淤泥固化处理需要专用的施工设备和搅拌技术固化处理的效率还不是很高在我国淤泥固化处理还有待进一步完善施工设备施工工艺和技术
淤泥用途广泛甚至有一定的经济价值早在上世纪80年代初发达国家已开始重视开发并积极培育其成为一种新兴产业
淤泥等于污泥吗
专家表示淤泥与污泥两者有着本质的区别污泥是指在给水和废水处理中采用各种分离方法去掉溶解的悬浮的或胶体的固体物质从中产生的沉渣污泥中有机物含量高容易腐化发臭颗粒较细密度较小含水率高且不易脱水可以作为肥料可以燃烧
淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积并经生物化学作用形成其天然含水量大于液限天然空隙比大于或等于15的粘性土也就是说淤泥的污染程度要大大少于污泥
淤泥处理成本有多高
根据有关方案淤泥处理技术较先进成本约为120元方其中淤泥固化处理成本占了大头为70元方如果淤泥处理量大那么淤泥处理成本还会下降东莞的经济发展水平能承受得起这笔费用
当然如果采用传统的堆填的方式淤泥处理成本比较低但是淤泥固化处理具有占地少无二次污染能变废为宝等优点记者黄基尧
莲花山水库年内清淤
清淤及淤泥处置工程初步设计报告昨通过专家评审固化后的淤泥可再利用将为我市九库联网工程清淤提供经验
2009-8-6
东莞日报08月06日讯 莲花山水库预计年内清淤莲花山水库清淤及淤泥处置工程初步设计专家评审会昨日举行专家组一致通过《莲花山水库清淤及淤泥处置工程初步设计报告》以下简称《报告》略作修改后的《报告》提交给市政府通过后即可实施
莲花山水库是我市联网水库东线水源保护工程中的一座小型水库位于长安霄边村于1958年建成正常蓄水位1946米相应库容390万立方米现该水库功能为防洪与城市供水水库水质整体为劣Ⅴ类
作为我市水库清淤的试点莲花山水库清淤将为我市9库联网工程清淤提供经验按照有关规定东江与水库联网之前必须首先保证水库水质达到国家饮用水水源水质标准水库清淤是水库水质达到标准的关键一环而据市水利局的统计我市运河综合整治以及东江与水库联网工程要处理的淤泥量达到1300多万立方米
调查水库底泥受重金属污染
莲花山水库水质到底如何记者采访多位业内人士获悉目前莲花山水库整体水质为劣Ⅴ类水质现状不容乐观水库水体最主要的污染是有机质污染而总氮总磷和石油类等指标普遍超标排污口水体普遍存在六价铬镉铅等重金属污染现象
记者调查发现由于莲花山水库靠近一个高尔夫球场球场护草施用的化肥农药等残留物质伴着雨水直接流进了水库化肥农药中含有的重金属物质会沉积在淤泥中
来自中水珠江规划勘测设计有限公司的调查书数据显示莲花山水库底泥受重金属污染总体不能满足集中式水源地底质的相关要求重金属污染底泥释放的污染物会对饮用水安全带来非常大的风险因此必须对水库进行清淤并在清淤过程中防止重金属的释放
清淤重污染淤泥就地固化处理
《报告》指出莲花山水库总的清淤量为2971万立方米其中可直接清理淤泥规模为1836万立方米需处置的淤泥规模为1135万立方米清淤及淤泥处置工程的总投资为378984万元
如何清理及处置这些淤泥呢《报告》提出清淤方案可采用水库直排干利用库区排干后作为施工场地进行库区污染淤泥的固化清理不同性状不同位置的淤泥采用不同的清淤方法
对于污染底泥计划采用推土机将淤泥料集在一起然后用汽车运至新民弃渣场这部分淤泥的规模为284万立方米
对于污染程度较
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