CN101224943B - 容器式电渗淤泥再造土方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种容器式电渗淤泥再造土方法，该方法采用容器作为淤泥处理载体进行电渗脱水，然后根据需要可增设真空排水、真空预压和静载装置来辅助电渗脱水，提高脱水效率；容器的结构可设有多种结构，电渗装置的电极也有多种排布方式，本发明方法可对各类形态的淤泥进行脱水处理，同时也能最大程度简化设备和降低成本，在电渗过程中可施加高压和强电流，缩短处理时间，提高脱水效率。

Description

容器式电渗淤泥再造土方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种淤泥再造土方法，尤其涉及一种容器式电渗淤泥再造土方法以及实施该方法所使用的装置。

背景技术

目前在淤泥脱水、再造土处理技术领域中没有见到采用容器作为载体进行电渗脱水再造土的有关报道。本案申请人提出了利用容器作为载体对软土、淤泥进行脉冲式电渗脱水处理的技术方案，并向中国国家知识产权局专利局申请了专利，专利申请号为200810073429.8、发明名称为“软土、淤泥脉冲式电渗脱水处理方法及其装置”。该方法操作简单，其利用电渗的核心原理对软土、淤泥进行脱水处理，并产生很好的处理效果，但因各地各种条件下的淤泥形态有差异，而该方法操作比较单一，不够灵活。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种处理方法比较灵活，能利用多种结构的容器进行淤泥脱水处理的方法以及实施该方法所使用的装置。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：本发明容器式电渗淤泥再造土方法按以下步骤进行操作：

1)在按串列式排布的各容器中分别设置有电渗装置；

2)根据需要在容器上增设真空排水装置或/和真空预压装置或/和静载装置，电渗装置与这些辅助装置的组合方式有：①电渗装置与真空排水、真空预压、静载装置组合，②电渗装置与真空预压、静载装置组合，③电渗装置与真空排水、静载装置组合，④电渗装置与静载装置组合，⑤电渗装置与真空排水、真空预压装置组合，⑥电渗装置与真空预压装置组合，⑦电渗装置与真空排水装置组合；

3)当容器上设有静载装置时，其容器的顶部采用刚性活塞式顶盖封压容器内的淤泥；当容器上设有真空预压装置时，其容器的顶部采用软式顶盖或刚性活塞式顶盖封住容器内的淤泥；当容器上仅设有电渗装置或电渗装置与真空排水装置组合时，其容器顶部为敞开式；

4)将淤泥通过传送机送入各容器中后启动电渗装置进行电渗脱水，当淤泥的含水率降至塑限水平时，打开容器底门或翻倒容器将容器的土卸下，再通过传送机送走；当容器增设有其它辅助装置时，在电渗过程中根据处理需要同时或者穿插启动辅助装置辅助电渗脱水。

在进行第1)步聚前可先通过离心机将淤泥进行离心脱水处理。

所述电渗装置的电源可采用脉冲式直流电渗电源或稳压直流电渗电源。

实施本发明方法所使用的装置为一容器，其容器壁上有绝缘材料，容器的顶部有刚性活塞式顶盖或软式顶盖或为敞开式，当设有刚性活塞式顶盖或软式顶盖时，其顶盖上开有孔供电极材料穿过，并与电极材料形成密封连接，顶盖上面有静载装置，容器底部为封闭式底部。

所述容器的底部可设有活动底门便于卸料。

所述安装在容器内的电渗装置可采用复合管作电极，复合管是集排水、负压传递与电极为一体的复合电极排水管；复合管的排布方式是与容器纵轴线平行排布或垂直于容器纵轴线排布。

所述复合管与容器纵轴线平行排布的形式有两种：一种是中阴壁阳式，即容器的中心位置设置阴极复合管，阴极复合管兼作真空预压管和真空排水管，复合管阴极接头既接电，又通过外接管道连接真空泵，容器内壁设置有阳极网或阳极棒；另一种是中阳壁阴式，即容器的中心位置设置阳极棒或阳极复合管，当设置阳极复合管时，阳极复合管通过管道连接真空泵。

所述复合管垂直于容器纵轴线的排布形式有两种：一种是上阴下阳式，即容器的底部设置有阳极，容器顶部设置有阴极，当阴极采用复合管时，复合管之间由连通管连接，汇集阴极渗水，当阴极为非复合管时，阴极设置有渗滤层；另一种是上阳下阴式，即容器顶部设置有阳极，容器底部设置有阴极，当阴极采用复合管时，阴极复合管兼作真空预压管和真空排水管，当阴极为非复合管时，容器底部设置有排水装置。

本发明方法与传统淤泥脱水处理方法相比，具有如下优点：

1、本发明方法的操作方式具有多样性，操作更灵活，实用性更强。

2、本发明方法可对各类形态的淤泥进行脱水处理，同时可大大简化设备和降低成本。

3、本发明方法在电渗过程中可施加高压和强电流，以缩短处理时间，提高脱水效率。

附图说明

图1是电渗装置的电极在容器上设置为内阴外阳式时容器的结构示意图。

图2是图1的剖视示意图。

图3是容器为空心矩形柱体时电渗装置的电极设置在相对两内侧壁时的结构示意图。

图4是图3的俯视示意图。

图5电渗装置的电极在容器上设置为上阴下阳式时容器的结构示意图。

图6是图5的剖视示意图。

图7是电渗装置的电极在容器上设置为上阳下阴式时容器的结构示意图。

图8是图7的剖视示意图。

具体实施方式

实施本发明方法所用的容器上设有电渗装置，还可以根据需要在容器上增设一些辅助电渗脱水的装置，如真空排水装置、真空预压装置、静载装置及其它附属装置；真空预压装置、静载装置主要作用是维持淤泥毛细管结构，以提高电渗脱水效率，电渗装置的电源可采用稳压直流电源或脉冲式直流电渗电源。

所述容器可由容器壁、刚性活塞式顶盖2和活动底门8三部分组成，如图1和图2所示，容器壁上有绝缘材料，其可连接真空排水装置，容器外壁底端有呈对称排布的底门活拴4和底门紧固器5，活动底门通过底门紧固器连接容器，底门活栓是打开与关闭活动底门的工具；容器上部有进料槽7，顶部的刚性活塞式顶盖可与电极密封相连，其上可施压静载装置；容器的形状可为空心圆柱体、空心正方形柱体、空心矩形柱体等多种形状。

容器的顶盖也可由真空膜或土工布等柔性材料制成软式顶盖，也可以不设顶盖，为敞开式，当设置为软式顶盖时，其可与电极密封相连，其上面不可施加静载装置。

容器的底部也可设为封闭式，当底部为封闭式时，可翻转容器，从顶部卸下被处理过的淤泥。

所述电渗装置可采用复合管作阴、阳电极，复合管是集排水、负压传递与电极为一体的复合电极排水管，其管体上布有很多小孔，外裹渗滤膜，既作电极，又作排水通道，还作负压传递通道。

所述电渗装置的复合管排布有水平方式、垂直方式两种：

1)水平方式，即复合管与容器的纵轴线平行，其阴极或阳极设置在容器的中心和容器内壁上，有中阴壁阳式和中阳壁阴式两种形式：

(1)中阴壁阳式，如图1所示，在容器中心位置设置阴极复合管1，阴极复合管兼作真空预压管和真空排水管，其阴极接头2既接电渗电源，又通过外接管道连接真空泵，容器内壁设置有阳极网或安装有阳极棒。

(2)中阳壁阴式，即容器的中心位置设置有阳极棒或阳极复合管，阳极复合管又通过管道接真空泵，以实施真空负压，阴极设在容器壁上，阴极有复合管和非复合管两种，当阴极为非复合管时，容器内壁由里至外设置渗滤层、阴极网、导流层，且导流层有小孔，小孔接有与阴极网连接且穿出内壁的连通管，连通管接头既接电，又通过外接管道连接真空泵，(该结构已在专利申请号200810073429.8中公开)；当阴极采用复合管时，阴极复合管可兼作真空预压管和真空排水管；

当容器的形状为空心矩形柱体时，电极的排布除上述两种形式之外，还可有另一种形式，如图3和图4所示，即在空心矩形柱体内两相对侧壁上分别安装阴极复合管1和阳极棒9，阴极复合管的阴极接头2和阳极棒9的阳极接头6连接电渗电源，阴极复合管之间由连通管10相接，连通管接真空排水装置；阴极和阳极也可采用非复合管形式，当阴极为非复合管时，容器侧壁上设置有排水结构，容器顶部有刚性活塞式顶盖3。

2)垂直方式，即复合管与容器的纵轴线垂直，阴极或阳极设置在容器的顶部或底部，有上阴下阳式和上阳下阴式两种形式：

(1)上阴下阳式，如图5和图6所示，其容器的结构与图1基本相同，只是阴极复合管1装在容器的顶部并垂直于容器纵轴线，阳极接头6设在容器的底部；阴极复合管之间由连通管10相接；当阴极为非复合管时，阴极设置有渗滤层。

(2)上阳下阴式，如图7和图8所示，其容器的结构与图1基本相同，只是阳极棒9及阳极接头6设在容器顶部，阴极复合管1装在容器的底部并与连通管10相接，阴极复合管可兼作真空预压管和真空排水管，阴极复合管的阴极接头2和阳极棒9的阳极接头连接电渗电源；当阴极为非复合管时，容器底部设置有排水结构。

实施本发明方法的容器可仅安装电渗装置，为了进一步提高电渗效率或根据需要，可在容器上增设一些辅助装置，如真空排水装置、真空预压装置、静载装置，电渗装置与这些辅助装置的组合方式有7种，即：①电渗装置与真空排水、真空预压、静载装置组合，②电渗装置与真空预压、静载装置组合，③电渗装置与真空排水、静载装置组合，④电渗装置与静载装置组合，⑤电渗装置与真空排水、真空预压装置组合，⑥电渗装置与真空预压装置组合，⑦电渗装置与真空排水装置组合。

当容器上设有静载装置时，在顶盖上加载静载物，即可对顶盖下的淤泥施加静载；当设有真空排水装置、真空预压装置时，启动真空泵，可进行真空抽水或真空预压；当容器上无真空预压或真空排水装置时，电渗过程中汇集至阴极的水可通过重力作用直接排出。

进行脱水处理操作前，先在串列式排布的容器内设置电渗装置或根据需要增设辅助装置，然后将淤泥通过输送机送入的各个容器中，即可开始进行电渗脱水处理，当容器中仅设有电渗装置时，接通电渗电源进行电渗脱水，当淤泥的含水率降至塑限水平时，打开容器底门或翻倒容器将容器内的土卸下，再通过传送机送至堆料场或直接作它用。当容器增设有其它辅助装置时，在电渗过程中可同时或穿插进行真空抽水或真空预压或静载以辅助电渗脱水，提高脱水效率。

实施例

操作步骤如下：

1、将11台外阳内阴式空心圆柱体形容器按串列式排布，在容器上安装有电渗装置、真空排水装置、真空预压装置及静载装置，从淤泥场到各容器的进料槽之间布置有传送机，在容器活动底门下方安装有传送机，传送机的传送带穿过整列活动底门下方，传送带最后止于处理场。

2、通过淤泥泵将淤泥注入容器中，直至淤泥平齐容器壁的上缘，然后降下顶盖，封闭容器；

3、在顶盖上加载中心有孔的水泥墩，然后将阴极复合管通过其它管道、线路接上真空泵，阴极复合管的阴极接头和阳极接头分别接上脉冲直流电渗电源的负极和正极。

4、然后通过起吊装置将水泥墩压实淤泥，即对淤泥施加静载。

5、启动真空泵，开始进行真空抽水和真空预压。

6、待出水量明显减少时，打开脉冲直流电渗电源开关，开始电渗；

7)电渗过程中同时进行真空抽水；

8)电渗作用不明显时，再度抽真空和施加更重的水泥墩。

9)120小时后，电渗与动态挤密淤泥工作结束，除去水泥墩，打开底门卸料，经检测，土中含水率为31％，与土体塑限30.5％接近。

Claims (5)

1.容器式电渗淤泥再造土方法，其特征在于该方法是按以下步骤进行操作：

1)在按串列式排布的各容器中分别设置有电渗装置；

2)在上述容器上增设有真空排水装置和真空预压装置和静载装置；

3)在容器的顶部采用刚性活塞式顶盖封住容器内的淤泥；

4)将淤泥通过传送机送入各容器中后启动电渗装置进行电渗脱水，当淤泥的含水率降至塑限水平时，打开容器底门或翻倒容器将容器的土卸下，再通过传送机送走；在电渗过程中根据处理需要同时或者穿插启动真空排水装置或真空预压装置或静载装置辅助电渗脱水。

2.根据权利要求1所述的容器式电渗淤泥再造土方法，其特征在于：电渗装置的电源采用脉冲式直流电渗电源。

3.一种权利要求1所述容器式电渗淤泥再造土方法采用的装置，其特征在于：该装置包括若干个容器，每个容器的容器壁有绝缘材料，容器的顶部有刚性活塞式顶盖，顶盖上开有孔供电极材料穿过，并与电极材料形成密封连接，顶盖上面有静载装置，容器底部为封闭式底部。

4.根据权利要求3所述容器式电渗淤泥再造土方法采用的装置，其特征在于：复合管与容器纵轴线平行排布的形式有两种：一种是中阴壁阳式，即容器的中心位置设置阴极复合管，阴极复合管兼作真空预压管和真空排水管，复合管阴极接头既接电，又通过外接管道连接真空泵，容器内壁设置有阳极网或阳极棒；另一种是中阳壁阴式，即容器的中心位置设置阳极棒或阳极复合管，当设置阳极复合管时，阳极复合管通过管道连接真空泵。

5.根据权利要求3所述容器式电渗淤泥再造土方法采用的装置，其特征在于：复合管垂直于容器纵轴线的排布形式是上阴下阳式，即容器的底部设置有阳极，容器顶部设置有阴极，当阴极采用复合管时，复合管之间由连通管连接，汇集阴极渗水，当阴极为非复合管时，阴极设置有渗滤层。

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