CN105819664B - 一种河湖淤泥处理处置系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种河湖淤泥处理处置系统，属于环境岩土工程技术领域。所述的处理处置系统由控源分离改性固化系统、原位改性固化系统、成型烧结系统、改性淤泥运输装置和皮带运输装置组成。铰吸设备和抓泥设备并行清淤，确保淤泥清除彻底，同时保证清淤效率、效果和经济性。原位改性固化系统和控源分离改性固化系统同时使用，能保证淤泥处理效率和节约处理成本。筛分除杂装置和振动除杂装置能去除淤泥中的杂物，便于淤泥后续处理处置。水剂自动加入装置向淤泥中加入脱水药剂，保证淤泥快速沉降。粉剂自动加入装置和粉剂加入装置向淤泥中加入稳化固化药剂，稳化固化淤泥中污染物。系统参数在计算机上设置，数据计算机程序处理，大大提高了系统效率。

Description

一种河湖淤泥处理处置系统
技术领域
本发明涉及一种河湖淤泥处理处置系统，属于环境岩土工程技术领域。
背景技术
随着中国城镇化的迅速发展，大量黑臭河湖急需治理。黑臭河湖治理的根本在于淤泥治理。河湖淤泥具有高亲水、高含水、高有机质含量、低渗透、体量大、含有不同程度污染物和垃圾杂物等特点，导致在工程中处理处置难度大，且容易发生二次污染。因此，如何规范系统处理处置是目前面临的关键难题。
目前，主要的处理处置方法涉及：1)铰吸上岸脱水处理。目前，该方法对于杂物去除、加药快速浓缩泥浆、污染物稳化稳固化处理等环节欠缺统一考虑；同时铰吸淤泥含固率低(约3％-5％)，且受脱水设备产能限制；该方法对于大体量的河湖淤泥处理，其工期较长、成本较高。2)抓泥上岸或铰吸上岸，自然沉淀后进行原位改性固化处理。目前采取单纯抓泥上岸或单纯铰吸上岸，二者缺乏配合。单纯抓泥上岸，由于工作原理的限制，难以彻底清除河湖淤泥，且对于有机质含量高的浮泥难以清除；同时该方法欠缺杂物去除环节，大量的杂物(垃圾、大粒径石头等)导致后续利用困难。单纯铰吸上岸沉淀，杂物去除和加药加速淤泥沉淀考虑不全，依靠自然沉淀速度慢，且沉淀后淤泥含水率高，后续改性固化处理药剂和施工成本高。
上述已有的这些技术一定程度上改善了淤泥处置难的困境，但淤泥处置是涉及清淤、除杂、脱水、改性固化和资源化利用的综合处理处置技术；同时需要满足河湖淤泥清除彻底、无二次污染、环保经济高效等要求。因此，在现有技术基础上，集成已有技术，开发新的淤泥处理处置技术是亟待解决的问题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种综合考虑清淤、除杂、脱水、改性固化和资源化利用环节，且环保、经济和高效的河湖淤泥处理处置系统。
为了实现上述目的，其技术解决方案为：
一种河湖淤泥处理处置系统，所述的处理处置系统由控源分离改性固化系统、原位改性固化系统、成型烧结系统、改性淤泥运输装置和皮带运输装置组成，控源分离改性固化系统由铰吸设备、第一泥浆泵、筛分除杂装置、第一泥浆测量器、水剂自动加入装置、第一管道搅拌器、泥浆浓缩装置、第二泥浆测量器、第二泥浆泵、粉剂自动加入装置、第二管道搅拌器、泥浆罐、第一水处理装置、第三泥浆泵、尾水收集装置和深度脱水装置构成，铰吸设备通过管道连接筛分除杂装置的进料口，连接铰吸设备和筛分除杂装置的管道上设置有第一泥浆泵，筛分除杂装置的泥浆出口通过管道与泥浆浓缩装置的泥浆进口连接，连接筛分除杂装置和泥浆浓缩装置的管道上依次设置有第一泥浆测量器和第一管道搅拌器，第一泥浆测量器位于筛分除杂装置的一侧，第一管道搅拌器上设置有水剂自动加入装置，泥浆浓缩装置底部的泥浆出口通过管道与泥浆罐的泥浆进口连接，连接泥浆浓缩装置和泥浆罐的管道上依次设置有第二泥浆测量器、第二泥浆泵和第二管道搅拌器，第二泥浆测量器位于泥浆浓缩装置的一侧，第二管道搅拌器位于泥浆罐的一侧，第二管道搅拌器上设置有粉剂自动加入装置，泥浆浓缩装置上部的出水口通过管道连接第一水处理装置的进水口，泥浆罐底部的泥浆出口通过管道与深度脱水装置的泥浆进口连接，连接泥浆罐和深度脱水装置的管道上设置有第三泥浆泵，深度脱水装置的出水口下方设置有尾水收集装置，尾水收集装置的出水口通过管道与第一水处理装置的进水口连接，原位改性固化系统由抓泥设备、淤泥运输装置、淤泥沉淀池、粉剂加入装置、原位改性装置、振动除杂装置和第二水处理装置构成，淤泥运输装置位于抓泥设备与振动除杂装置之间，振动除杂装置的泥浆出口与淤泥沉淀池连接，淤泥沉淀池中设置有粉剂加入装置和原位改性装置，淤泥沉淀池的出水口与第二水处理装置的进水口连接，成型烧结系统由改性淤泥料仓、改性淤泥破碎装置、辅料添加装置、皮带运输搅拌装置、改性淤泥成型装置和烧结装置构成，改性淤泥料仓与深度脱水装置之间设置有皮带运输装置，深度脱水装置出料口位于皮带运输装置的上方，皮带运输装置的出料端位于改性淤泥料仓的上方，改性淤泥料仓底部出料口位于改性淤泥破碎装置的进料口上方，改性淤泥破碎装置的出口下方设置有皮带运输搅拌装置，皮带运输搅拌装置的上方还设置有辅料添加装置，皮带运输搅拌装置的出料端下方设置有改性淤泥成型装置，改性淤泥成型装置的出口通过运输托盘与烧结装置的进口连接，第一管道搅拌器和泥浆浓缩装置之间的管道上设置有通向淤泥沉淀池的支管，淤泥沉淀池和改性淤泥料仓之间设置有改性淤泥运输装置，铰吸设备、抓泥设备、第一泥浆泵、筛分除杂装置、第一泥浆测量器、水剂自动加入装置、第一管道搅拌器、泥浆浓缩装置、第二泥浆测量器、改性淤泥料仓、第二泥浆泵、粉剂自动加入装置、第二管道搅拌器、泥浆罐、第一水处理装置、第三泥浆泵、尾水收集装置、深度脱水装置、皮带运输装置、改性淤泥破碎装置、辅料添加装置、皮带运输搅拌装置、粉剂加入装置、改性淤泥成型装置、原位改性装置、烧结装置、振动除杂装置和第二水处理装置通过导线或无线与计算机控制系统连接。
所述的淤泥运输装置为运输车或运输船中的一种。
所述的改性淤泥运输装置为运输车。
由于采用了以上技术方案，本发明的一种河湖淤泥处理处置系统采用的抓泥设备对河湖中能抓取的淤泥通过淤泥运输装置输送到淤泥沉淀池，并利用原位改性固化系统进行处理，大大降低控源分离改性固化系统的处理量，有效避免该系统铰吸淤泥浓度低(3％-5％的含固率)、运输和后续处理成本高和处理效率相对低的问题；对于难以通过抓泥设备直接抓取的淤泥，采用铰吸设备清除，能确保河湖淤泥清除彻底；铰吸设备和抓泥设备并行清淤，确保淤泥清除彻底，同时保证清淤效率、效果和经济性。对于泥性较好的淤泥(加入脱水药剂后能快速沉淀)通过铰吸设备直接进入淤泥沉淀池，自然沉降后利用原位改性固化系统进行处理，降低控源分离改性固化系统的处理量，提高淤泥处理效率；对于泥性较差(加入脱水药剂后不能快速沉淀)的淤泥，铰吸进入控源分离改性固化系统进行处理，能确保淤泥处理效果(通过控源分离改性固化系统处理后的淤泥泥饼含水率能＜35％)，有效避免泥性差的淤泥进入淤泥沉淀池(自然沉淀后含水率高，从而增加改性固化成本)；原位改性固化系统和控源分离改性固化系统同时使用，能保证淤泥处理效率和节约处理成本。筛分除杂装置和振动除杂装置能有效去除淤泥中的垃圾、石块和大粒径砂石，便于淤泥后续处理处置和资源化利用，同时筛分出来的砂石可以直接作为建材利用。水剂自动加入装置，能根据设计的加入量向淤泥中加入脱水药剂，保证淤泥快速沉降，降低淤泥后续改性固化成本。粉剂自动加入装置和粉剂加入装置，能根据设计的加入量向淤泥中加入稳化固化药剂，稳化固化淤泥中污染物，使改性达标后的淤泥能资源化利用。系统参数在计算机上设置，数据计算机程序处理，大大提高了系统效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细描述，见附图。
一种河湖淤泥处理处置系统，处理处置系统由控源分离改性固化系统、原位改性固化系统、成型烧结系统、改性淤泥运输装置11和皮带运输装置24组成，控源分离改性固化系统由铰吸设备2、第一泥浆泵4、筛分除杂装置6、第一泥浆测量器8、水剂自动加入装置9、第一管道搅拌器10、泥浆浓缩装置12、第二泥浆测量器13、第二泥浆泵15、粉剂自动加入装置16、第二管道搅拌器17、泥浆罐18、第一水处理装置19、第三泥浆泵20、尾水收集装置21和深度脱水装置22构成，铰吸设备2通过管道连接筛分除杂装置6的进料口，连接铰吸设备2和筛分除杂装置6的管道上设置有第一泥浆泵4，筛分除杂装置6筛分出的杂物通过杂物出口排出，筛分除杂装置6的泥浆出口通过管道与泥浆浓缩装置12的泥浆进口连接，连接筛分除杂装置6和泥浆浓缩装置12的管道上依次设置有第一泥浆测量器8和第一管道搅拌器10，第一泥浆测量器8位于筛分除杂装置6的一侧，第一管道搅拌器10上设置有水剂自动加入装置9，泥浆浓缩装置12底部的泥浆出口通过管道与泥浆罐18的泥浆进口连接，连接泥浆浓缩装置12和泥浆罐18的管道上依次设置有第二泥浆测量器13、第二泥浆泵15和第二管道搅拌器17，第二泥浆测量器13位于泥浆浓缩装置12的一侧，第二管道搅拌器17位于泥浆罐18的一侧，第二管道搅拌器17上设置有粉剂自动加入装置16，泥浆浓缩装置12上部的出水口通过管道连接第一水处理装置19的进水口，泥浆罐18底部的泥浆出口通过管道与深度脱水装置22的泥浆进口连接，深度脱水装置22为强力钢板压滤机、隔膜式板框压滤机或钢带带式压滤机中的一种，深度脱水装置22出来的满足烧结材料、建筑/绿化用土泥饼通过皮带运输装置24运输到改性淤泥料仓14中，深度脱水装置22出来的不满足烧结材料、建筑/绿化用土泥饼运输到垃圾填埋场23中规范填埋，连接泥浆罐18和深度脱水装置22的管道上设置有第三泥浆泵20，深度脱水装置22的出水口下方设置有尾水收集装置21，尾水收集装置21的出水口通过管道与第一水处理装置19的进水口连接，第一水处理装置19可根据水体性质向水体中加入净水药剂使得水体达到排放标准，原位改性固化系统由抓泥设备3、淤泥运输装置5、淤泥沉淀池7、粉剂加入装置29、原位改性装置31、振动除杂装置33和第二水处理装置35构成，淤泥运输装置5位于抓泥设备3与振动除杂装置33之间，淤泥运输装置5为运输车或运输船中的一种，振动除杂装置33的泥浆出口与淤泥沉淀池7连接，振动除杂装置33筛分出的杂物通过杂物出口排出，淤泥沉淀池7中设置有粉剂加入装置29和原位改性装置31，粉剂加入装置29为履带式粉剂罐车、固定式输料地泵或固定立式粉料罐中的一种，原位改性装置31为履带式移动搅拌设备、挖机或固定安装搅拌机中的一种，淤泥沉淀池7的出水口与第二水处理装置35的进水口连接，第二水处理装置35可根据水体性质向水体中加入净水药剂使得水体达到排放标准，成型烧结系统由改性淤泥料仓14、改性淤泥破碎装置25、辅料添加装置26、皮带运输搅拌装置27、改性淤泥成型装置30和烧结装置32构成，改性淤泥料仓14与深度脱水装置22之间设置有皮带运输装置24，深度脱水装置22出料口位于皮带运输装置24的上方，皮带运输装置24的出料端位于改性淤泥料仓14的上方，改性淤泥料仓14底部出料口位于改性淤泥破碎装置25的进料口上方，改性淤泥破碎装置25的出口下方设置有皮带运输搅拌装置27，皮带运输搅拌装置27的上方还设置有辅料添加装置26，辅料添加装置26可根据需求添加黄土、粉煤灰、石灰、木屑和稻壳等材料，皮带运输搅拌装置27的出料端下方设置有改性淤泥成型装置30，皮带运输搅拌装置27出料口出来的满足建筑/绿化用土的改性淤泥运输到建筑/绿化用土场28中进行资源化利用，皮带运输搅拌装置27出料口出来的满足烧结材料的改性淤泥进入改性淤泥成型装置30，改性淤泥成型装置30的出口通过运输托盘与烧结装置32的进口连接，第一管道搅拌器10和泥浆浓缩装置12之间的管道上设置有通向淤泥沉淀池7的支管，淤泥沉淀池7和改性淤泥料仓14之间设置有改性淤泥运输装置11，改性淤泥运输装置11为运输车，对于可以作为烧结材料、建筑/绿化用土的改性淤泥用改性淤泥运输装置11运输到改性淤泥料仓14，对于不能作为建筑/绿化用土的改性淤泥用改性淤泥运输装置11运输到垃圾填埋场23中规范填埋，铰吸设备2、抓泥设备3、第一泥浆泵4、筛分除杂装置6、第一泥浆测量器8、水剂自动加入装置9、第一管道搅拌器10、泥浆浓缩装置12、第二泥浆测量器13、改性淤泥料仓14、第二泥浆泵15、粉剂自动加入装置16、第二管道搅拌器17、泥浆罐18、第一水处理装置19、第三泥浆泵20、尾水收集装置21、深度脱水装置22、皮带运输装置24、改性淤泥破碎装置25、辅料添加装置26、皮带运输搅拌装置27、粉剂加入装置29、改性淤泥成型装置30、原位改性装置31、烧结装置32、振动除杂装置33和第二水处理装置35通过导线或无线与计算机控制系统连接。
本发明试验装置的工作原理：
系统运行时，通过计算机控制系统设定好系统参数并确保处理处置系统处于关闭状态，向水剂自动加入装置9加入脱水药剂，向粉剂自动加入装置16和粉剂加入装置29中加入淤泥稳化固化药剂，向辅料添加装置26中加入辅料，向第一水处理装置19和第二水处理装置35中加入水处理药剂，将抓泥设备3置于河道/湖泊1中，按照设定的清淤方法利用抓泥设备3进行抓泥清淤，淤泥通过淤泥运输装置5输送到振动除杂装置33中，通过振动除杂装置33去除垃圾、大粒径碎石等杂物后，进入淤泥沉淀池7；利用抓泥设备3对河道/湖泊1进行第一次清淤后，启动控源分离改性固化系统，将铰吸设备2置于河道/湖泊1中，按照设定的清淤方法利用铰吸设备2清除河道/湖泊1中剩余的淤泥，淤泥由第一泥浆泵4输送到筛分除杂装置6中，利用筛分除杂装置6去除泥浆中的垃圾、大粒径的石头等杂物，泥浆流经第一泥浆测量器8和第一管道搅拌器10，第一泥浆测量器8计量泥浆流量和浓度，计算机控制系统根据第一泥浆测量器8计量泥浆流量和浓度自动计算并设定水剂自动加入装置9向第一管道搅拌器10中加入脱水药剂量，泥浆与药剂通过第一管道搅拌器10进行混合，和脱水药剂混合后的泥浆有如下两个去路：1)泥性较差的淤泥(通过试验，泥浆加入脱水药剂后不能快速沉淀)通过管道输送到泥浆浓缩装置12，泥浆浓缩后，上层浮水进入到第一水处理装置19，经第一水处理装置19处理达标后排放，下层浓缩泥浆通过第二泥浆泵15输送到泥浆罐18中，在这过程中浓缩泥浆还流经第二泥浆测量器13和第二管道搅拌器17，第二泥浆测量器13计量泥浆流量和浓度，计算机控制系统根据第二泥浆测量器13计量泥浆流量和浓度自动计算并设定粉剂自动加入装置16向第二管道搅拌器17中加入稳化固化药剂量，泥浆与药剂通过第二管道搅拌器17均匀混合，泥浆罐18中的泥浆通过第三泥浆泵20泵输送到深度脱水装置22中，泥浆经过深度脱水装置22的深度脱水处理，压滤水流入尾水收集装置21中，然后通过管道输送到第一水处理装置19中，经过第一水处理装置19处理达标后排放，深度脱水装置22的泥饼(含水率＜35％)通过皮带运输装置24输送到改性淤泥料仓14中。2)泥性较好的淤泥(通过试验，泥浆加入脱水药剂后能快速沉淀)通过管道输送到淤泥沉淀池7；淤泥沉淀池7中的泥浆(包含抓泥设备3和铰吸设备2清除的泥浆)自然沉降后，上层浮水排入第二水处理装置35中，经第二水处理装置35处理达标后排放，同时对淤泥沉淀池7中淤泥的含水率、有机质及有毒有害物质含量进行取样检测，根据检测结果设定粉剂加入装置29向淤泥中添加稳化固化药剂量，然后启动原位改性固化系统，在原位改性装置31和粉剂加入装置29的协同工作下完成对淤泥沉淀池7中淤泥的改性固化处理，改性后的淤泥经过三天的养护，对于满足制备建筑材料的改性淤泥，通过改性淤泥运输装置11输送到改性淤泥料仓14备用，对于不能满足制备建筑材料的改性淤泥通过改性淤泥运输装置11输送到垃圾填埋场23中进行规范填埋。改性淤泥料仓14中的泥饼进入到改性淤泥破碎装置25进行粉碎，然后进入到皮带运输搅拌装置27中，辅料添加装置26根据设计比例向改性淤泥中加入辅料，皮带运输搅拌装置27对各材料进行混合搅拌，搅拌混合后的材料一部分作为建筑/绿化用土场28进行利用，一部分进入改性淤泥成型装置30中成型，成型后的样品进入烧结装置32中烧结，烧结成品通过烧结成品运输车34运输到需要的地方进行资源化利用。处理处置系统运行过程中定期检查处理处置系统各装置，及时更换不符合处理处置系统要求和已有安全隐患的设备，确保处理处置系统安全运行，系统停运后要及时清洗和保养，确保处理处置系统下一次顺利运行及使用寿命。

Claims (3)

1.一种河湖淤泥处理处置系统，其特征在于：所述的处理处置系统由控源分离改性固化系统、原位改性固化系统、成型烧结系统、改性淤泥运输装置(11)和皮带运输装置(24)组成，控源分离改性固化系统由铰吸设备(2)、第一泥浆泵(4)、筛分除杂装置(6)、第一泥浆测量器(8)、水剂自动加入装置(9)、第一管道搅拌器(10)、泥浆浓缩装置(12)、第二泥浆测量器(13)、第二泥浆泵(15)、粉剂自动加入装置(16)、第二管道搅拌器(17)、泥浆罐(18)、第一水处理装置(19)、第三泥浆泵(20)、尾水收集装置(21)和深度脱水装置(22)构成，铰吸设备(2)通过管道连接筛分除杂装置(6)的进料口，连接铰吸设备(2)和筛分除杂装置(6)的管道上设置有第一泥浆泵(4)，筛分除杂装置(6)的泥浆出口通过管道与泥浆浓缩装置(12)的泥浆进口连接，连接筛分除杂装置(6)和泥浆浓缩装置(12)的管道上依次设置有第一泥浆测量器(8)和第一管道搅拌器(10)，第一泥浆测量器(8)位于筛分除杂装置(6)的一侧，第一管道搅拌器(10)上设置有水剂自动加入装置(9)，泥浆浓缩装置(12)底部的泥浆出口通过管道与泥浆罐(18)的泥浆进口连接，连接泥浆浓缩装置(12)和泥浆罐(18)的管道上依次设置有第二泥浆测量器(13)、第二泥浆泵(15)和第二管道搅拌器(17)，第二泥浆测量器(13)位于泥浆浓缩装置(12)的一侧，第二管道搅拌器(17)位于泥浆罐(18)的一侧，第二管道搅拌器(17)上设置有粉剂自动加入装置(16)，泥浆浓缩装置(12)上部的出水口通过管道连接第一水处理装置(19)的进水口，泥浆罐(18)底部的泥浆出口通过管道与深度脱水装置(22)的泥浆进口连接，连接泥浆罐(18)和深度脱水装置(22)的管道上设置有第三泥浆泵(20)，深度脱水装置(22)的出水口下方设置有尾水收集装置(21)，尾水收集装置(21)的出水口通过管道与第一水处理装置(19)的进水口连接，原位改性固化系统由抓泥设备(3)、淤泥运输装置(5)、淤泥沉淀池(7)、粉剂加入装置(29)、原位改性装置(31)、振动除杂装置(33)和第二水处理装置(35)构成，淤泥运输装置(5)位于抓泥设备(3)与振动除杂装置(33)之间，振动除杂装置(33)的泥浆出口与淤泥沉淀池(7)连接，淤泥沉淀池(7)中设置有粉剂加入装置(29)和原位改性装置(31)，淤泥沉淀池(7)的出水口与第二水处理装置(35)的进水口连接，成型烧结系统由改性淤泥料仓(14)、改性淤泥破碎装置(25)、辅料添加装置(26)、皮带运输搅拌装置(27)、改性淤泥成型装置(30)和烧结装置(32)构成，改性淤泥料仓(14)与深度脱水装置(22)之间设置有皮带运输装置(24)，深度脱水装置(22)出料口位于皮带运输装置(24)的上方，皮带运输装置(24)的出料端位于改性淤泥料仓(14)的上方，改性淤泥料仓(14)底部出料口位于改性淤泥破碎装置(25)的进料口上方，改性淤泥破碎装置(25)的出口下方设置有皮带运输搅拌装置(27)，皮带运输搅拌装置(27)的上方还设置有辅料添加装置(26)，皮带运输搅拌装置(27)的出料端下方设置有改性淤泥成型装置(30)，改性淤泥成型装置(30)的出口通过运输托盘与烧结装置(32)的进口连接，第一管道搅拌器(10)和泥浆浓缩装置(12)之间的管道上设置有通向淤泥沉淀池(7)的支管，淤泥沉淀池(7)和改性淤泥料仓(14)之间设置有改性淤泥运输装置(11)，铰吸设备(2)、抓泥设备(3)、第一泥浆泵(4)、筛分除杂装置(6)、第一泥浆测量器(8)、水剂自动加入装置(9)、第一管道搅拌器(10)、泥浆浓缩装置(12)、第二泥浆测量器(13)、改性淤泥料仓(14)、第二泥浆泵(15)、粉剂自动加入装置(16)、第二管道搅拌器(17)、泥浆罐(18)、第一水处理装置(19)、第三泥浆泵(20)、尾水收集装置(21)、深度脱水装置(22)、皮带运输装置(24)、改性淤泥破碎装置(25)、辅料添加装置(26)、皮带运输搅拌装置(27)、粉剂加入装置(29)、改性淤泥成型装置(30)、原位改性装置(31)、烧结装置(32)、振动除杂装置(33)和第二水处理装置(35)通过导线或无线与计算机控制系统连接。
2.如权利要求1所述的一种河湖淤泥处理处置系统，其特征在于：所述的淤泥运输装置(5)为运输车或运输船中的一种。
3.如权利要求1所述的一种河湖淤泥处理处置系统，其特征在于：所述的改性淤泥运输装置(11)为运输车。
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