将精明的用水转化为底线收益

让你的水回收,过滤和管理策略正确可以给你的骨料生产业务一个重大的推动
2021年12月6日
作者:盖伊·伍德福德
Sodextra投资了CDE定制的建筑、拆除和挖掘(CD&E)废物回收厂
Sodextra投资了CDE定制的建筑、拆除和挖掘(CD&E)废物回收厂

法国废物管理公司Sodextra投资了一家来自CDE的定制建筑、拆除和挖掘(CD&E)废物回收厂,这标志着该公司首次涉足材料湿法处理,并能够回收高达70%的惰性CD&E废物。新工厂目前以每小时135吨的速度加工材料,生产六种砂和骨料产品,为家族拥有和经营的企业开辟了新的市场。

Sodextra位于巴黎以南15公里的Saclay高原,在8公顷的场地上运营着一个主要的建筑垃圾回收处理设施,支持建筑专业人员在巴黎地区存放和处理废物和瓦砾。

该业务成立于1975年,在超过45年的时间里,协助从堆填区转移大量的CD&E废物,协助回收各种高价值的建筑材料,包括再生砂和骨料产品,并将其返回该行业,用于大型公共工程和基础设施项目。其主要市场领域是解构混凝土的回收、工业废料的回收和处理以及预拌混凝土的销售。

目前,这家第三代家族企业每年从废物中回收100万吨材料,由于其对CDE技术的最新投资,该公司希望进一步增加这一数量,该技术现在可以回收惰性土壤。

Sacha Bottemanne是Sodextra S.A.的主管,也是其所有者Christian Bottemanne的儿子,他说公司最大的挑战是如何处理进入工厂的高度可变的废物。

“我们过去常常对土壤进行筛选,我们可以回收大约20%的鹅卵石,这些鹅卵石在我们的破碎工厂中被重复使用。剩下的80%被倾销。

特雷克斯洗涤系统在爱尔兰科克公司的Keohane Readymix网站举办了一场出席率高的虚拟端到端洗涤解决方案展示会
特雷克斯洗涤系统在爱尔兰科克公司的Keohane Readymix网站举办了一场出席率高的虚拟端到端洗涤解决方案展示会

“我们意识到,在这80%的材料中,仍然有高附加值的材料,今天,通过安装CDE,我们可以回收这些材料。”

根据对萨克莱高原周围土壤的分析,CDE的法国业务发展经理Marc Sopransi很快意识到处理这种异质性和重度粘土结合材料所带来的挑战。

“Sodextra与我们联系,希望了解如何进一步回收惰性土壤,找到一种方法来回收更多的沙子和砾石,并将其转化为高附加值的建筑材料。”

他说:“问题的核心是要从多种原料砂的广泛范围加工到尽可能狭窄和稳定的常规范围,即0-4毫米的清洁砂。”

为了展示CDE技术在支持Sodextra从其废弃物中回收高品位和高价值产品方面的潜力,Sodextra团队受邀前往德国的CDE参考站点,以了解该技术的实际应用。

“我们看到进入这些装置的材料质量非常差,非常粘,充满了各种污染物,如塑料或树根……我们真的看到了材料的过程和质量。这就是我们决定采用CDE的原因。”

工厂处理的饲料样品由CDE工艺工程师在其实验室进行测试和分析,以确定进入废物流的回收潜力及其产出的质量。

该工厂结合了CDE标志性的模块化技术,包括用于洗涤和分级的AggMax模块化logwasher设置,EvoWash砂分类和脱水系统,以及集成的专利技术,包括用于密度分离的CDE Infinity Screen和逆流分类单元(CFCU),可有效分离不同比重的材料,以最大限度地提高原料的质量和价值。

在谈到砂处理时,sopranansi表示,为Sodextra设计的解决方案是独一无二的。

“它由第一个旋风通道,磨损单元,第二个旋风通道,水力分级器和第三个旋风通道组成,两个主要分类点分别位于250微米和2mm。这种出砂处理为动态问题提供了动态响应。

他补充说:“这种砂处理方式在欧洲尚属首次。

“它的独创性在于,该解决方案采用了通常用于处理工业砂的技术。”

为Sodextra设计的解决方案不仅可以回收CD&E废物,而且还可以最大限度地提高CDE的水产养殖循环用水效率,这是一个单一的,紧凑的,用户友好的单元,可以应用于许多市场的高低吨位。

CDE的AquaCycle是一种高效的水管理解决方案,可替代水提取和昂贵的抽水到工厂的过程,通过确保高达90%的工艺水被回收并立即再循环,将昂贵的水消耗降至最低。

通过最大限度地提高生产效率,最大限度地减少有价值的罚款损失,降低水和能源成本,CDE的AquaCycle为客户提供竞争优势,加速了投资回报。

饲料经过洗涤和分类后,废水被送到水产循环浓缩系统。在这里,通过自动加药站向水中添加少量聚电解质絮凝剂,该自动加药站迫使细颗粒沉淀在浓缩罐底部。顶部的清水溢出堰,储存在AquaStore水箱中,然后在工厂周围再循环。其结果是一个高效的水循环系统,只需要10%的补给水。

废污泥被排入缓冲槽,在缓冲槽中,不断旋转的搅拌器确保物料不会沉降和固化在底部。

对于Sodextra来说,原料过程产生的大量污泥意味着必须使用压滤机来避免沉淀池。它的整合也促进了从这个过程中回收更多的水。回收的滤液重新定向到Sodextra公司新的水产循环系统,使Sodextra的水回收率达到约96%,大大减少了对补充水供应的需求。

该工厂正在处理曾经被送往垃圾填埋场的材料,并生产一系列产品,包括三种不同的砂:0-250um, 0-2mm和0-4mm的细砂;和三种不同的骨料:4-10mm, 10-20mm和+20mm骨料,都准备在巴黎地区的建筑项目中使用。

“我们的CDE装置生产出高质量的骨料,我们现在称之为‘生态砾石’或‘生态砂’。这些都是非常高质量的材料,类似于天然材料,”Bottemanne解释说。

来自集成CDE压滤机的滤饼产品也可以重复使用作为防水层或管道垫层和垃圾填埋场封盖。

“今天,CDE装置使我们能够回收70%的废物,并创造新的材料,在整个大巴黎的建筑工地重复使用。”

Bottemanne说,当他的祖父意识到在大巴黎地区需要C&D回收时,Sodextra就成立了。

“可持续发展是我们业务的核心。它建立在与今天相同的原则基础上,我们仍然致力于关闭这个循环。

特雷克斯洗涤系统团队参加了最近在Keohane Readymix的工厂展示
特雷克斯洗涤系统团队参加了最近在Keohane Readymix的工厂展示

“我们的客户越来越关注环境。通过这些新材料,我们正在为循环经济和可持续发展做出贡献。”

经过两年多的现场审核、基于实验室的材料研究和协作设计研讨会,CDE团队与Sodextra团队共同创建了按订单设计的解决方案,Sodextra的新工厂达到了顶峰。

Bottemanne解释道:“从项目开始到最后阶段,我们一直与ProMan保持联系,他一直跟着我们,支持我们,指导我们。

“今天,我们与CDE的关系进展得非常顺利,因为我们真的进入了合作关系。”

Sopransi表示,该工厂已经运行了整整一年,并成功地实现了索迪斯的所有目标。

“为了进一步改造惰性土壤,提供符合混凝土规格的骨料,并实现占用最小空间的安装。”

他补充说,CDE致力于该地区,最近在当地扩大了其客户服务团队,该团队提供售后支持,以确保客户从CDE设备中获得最大性能。

“CDE已经在法国设立了一名支持和服务工程师,他将为我们在该地区的客户提供快速响应的现场支持,包括Sodextra,因为他们将继续为当地建筑行业提供有价值的服务。”

特雷克斯洗涤系统公司举办了一场非常成功的虚拟端到端洗涤解决方案展示会,该展示会在爱尔兰科克郡的Keohane Readymix网站进行了现场直播。

该活动展示了最近安装的全套交钥匙解决方案,用于洗涤和分类,为Keohane Readymix生产规格砂和骨料。一组洗涤专家解释了不同的设备组成了定制工厂,并概述了如何,当组合在一起,这个洗涤系统被证明是成功的客户。

Keohane Readymix由Paddy Keohane于1979年创立,现在是第三代公司,为爱尔兰各地的广泛客户群提供一系列混凝土产品,砂和骨料。清洗溶液位于Brinny, Co. Cork的工厂,为该地区的其他Keohane Readymix工厂提供沙子和砾石产品。

观众从设计过程的开始就开始了一段旅程,这决定了要处理的材料的性质。特雷克斯洗涤系统的应用经理约翰斯顿·帕特森解释说:“这种材料是一种天然的沙子和砾石沉积物,虽然相当自由流动,但会变得粘稠,其中有一些粘土,还有一些有机物、树枝和根。进料为60/40的砂砾,主要为- 150mm,但可达300-400mm。通过63微米的典型百分比约为10%。”

为了开始设计新工厂的过程,Keohane Readymix提供了一个材料样本,并指导团队他们想用它制作什么产品。该材料在特雷克斯洗涤系统实验室进行了分析,由此,该团队能够提出一个定制的工厂,以满足他们的需求。

然后,观众们被带到了操作现场,了解组成整个工厂的每件设备的主要特征,包括H30给料斗,侵略者和206,侵略者150,深锥浓密机,絮凝剂加药装置,中央控制面板和储存输送机。观众还看到了该工厂如何在机器下面埋一个独特的淡水水箱,以减少其总体足迹。

深入了解整个洗涤工厂的内部工作原理,使观众能够看到特雷克斯洗涤系统多年来的工程经验。包括设计、制造和安装系统在内的所有方面都由特雷克斯洗涤系统公司负责,从而实现了真正的集成系统。

特雷克斯洗涤系统业务线总监Barry McMenamin解释说:“我们的团队与Keohane业务合作,评估应用并设计专门适合他们需求的工厂。他们还帮助设计了工厂所在的土建混凝土工程,这里的一个非常独特和创新的特点是,淡水水箱在机器下方,在基座本身内,这表明了工厂是根据客户的要求量身定制的。”

观众还直接从Keohane Readymix的运营经理Gavin Twohig那里听到了工厂的运行情况。谈到他在工厂的经历,加文说:“我们对工厂的产量非常满意。考虑到材料的清洁度,我们决定安装一个原木清洗系统。有了现场的原木清洗机,它做得非常好,碎片非常干净。”

展示结束后,那些在线观看的人可以参加现场洗涤专家的问答环节。问题的范围从关于维修无障碍程度的查询到更具体的水管理查询。与会者还可以询问在水资源有限的地点(类似于Keohane的Brinny地点)安装压滤机的可能性,以及如何为他们的地点量身定制设备。

这次现场活动的数字格式使特雷克斯洗涤系统能够在一天内将其模块化洗涤系统之一带入数百名与会者的家庭和工作场所。

麦克梅纳明解释说:“在当今世界,我们的客户无法亲自与我们在一起,我们希望在现实世界中提供这个运营站点的‘漫步’;讲解设备的特点,并展示其运行情况。我们相信,这是让我们的客户完全了解我们如何根据他们的需求提供端到端解决方案的最佳方式。现场活动取得了巨大的成功——能够向这么多观众展示我们引以为豪的系统真是太棒了。

“没有客户的投资,这样的安装或项目是不完整的,我们很高兴Keohanes选择特雷克斯洗涤系统作为这个项目的合作伙伴。我们要向Keohane Readymix的所有人表示感谢,感谢他们让我们能够从他们的现场向世界展示他们的工厂。”

McLanahan 100板压滤机
McLanahan 100板压滤机

McLanahan是总部位于美国的集料、采矿和农业行业工程工艺解决方案的全球供应商,它概述了为什么压滤机是沉淀池消除的最佳选择。

一位公司发言人表示:“骨料和矿物行业历来使用最简单、最便宜的脱水技术来管理废浆尾矿。”

“这些旧的方法包括直接将垃圾倾倒到溪流、河流和湖泊中,或使用采矿表面或地下采石场/坑进行处置。”

“几十年来,这些行业一直受到压力,要求淘汰旧的废物倾倒方式,寻找更有效的废物管理技术。

“尾矿管理技术的最初改进包括建立池塘或大型蓄水坝,以便在采石场或矿山的生命周期内容纳废浆。”

McLanahan说,在过去十年左右的时间里,由于几个因素,改善尾矿管理实践的压力进一步增加,包括更严格的环境法规,不断上升的运营成本,更高的废物处理成本,增加的水资源保护要求,灾难性的蓄水失败,更好地降低风险的需要,以及运营扩张的物理空间限制。

该公司指出,集料和矿物行业的领导者已经开始评估和投资更有效、成本效益更高的尾矿脱水系统。该系统包括超细分离、浆料浓缩和浆料脱水设备技术。

UFR(超细颗粒回收)和增稠设备技术分离和浓缩废物,而脱水设备从废物流中回收额外的水,并产生近乎干燥的固体。

麦克拉纳汉说,板式压滤机、带式压滤机和离心机是目前骨料和矿物行业中使用的相互竞争的脱水设备。

离心机脱水是一种高速过程,它利用圆柱形碗快速旋转产生的力将废水中的固体从液体中分离出来。

该公司发言人继续说道:“这些脱水设备最适合于更容易脱水的材料,具有更大的粒度分布和/或粘土含量低,尽管它们通常不会像压滤机那样有效,因为它们不能产生后者的高压脱水力。

离心机作为连续进料装置运行,通过涡旋输送机去除固体,并通过堰排出液体。碗是锥形的,有助于将固体从液体中提出来,让它们在倾斜的表面上干燥,然后被排出。

“离心机设备前期投资成本高,运行成本高。它是建立在严格的机械设计规范,有效地运行在非常高的转速。

“由于电力需求高、更换部件昂贵以及需要使用脱水化学品,运营成本很高。

此外,离心机操作需要熟练、有经验的操作人员。离心机具有高噪音,高速振动和经常磨损问题的声誉。

McLanahan浓缩罐
McLanahan浓缩罐

“由于离心机比压滤机小,根据需要的单位数量,占地面积可能比大型板式压滤机小。”

McLanahan强调,带式压滤机是另一种用于从废浆中除去水以生产称为“饼”的非液体材料的设备。

在带式压滤机中,废浆被压在两条张紧的多孔带之间。当皮带经过不同直径的滚筒时,液体被挤出浆体,而固体饼料则保留在皮带之间。当皮带经过直径减小的滚筒时,压力增加。

McLanahan说,带式过滤工艺有很多设计,但都包含以下基本特征:聚合物调节区、重力排水区、低压挤压区和高压挤压区。

该公司发言人表示:“先进的设计提供了更大的过滤面积,额外的滚筒和可变带速,可以增加5%的饼固体。”

带式压滤机的一般机械部件包括脱水带、滚筒和轴承、带跟踪和张紧系统、控制和驱动以及带式洗涤系统。

“带式压滤机的初始资本成本较低,安装占地面积较小。

由于需要全职操作人员和使用化学脱水助剂,作业成本往往很高。

由于皮带和托辊的磨损以及紧绷的皮带在托辊之间的连续运动造成的故障,维护成本也很昂贵。皮带和滚子轴承需要经常更换,造成较低的整体可用性。

带式压榨机以需要频繁清洗皮带而闻名,并且对工艺变化非常敏感。

麦克拉纳汉说,凹进式板式压滤机是通过分离废浆中的液体和固体物质来制造脱水饼料的。

该公司解释说,这些压滤机是最古老的脱水设备之一,通常用于骨料和矿物加工废液应用。

典型的嵌入式板式压滤机由一个重型支撑框架组成,支撑着一系列聚丙烯板,板的每一侧都有凹面。每个板衬有合成滤布。这些板是紧紧夹在一起与液压压力,创造一个空洞的空间之间的板表面。

高压浆料进料泵用于迫使浆料进入板材之间的空隙。浆料固体在板之间被捕获,而液体通过安装在板表面的滤布。

当不能向压滤机中泵入额外的浆料时,浆料进料泵停止工作,将滤板分离,使饼通过重力从压滤机中掉落。

由于设备的尺寸和所需的支撑结构,板式压滤机的前期投资可能很高。

McLanahan指出,根据脱水物料的类型和数量,现代压滤机设备可能非常大,需要很大的安装和操作空间。今天常见的聚丙烯板尺寸可以达到8英寸宽8英寸高,大型压滤机可容纳200个板。

该公司发言人补充说:“板式压滤机的运营成本很低,因为只需要一名兼职操作员,磨损部件成本较低,通常不需要化学脱水助剂。

“由于泥浆材料完全被捕获在滤板之间,因此可以对泥浆施加非常高的脱水压力(高达225 psi或更高)。高脱水压力可产生任何机械脱水设备中最高的饼状固体浓度。

堰式多流脱水浮桥驳船
堰式多流脱水浮桥驳船

麦克拉纳汉说,板式压滤机还可以使用第二种称为膜板的板。在这种情况下,板材具有由聚丙烯或其他合成柔性材料(如硬橡胶)制成的柔性膜表面。

所述膜可热熔入所述凹板芯中,也可将所述合成膜的边缘在所述板表面加工的小通道中嵌入所述凹板芯中。

在膜板压机中使用相同的初始过程,用高压浆泵给压机填充和脱水尽可能多的浆。

浆液进料泵停止后,滤板仍然夹在一起,膜表面使用压缩空气或水膨胀。这个膨胀的膜压缩饼的材料,除去额外的水分到尽可能低的水平。

该公司发言人表示:“没有其他脱水工艺比板式压滤机更有效地从泥浆中去除液体。”“板式压滤机的其他优点包括回收水量最多,饼最干燥,运营成本最低,废物处理成本更低,[它们]运输的水更少,产生的固体物质最稳定。

“由于这些优点和板式压滤机的高效率,是消除沉降池的最佳设备选择。”

Weir Minerals Europe水泵产品经理西蒙•琼斯(Simon Jones)强调了安全有效的水管理在骨料生产中的重要性。

Jones说:“在砂和集料作业中,性能和盈利能力取决于设备的可靠性。“管理工艺用水、回收系统和矿井脱水对项目的成功至关重要。高效的流体处理可以减少停机时间,降低能源成本,并消除双重处理的需要。然而,许多采石场报告说,由于时间和预算的限制,无法在砂和骨料作业中实施系统改进。由于没有投入必要的停机时间来进行系统改进,作业公司放弃了流程改进、长期节能和最佳设备选择,以降低维护成本。”

Jones指出,虽然在集料作业中使用了一系列潜水式、离心式和立式涡轮泵,但它们通常与手头的任务不匹配。这可能是由于现场从其他应用中重新利用现有的泵送设备,导致泵送系统的尺寸过大或过小,以满足客户的需求。针对您的应用,运行优化的泵送系统可以提高磨损寿命,降低功耗。”

Jones表示,解决产能过剩的解决方案包括通过改变运行速度来调整已安装泵的性能,以适应工艺条件。另一种解决方案是将已安装的泵更换为效率更高的泵,以减少电力需求。

他继续说道:“流量与速度成正比,因此,例如,速度降低20%将导致能耗降低50%,速度降低50%将导致能耗降低80%。Weir Minerals的脱水专家团队可以全面评估现有的运营成本节约机会,并提供如何实施这些机会的计划,以最大限度地减少运营停机时间。”

琼斯强调,第二个重要的考虑是评估发电的选择——电力、柴油还是两者的结合。

“例如,Multiflo LF泵可以提供柴油发动机(T3和T4F额定发动机排放)或电动机驱动选项。LF采用经过验证的封闭式叶轮设计和领先的材料,效率高,大大降低了总拥有成本。这些泵组提供了可靠的泵送解决方案,流量范围从100立方米/小时到3200立方米/小时,排放扬程从10米到210米。”

“脏水”是指含有研磨性悬浮固体的水,这些固体的百分比太高,不能被认为是“干净的”,但又太低,不能被归类为泥浆。Jones表示,磨蚀性悬浮固体的引入和随后的磨损是导致脱水泵过早失效的最常见原因之一。“计划中最具挑战性的事情之一是'紊乱'的水质状况,这可能是由季节性天气事件,意外的山体滑坡或下沉到池塘或引入外国废物流(即尾矿)引起的。”

Weir的Multiflo浮桥驳船和泵包是针对设备运行的环境而设计的
Weir的Multiflo浮桥驳船和泵包是针对设备运行的环境而设计的

Jones表示,解决泵加速磨损问题的解决方案包括改善工艺水质,以减少给水中的磨蚀固体含量。他认为,如果不可能做到这一点,最好的选择是更换现有的泵,换上能够更好地处理固体浓度增加的泵,比如Warman DWU泵。

Warman DWU泵的设计和制造可以处理水中的研磨性悬浮固体百分比,同时在高排放水头压力下运行,将现场水坝和池塘的地表水输送回洗涤回路进行回收。

“水的情况是不可预测的,不同的地点对水的要求也不同,”Jones继续说道。“水泵项目的关键考虑因素包括水质,pH值可以从很低到很高;含水量,如高百分比的磨料悬浮固体和漂浮碎片;设备装载和其他形式的装载,如天气;以及刺激需求。”

Jones表示,Weir Minerals的专家团队利用DEM(离散元素建模)等模拟技术,并与海洋工程专家合作,全面审查了每次作业的参数,以提供综合的交钥匙解决方案。

“Multiflo浮桥驳船和泵包是专门为设备的运行环境而设计的。这些组件包括潜水式、端吸式离心泵和垂直涡轮泵,以提供各种浮动和陆地移动流体管理解决方案。

“除了世界领先的服务和支持网络外,Weir Minerals还为您的员工提供专业的现场培训,以确保工厂的顺利、安全和高效运行和维护,从第一天起就为您创造价值。”

Jones举了一个令人印象深刻的例子,Weir Minerals的团队在捷克共和国设计了一个全自动矿山脱水系统。该油田一直表现不佳,并且使用非自动化脱水泵网络,现有泵的平均磨损寿命仅为700小时。Weir Minerals解决方案提供了高度的可靠性以及低维护和备件消耗。这个高度工程化的概念集成了127台Warman泵和多个Multiflo浮桥驳船,使该站点能够运行20多年,而无需更换任何湿端备件。

Weir Minerals Europe的脱水产品组合包括Warman、GEHO、Floway和Multiflo泵,这些泵设计用于将现场水坝和池塘的地表水输送回洗涤回路进行回收,以及Multiflo驳船和泵房解决方案,专门用于其他现场水源,如尾矿坝。Jones总结道:“Weir Minerals针对采石场面临的挑战,在现场周围抽水,为每个特定和独特的应用提供最佳解决方案。”

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