CN106269790A - 河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于环境治理技术领域，提供的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统包括：垃圾分选设备，用于对污染底泥进行垃圾分离并分选出泥沙混合物；泥沙分离设备，用于对泥沙混合物进行沉淀以得到可资源再生利用余砂，其中，泥沙分离设备包括对泥沙混合物按颗粒粒径和密度进行收集和沉淀的沉沙装置、对砂料进行提取的提砂装置以及对提取出的砂料上的附着污染物进行冲洗的淋洗装置。该余砂再生系统利用沉沙装置实现对泥沙混合物中泥沙的自然分离，密度和颗粒较大的砂料留存于沉沙装置的底部，利用提砂装置砂料进行提取并利用淋洗装置进行冲洗，将砂料表面附着的重金属、有机物等有毒物质清除，以使淋洗后的砂料变成可资源再生利用的余砂。
Description
技术领域
本发明属于水环境治理技术领域，尤其涉及一种河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统。
背景技术
河涌是一种开放式水域，一般具有水面窄、流程长、沿海与近海河流多具有感潮特征等特点，湖泊是一种相对封闭的水域，具有水面宽、水深浅、水流速度缓、水体交换慢等特点，河湖泊涌一般容易受季节雨汛影响。随着社会经济的迅猛发展，城市人口急剧增多，面向城市河湖泊涌的排污量大幅度增加，河湖泊涌成了各种污染物的汇集场所，使水体污染日趋严重，水环境状况日益恶化，水质变黑发臭、鱼虾生存环境急剧恶化或无法生存。河湖泊涌床底底泥受污染水体长期侵蚀、多年沉积形成污染底泥且日益加重，是影响水环境质量的内在污染源。
在河湖泊涌水环境治理的过程中，业内逐渐形成需要截断外污染源、清除内污染源、水质净化、生态恢复四个步骤的共识。通常是将污染底泥进行脱水固化再进行后期处置，例如堆放或填埋等，这大大增大了后期推翻和填埋的场地占用压力。而且，污染底泥中含有大量砂料，如何将污染底泥中的砂料提取出来以实现资源再生利用已成为业内亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，旨在解决如何将污染底泥中的砂料提取出来已实现资源再生利用的技术问题。
本发明是这样实现的，一种河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，包括：
垃圾分选设备，所述垃圾分选设备用于对污染底泥进行垃圾分离并分选出泥沙混合物；
泥沙分离设备，所述泥沙分离设备用于对所述泥沙混合物进行沉淀以得到可资源再生利用余砂，其中，所述泥沙分离设备包括对所述泥沙混合物按颗粒粒径和密度进行收集和沉淀的沉沙装置、对所述沉沙装置中的砂料进行提取的提砂装置以及对所述提砂装置提取出的所述砂料上的附着污染物进行冲洗的淋洗装置，所述提砂装置设置于所述沉沙装置与所述淋洗装置之间。
进一步地，所述沉沙装置包括沿水流方向依次相通设置的集砂沟、储砂坑和溢流堰，所述垃圾分选设备将所述泥沙混合物沿远离所述储砂坑的一端输送至所述集砂沟，所述储砂坑用于存放自然沉淀的砂料，所述提砂装置从所述储砂坑中提取所述砂料。
进一步地，所述泥沙分离设备还包括安装于所述集砂沟内并沿逆水流方向运转以将所述集砂沟内的砂料推入所述储砂坑内的刮砂机。
进一步地，所述沉沙装置的数量为两个或者两个以上，沿水流方向的相邻两所述沉沙装置相互连通。
进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统还包括设置于所述沉沙装置顶部并与所述沉沙装置之间形成密闭空间以用于收集臭气的集气罩以及安装于所述集气罩内以使所述密闭空间形成负压的风机。
进一步地，所述垃圾分选设备包括用于对所述污染底泥中的垃圾进行分离和分类的垃圾分选装置以及连通所述管道输送设备末端以收集所述污染底泥采挖和输送过程中扩散的恶臭气体的臭气收集与处理装置，所述垃圾分选装置与所述沉沙装置连通，所述集气罩的出气口连通至所述臭气收集与处理装置的进气口。
进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统还包括用于承接所述沉沙装置中流出的泥水混合物并对所述泥水混合物进行沉淀和净化处理以得到可回排余水的泥水分离设备。
进一步地，所述泥水分离设备包括用于储放所述可回排余水的余水多级净化装置，所述泥沙分离设备还包括连通于所述余水多级净化装置与所述淋洗装置之间并抽取所述可回排余水以在所述淋洗装置内冲洗所述砂料的抽水装置。
进一步地，所述泥沙分离设备还包括连通于所述淋洗装置与所述沉淀装置之间并用于将冲洗砂料后的泥水混合物排放至所述沉淀装置中的泥水回排装置。
进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统还包括连接于所述淋洗装置的出砂口处并用于将淋洗后的所述砂料按粒径大小进行筛分的筛选装置以及设置于所述淋洗装置的出料口以用于将淋洗后的所述砂料运输至堆放场地的输送皮带机。
本发明相对于现有技术的技术效果是：该河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统利用泥沙颗粒粒径和密度不同等特性并结合水力学原理，采用所述沉沙装置实现对所述泥沙混合物中泥沙的自然分离，密度和颗粒较大的砂料留存于所述沉沙装置的底部，并利用所述提砂装置将经所述沉沙装置沉积处理后的砂料进行提取并利用所述淋洗装置进行冲洗，将所述砂料表面附着的重金属、有机物等有毒物质清除，以使淋洗后的砂料变成可资源再生利用的余砂，例如，将该可资源再生利用余砂用于市政、水利、交通等工程建材使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统的结构布局图；
图2是图1中河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统的沉沙装置的结构图；
图3是图1中河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统的泥沙分离设备的结构图；
图4是本发明实施例提供的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统的结构框图。
附图标记说明：
| 10 | 垃圾分选设备 | 226 | 刮砂机 |
| 12 | 垃圾分选装置 | 24 | 提砂装置 |
| 14 | 臭气收集与处理装置 | 25 | 淋洗装置 |
| 20 | 泥沙分离设备 | 26 | 抽水装置 |
| 22 | 沉沙装置 | 27 | 泥水回排装置 |
| 220 | 集砂沟 | 29 | 输送皮带机 |
| 222 | 储砂坑 | 30 | 泥水分离设备 |
| 224 | 溢流堰 | 40 | 余水多级净化装置 |
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
请参照图1至图4，本发明实施例提供的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统包括：
垃圾分选设备10，所述垃圾分选设备10用于对污染底泥进行垃圾分离并分选出泥沙混合物；
泥沙分离设备20，所述泥沙分离设备20用于对所述泥沙混合物进行沉淀以得到可资源再生利用余砂，其中，所述泥沙分离设备20包括对所述泥沙混合物按颗粒粒径和密度进行收集和沉淀的沉沙装置22、对所述沉沙装置22中的砂料进行提取的提砂装置24以及对所述提砂装置24提取出的所述砂料上的附着污染物进行冲洗的淋洗装置25，所述提砂装置24设置于所述沉沙装置22与所述淋洗装置25之间。
本发明实施例提供的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统利用泥沙颗粒粒径和密度不同等特性并结合水力学原理，采用所述沉沙装置22实现对所述泥沙混合物中泥沙的自然分离，密度和颗粒较大的砂料留存于所述沉沙装置22的底部，并利用所述提砂装置24将经所述沉沙装置22沉积处理后的砂料进行提取并利用所述淋洗装置25进行冲洗，将所述砂料表面附着的重金属、有机物等有毒物质清除，以使淋洗后的砂料变成可资源再生的余砂，例如，将该可资源再生利用余砂用于市政、水利、交通等工程建材使用。
在该实施例中，利用所述淋洗装置25对提取出的所述砂料进行冲洗，以去除附着在所述砂料表面的重金属、有机物等有毒物质，实现无害处理。
在该实施例中，为了适应河湖泊涌中污染底泥夹杂大量建筑、生活垃圾以及漂石、卵石等，提高垃圾分选效率和做到宽适应性，并且产能与挖泥船匹配，该河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统集成了沉沙装置22与提砂装置24相结合的泥沙分离技术。
在该实施例中，在对所述污染底泥的处理过程中，利用所述沉沙装置22、所述提砂装置24和所述淋洗装置25以实现对泥沙混合物的分离、提取砂料和清洗砂料多项处理工艺高度集中，以使产生的可资源再生利用余砂满足建筑用砂要求，实现了污染底泥中砂料的资源再生利用要求，同时，实现了所述污染底泥的减量化、无害化、资源化分级处理。
在该实施例中，经所述沉沙装置22沉淀后，分选清洗后的余砂颗粒粒径在0.1mm～5.0mm，含泥量小于1％。余砂污染物浸出浓度满足《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)要求和《建筑用砂》(GB/T14684-2011)标准，满足资源再生利用要求。
请参照图1至图3，进一步地，所述沉沙装置22包括沿水流方向依次相通设置的集砂沟220、储砂坑222和溢流堰224，所述垃圾分选设备10将所述泥沙混合物沿远离所述储砂坑222的一端输送至所述集砂沟220，所述储砂坑222用于存放自然沉淀的砂料，所述提砂装置24从所述储砂坑222中提取所述砂料。该河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统通过在水流方向依次设置所述集砂沟220、所述储砂坑222和所述溢流堰224，以使所述泥沙混合物中的泥沙在水流方向得到沉淀，将泥沙分离，从而将沉淀的砂料收集于所述储砂坑222内。
在该实施例中，所述储砂坑222略低于所述集砂沟220的底部，且所述溢流堰224与所述储砂坑222底面呈倾斜设置，形成向上倾斜的斜面，所述泥沙混合物在中砂料在自身重力作用下沉积于所述储砂坑222内，其他质量较轻的砂石在所述溢流堰224的抵挡作用下沉降于所述溢流堰224表面。
请参照图1至图3，进一步地，所述泥沙分离设备20还包括安装于所述集砂沟220内并沿逆水流方向运转以将所述集砂沟220内的砂料推入所述储砂坑222内的刮砂机226。利用所述刮砂机226沿逆水流方向运转，以将砂料顺着所述沉沙装置22内所述集砂沟220向所述储砂坑222内收集，以提高砂料的收集效率，并利用所述提砂装置24从所述储砂坑222内提取出来，并利用所述淋洗装置25对所述砂料进行冲洗。该余砂再生利用系统通过在沉沙装置22侧边设置提砂装置24和淋洗装置25，利用所述提砂装置24与所述淋洗装置25串联，已完成对分离出的砂料进行二次淋洗和清洁工作，从而实现泥沙分离、提取和淋洗的自动化和集成化目的。
优选地，所述刮砂机226为板式刮砂机226，所述提砂装置24为轮式提砂机。
请参照图2至图3，进一步地，所述沉沙装置22的数量为两个或者两个以上，沿水流方向的相邻两所述沉沙装置22相互连通。通过设置两个或者两个以上的沉沙装置22，一方面可以起到扩大沉沙量的目的，起到一定的扩容目的；另一方面延长了泥沙分离的线路，将砂料按颗粒大小得到分类，从而实现粗细砂料的分类，并且使所述泥沙混合物中泥沙分离的更加彻底。
在该实施例中，所述沉沙装置22的数量可以根据所述泥沙混合物中含砂量多少确定，各所述沉沙装置22的内部结构形式和布置方式相同。
在该实施例中，所述沉沙装置22的底面为平面结构且呈方形，优选地，顺着水流方向长30m和宽10m，其横断面采用倒梯形设计，所述沉沙装置22沿水流方向的两侧边墙内部砌有筑坡比为1:1.5的护角结构，且底部形成宽度为4m的所述集砂沟220；利用泥沙颗粒的粒径和密度不同，结合水流动力原理，实现粗颗粒砂料的自然沉淀，质量较轻的颗粒泥则随水流带走。
在该实施例中，从所述沉沙装置22的进浆方向为起点，沿水流方向设置呈直角三角形的所述溢流堰224，优选地，所述溢流堰224的三角形长边坡比为1.5～1.8之间，所述溢流堰224与所述集砂沟220之间设置宽度为3m的所述储砂坑222。所述溢流堰224的目的为调整水流速度，增加所述砂料沉淀比例和数量，所述溢流堰224的长度、高度和坡比等参数可根据所述泥浆中所述砂料颗粒情况调整确定。
在该实施例中，所述河湖泊涌中污染底泥除过污泥等细小颗粒外，往往含有大量的砂料，砂砾的存在不利于污泥中重金属污染物的去除，本发明实施例提供的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统结合河湖污泥减量处理的原理，设计一套淋洗工艺，对所述污染底泥中包含的余砂进行提升、洗选，并冲淋去除其中的有机物及漂浮垃圾，充分利用轮式洗砂机的磨洗功能，实现泥沙的有效分离，再通过冲洗及筛选设备，进一步去除余砂的固体污染物，最终生产出能符合建筑用砂技术要求的砂料，实现资源的再利用。
请参照图1至图4，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统还包括设置于所述沉沙装置22顶部并与所述沉沙装置22之间形成密闭空间以用于收集臭气的集气罩(未图示)以及安装于所述集气罩内以使所述密闭空间形成负压的风机(未图示)。所述河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统利用所述集气罩收集所述泥沙混合物倾倒至所述沉沙装置22中所产生的臭气，以在短时间内集中收集臭气，并利用所述分机在所述密闭空间内形成负压，以使臭气不外溢。优选地，利用所述集气罩将臭气抽至酸碱池内通过曝气使臭气与强酸、强碱溶液充分混合，以分别去除氨气和硫化氢气体。
请参照图1和图4，进一步地，所述垃圾分选设备10包括用于对所述污染底泥中的垃圾进行分离和分类的垃圾分选装置12以及连通所述管道输送设备末端以收集所述污染底泥采挖和输送过程中扩散的恶臭气体的臭气收集与处理装置14，所述垃圾分选装置12与所述沉沙装置22连通，所述集气罩的出气口连通至所述臭气收集与处理装置14的进气口。利用所述垃圾分选装置12对接收的所述污染底泥进行分类，以区分出建筑垃圾、生活垃圾、大颗粒雨洪漂石、卵砾石、碎石和泥沙混合物等，所述泥沙混合物以待后续处理。对于有机质、热值较高的生活垃圾等可以进行催化制气和发电，实现资源的再生利用。利用所述垃圾分选装置12对所述污染底泥进行垃圾分选以实现对污染底泥的第一次减量处理，减小后续处置的量。
在该实施例中，利用所述臭气收集与处理装置14以收集所述污染底泥中经所述输送管道输送过程中发生厌氧发酵而产生氨气、硫化氢等气体，可以有效控制气体扩散。优选地，所述臭气收集与处理装置14经导管连接酸性池和碱性池，以有效降低气体中氨气和硫化氢的浓度，达到除臭的目的，并且使得臭气排放达标，避免出现空气污染。
在该实施例中，经所述臭气收集与处理装置14处理后，本发明实施例施工河湖泊涌周界、底泥处理厂周界毒臭气体排放浓度满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)标准要求。
请参照图4，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统还包括用于承接所述沉沙装置22中流出的泥水混合物并对所述泥水混合物进行沉淀和净化处理以得到可回排余水的泥水分离设备30。通过设置所述泥水分离设备30以对所述泥沙分离设备20中分离出的泥水混合物进行静置沉淀和净化处理，以得到可回排的余水，并将该可回排的余水排回河湖泊涌中进行循环利用。
请参照图4，进一步地，所述泥水分离设备30包括用于储放所述可回排余水的余水多级净化装置40，所述泥沙分离设备20还包括连通于所述余水多级净化装置40与所述淋洗装置25之间并抽取所述可回排余水以在所述淋洗装置25内冲洗所述砂料的抽水装置26。经所述泥水分离设备30净化处理后产生的可回排余水储放于所述余水多级净化装置40，并利用所述抽水装置26将所述余水多级净化装置40内的可回排余水抽取至所述淋洗装置25内以冲洗所述砂料，实现水的再利用，避免资源浪费。
请参照图4，进一步地，所述泥沙分离设备20还包括连通于所述淋洗装置25与所述沉淀装置之间并用于将冲洗砂料后的泥水混合物排放至所述沉淀装置中的泥水回排装置27。通过设置所述泥水回排装置27将冲洗所述砂料后产生的泥水混合物回排至所述沉淀装置内进行沉淀，以实现泥砂的再次沉淀和余水的再生，实现余砂的再生。
请参照图4，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统还包括设置于所述淋洗装置25的出料口以用于将淋洗后的所述砂料运输至堆放场地的输送皮带机29。所述河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统通过设置所述输送皮带机29以将淋洗后的所述砂料运送至堆放场地，实现砂料的自动化处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，包括：
垃圾分选设备，所述垃圾分选设备用于对污染底泥进行垃圾分离并分选出泥沙混合物；
泥沙分离设备，所述泥沙分离设备用于对所述泥沙混合物进行沉淀以得到可资源再生利用余砂，其中，所述泥沙分离设备包括对所述泥沙混合物按颗粒粒径和密度进行收集和沉淀的沉沙装置、对所述沉沙装置中的砂料进行提取的提砂装置以及对所述提砂装置提取出的所述砂料上的附着污染物进行冲洗的淋洗装置，所述提砂装置设置于所述沉沙装置与所述淋洗装置之间。
2.如权利要求1所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，所述沉沙装置包括沿水流方向依次相通设置的集砂沟、储砂坑和溢流堰，所述垃圾分选设备将所述泥沙混合物沿远离所述储砂坑的一端输送至所述集砂沟，所述储砂坑用于存放自然沉淀的砂料，所述提砂装置从所述储砂坑中提取所述砂料。
3.如权利要求2所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，所述泥沙分离设备还包括安装于所述集砂沟内并沿逆水流方向运转以将所述集砂沟内的砂料推入所述储砂坑内的刮砂机。
4.如权利要求1至3任意一项所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，所述沉沙装置的数量为两个或者两个以上，沿水流方向的相邻两所述沉沙装置相互连通。
5.如权利要求1所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，还包括设置于所述沉沙装置顶部并与所述沉沙装置之间形成密闭空间以用于收集臭气的集气罩以及安装于所述集气罩内以使所述密闭空间形成负压的风机。
6.如权利要求5所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，所述垃圾分选设备包括用于对所述污染底泥中的垃圾进行分离和分类的垃圾分选装置以及连通所述管道输送设备末端以收集所述污染底泥采挖和输送过程中扩散的恶臭气体的臭气收集与处理装置，所述垃圾分选装置与所述沉沙装置连通，所述集气罩的出气口连通至所述臭气收集与处理装置的进气口。
7.如权利要求1所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，还包括用于承接所述沉沙装置中流出的泥水混合物并对所述泥水混合物进行沉淀和净化处理以得到可回排余水的泥水分离设备。
8.如权利要求7所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，所述泥水分离设备包括用于储放所述可回排余水的余水多级净化装置，所述泥沙分离设备还包括连通于所述余水多级净化装置与所述淋洗装置之间并抽取所述可回排余水以在所述淋洗装置内冲洗所述砂料的抽水装置。
9.如权利要求7所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，所述泥沙分离设备还包括连通于所述淋洗装置与所述沉淀装置之间并用于将冲洗砂料后的泥水混合物排放至所述沉淀装置中的泥水回排装置。
10.如权利要求1所述的河湖泊涌污染底泥处理余砂再生系统，其特征在于，还包括设置于所述淋洗装置的出料口以用于将淋洗后的所述砂料运输至堆放场地的输送皮带机。
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