CN107840555A - 一种淤泥异位固化处理设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种淤泥异位固化处理设备,包括固化箱、活塞式输泥泵、输泥管、输浆泵、输浆管以及固化剂浆液储存罐;活塞式输泥泵通过输泥管将待处理淤泥输送到固化箱中,固化箱包括箱体、搅拌装置、进泥斗、底盖和倾斜式漏槽,进泥斗设置在箱体的顶部,倾斜式漏槽设置在箱体的底部,搅拌装置包括搅拌杆滚动行走槽、搅拌杆和搅拌电机,搅拌杆的内部形成有导线管和喷浆管,搅拌杆上的喷浆管通过输浆管与输浆泵和固化剂浆液储存罐顺序连通;本发明同时公开了采用该设备的一种淤泥异位固化处理方法,适用于港口航道疏浚淤泥、河湖清淤底泥,在环境保护与建筑施工领域中运用,以降低淤泥含水率,提高固化土体强度,达到淤泥减量化和资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种淤泥异位固化处理的施工方法及设备,尤其涉及一种淤泥异位固化处理设备及方法,属于淤泥处理技术领域。
背景技术
随着截污工程的引入,我国每年港口航道的疏浚淤泥、河湖清淤底泥约有10亿立方,底淤泥的处理和处置及造成的二次污染问题成为普遍关注的问题;针对如此巨量的淤泥,常用的处理方法有化学处理、固化处理和物理处理,固化稳定处理因效率高、污染小、效果稳定,逐步成为建设方、设计院、施工方所青睐的技术,根据不同的工况,淤泥固化处理工艺一般分为原位固化处理和异位固化处理,原位固化处理,一般采用挖机搅拌和水泥搅拌桩似的设备;淤泥异位固化处理的设备如专利ZL200420028026.9和专利ZL201720090548.9,专利ZL200420028026.9的缺点是:1.占地面积大,而且生产效率低,能耗高,成本也高;2.该设备需固定在地面上,无法便捷的移动,限制其应用范围;3.搅拌器设计为单一方向的螺旋叶片,在螺旋输送过程中淤泥被单向输送,容易在局部堆积,产生死角;专利ZL201720090548.9的缺点是:1.淤泥与固化材料的反应时间固定,连续推送进料和出料,无法控制搅拌的均匀性;2.冬季气温低,固化剂与淤泥的反应速度减缓,导致反应不充分,影响后期强度;另外,这两个现有专利文件中公开了结构,但并没有公开一整套的连续工艺作业方法。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明提供一种淤泥异位固化处理设备,同时公开了一种采用该设备的淤泥异位固化处理方法,适用于港口航道疏浚淤泥、河湖清淤底泥,围海造地滩涂淤泥,在环境保护与建筑施工领域中运用,以降低淤泥含水率,提高固化土体强度,达到淤泥减量化和资源化利用的目的。
本发明所采用的技术方案为:
一种淤泥异位固化处理设备,包括固化箱、活塞式输泥泵、输泥管、输浆泵、输浆管以及固化剂浆液储存罐;所述活塞式输泥泵通过输泥管将待处理淤泥输送到固化箱中,所述固化箱包括箱体、搅拌装置、进泥斗、底盖和倾斜式漏槽,所述进泥斗设置在箱体的顶部,所述倾斜式漏槽设置在箱体的底部,所述底盖活动插接在箱体上并用于打开或关闭倾斜式漏槽的入口,所述搅拌装置包括搅拌杆滚动行走槽、搅拌杆和搅拌电机,所述搅拌杆滚动行走槽设置有两个,两个搅拌杆滚动行走槽对称设置在箱体的两侧,所述搅拌杆设置在两个搅拌杆滚动行走槽之间,所述搅拌杆滚动行走槽上设置有齿条,所述搅拌杆上套有与齿条啮合连接的齿轮,所述搅拌杆的两端分别延伸至箱体的外部,且搅拌杆的其中一端与搅拌电机传动连接,所述搅拌电机驱动搅拌杆转动使搅拌杆在两个搅拌杆滚动行走槽之间沿搅拌杆滚动行走槽上的齿条水平位移,所述搅拌杆的内部形成有导线管和喷浆管,所述导线管和喷浆管的输入口位于搅拌杆的另一端,在位于箱体内部的搅拌杆上设置有若干个搅拌叶片,在位于箱体内部的搅拌杆上形成有若干个与喷浆管连通的喷浆孔,所述搅拌叶片的内部设置有电热丝,所述电热丝通过穿插在导线管中的导线与外部电源连接,所述搅拌杆上的喷浆管通过输浆管与输浆泵和固化剂浆液储存罐顺序连通。
作为本发明的进一步优选,所述的搅拌装置设置有两个,所述两个搅拌装置上下平行间隔设置;有效提高搅拌效率,在工作时,两个搅拌装置中的搅拌杆可以设置向相同方向移动,也可以设置向相反方向移动,提高搅拌杆在箱体内部的搅拌效果和效率。
作为本发明的进一步优选,还包括固化土输送皮带,所述固化土输送皮带的输送启始端位于倾斜式漏槽出口的正下方,固化土输送皮带用于接收箱体排出的物料,并将箱体排出的物料输送到固化土运输车内,提高运送效率。
作为本发明的进一步优选,所述的若干个喷浆孔设置在搅拌叶片与搅拌叶片之间的搅拌杆上,且若干个喷浆孔均匀环绕分布搅拌杆一周;有效增加搅拌杆上喷浆孔的喷浆范围和效率。
作为本发明的进一步优选,所述的固化箱还包括行走支架,所述的箱体设置在行走支架上;便于移动箱体。
作为本发明的进一步优选,所述的行走支架的底部设置有行走轮,所述行走轮设置有刹车装置;通过行走轮可以灵活移动行走支架和行走支架上的箱体,刹车装置可以刹停行走轮。
作为本发明的进一步优选,所述搅拌杆上的喷浆管通过旋转接头与输浆管连通,避免输浆管跟随搅拌杆转动。
作为本发明的进一步优选,所述的搅拌叶片是伸缩式搅拌叶片或折叠式搅拌叶片,伸缩式搅拌叶片可以根据需要调节搅拌叶片的长度,折叠式搅拌叶片可以根据需要调节搅拌叶片的展开角度大小。
一种淤泥异位固化处理方法,包括以下步骤:
(1)根据待处理淤泥的区域范围,通过行走支架将固化箱移动至处理位置固定;将底盖活动插接在箱体上并处于关闭倾斜式漏槽入口的状态,移动固化土输送皮带,使固化土输送皮带的输送启始端位于倾斜式漏槽出口的正下方,在固化土输送皮带的输送结束端停放用于接收物料的固化土运输车;将搅拌杆导线管中的导线与外部电源连接,将搅拌杆上的喷浆管通过输浆管与输浆泵和固化剂浆液储存罐顺序连通;提前在固化剂浆液储存罐中放置配制好的固化剂浆液;
(2)将活塞式输泥泵与输泥管的输入端连接,将输泥管的输出端伸入至箱体上的进泥斗中;启动活塞式输泥泵将待处理淤泥输送到箱体中,待固化箱箱体内部的待处理淤泥均匀布满后,关闭活塞式输泥泵,停止输送;
(3)启动搅拌电机,使搅拌电机驱动搅拌杆转动使搅拌杆在两个搅拌杆滚动行走槽之间沿搅拌杆滚动行走槽上的齿条水平位移,通过控制搅拌电机正反转使搅拌杆在转动的同时水平往复直线位移;启动外部电源使搅拌叶片中的电热丝加热;启动输浆泵,通过输浆泵将固化剂浆液储存罐中的固化剂浆液泵入搅拌杆的喷浆管中,并通过搅拌杆上的喷浆孔喷洒在箱体内部的待处理淤泥上;搅拌杆对箱体内部的待处理淤泥进行往复移动搅拌,并同时对待处理淤泥进行加热和喷洒固化剂浆液;
(4)当待处理淤泥被搅拌均匀、喷洒固化剂浆液足量以及加热显效后,使搅拌电机驱动搅拌杆移动恢复至默认位置后停止;关闭外部电源使搅拌叶片中的电热丝停止加热;关闭输浆泵,停止喷洒固化剂浆液;
(5)启动固化土输送皮带,打开底盖,使活动插接在箱体上的底盖处于打开倾斜式漏槽入口的状态,搅拌后的淤泥顺着倾斜式漏槽的出口不断倒至固化土输送皮带上,固化土输送皮带将搅拌后的淤泥输送至固化土运输车内,待固化土运输车装满后,通过固化土运输车将搅拌后的淤泥运送至指定地点。
作为本方法的进一步优选,步骤(1)中还包括利用配制好的固化剂浆液对待处理淤泥进行室内固化试验的步骤,确定待处理淤泥的无侧限抗压强度与水灰比的关系;避免配制好的固化剂浆液因无法满足实际要求而造成淤泥固化失败。
本发明的有益效果在于:处理方法简便,处理设备可以灵活移动,保证搅拌均匀性,施工不受寒冷季节影响,且能加速淤泥与固化剂的反应速度;主要优点有:
1.搅拌杆为空心结构,固化剂浆液可通过密布在搅拌杆上的喷浆孔,均匀喷洒至待处理淤泥内;搅拌杆上的搅拌叶片为伸缩叶片或折叠式叶片,可根据需要保证固化箱内部的淤泥搅拌无死角;或根据固化箱内部空间的大小在箱体内部设置两个或多个搅拌装置;2.搅拌叶片为空心结构,内部设置有电热丝,一是可以在常温下加快淤泥与固化材料的反应速度,达到快速提高固化土强度、降低淤泥含水率,从而减少施工期的目的;二是可以保证在冬季寒冷季节施工的需要;3.本发明设备及方法的处理效率与现有设备相比,可以从150-200立方米/时,提高至300立方米/时,且本发明设备及方法一体化相结合,可以连续作业、灵活移动,适用于港口航道疏浚淤泥、河湖清淤底泥,围海造地滩涂淤泥,在环境保护与建筑施工领域中运用,以降低淤泥含水率,提高固化土体强度,达到淤泥减量化和资源化利用。
附图说明:
图1为本发明实施例的施工场景图;
图2为本发明搅拌装置的主要部件结构示意图;
图中主要附图标记含义如下:
1-固化土输送皮带;2-搅拌后的淤泥;3-固化土运输车;4-行走轮;5-底盖;6-搅拌杆滚动行走槽;7-搅拌叶片;8-搅拌杆;9-喷浆孔;10-活塞式输泥泵;11-待处理淤泥;12-输浆泵;13-输浆管;14-固化剂浆液储存罐;15-倾斜式漏槽;16-行走支架;17-搅拌电机;18-进泥斗;19-输泥管;20-电热丝;21-箱体;22-齿条;23-齿轮。
具体实施方式:
下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。
如图1和2所示:本实施例是一种淤泥异位固化处理设备,包括固化箱、活塞式输泥泵10、输泥管19、输浆泵12、输浆管13以及固化剂浆液储存罐14;活塞式输泥泵10通过输泥管19将待处理淤泥11输送到固化箱中,固化箱包括箱体21、搅拌装置、进泥斗18、底盖5和倾斜式漏槽15,进泥斗18设置在箱体21的顶部,倾斜式漏槽15设置在箱体21的底部,底盖5活动插接在箱体21上并用于打开或关闭倾斜式漏槽15的入口,搅拌装置包括搅拌杆滚动行走槽6、搅拌杆8和搅拌电机17,搅拌杆滚动行走槽6设置有两个,两个搅拌杆滚动行走槽6对称设置在箱体21的两侧,搅拌杆8设置在两个搅拌杆滚动行走槽6之间,搅拌杆滚动行走槽6上设置有齿条22,搅拌杆8上套有与齿条22啮合连接的齿轮23,搅拌杆8的两端分别延伸至箱体21的外部,且搅拌杆8的其中一端与搅拌电机17传动连接,搅拌电机17驱动搅拌杆8转动使搅拌杆8在两个搅拌杆滚动行走槽6之间沿搅拌杆滚动行走槽6上的齿条22水平位移,搅拌杆8的内部形成有导线管和喷浆管,导线管和喷浆管的输入口位于搅拌杆8的另一端,在位于箱体21内部的搅拌杆8上设置有若干个搅拌叶片7,在位于箱体21内部的搅拌杆8上形成有若干个与喷浆管连通的喷浆孔9,搅拌叶片7的内部设置有电热丝20,电热丝20通过穿插在导线管中的导线与外部电源连接,搅拌杆8上的喷浆管通过输浆管13与输浆泵12和固化剂浆液储存罐14顺序连通。
本实施例中,搅拌装置设置有两个,两个搅拌装置上下平行间隔设置;有效提高搅拌效率,在工作时,两个搅拌装置中的搅拌杆8可以设置向相同方向移动,也可以设置向相反方向移动,提高搅拌杆8在箱体21内部的搅拌效果和效率。
本实施例中,还包括固化土输送皮带1,固化土输送皮带1的输送启始端位于倾斜式漏槽15出口的正下方,固化土输送皮带1用于接收箱体21排出的物料,并将箱体21排出的物料输送到固化土运输车3内,提高运送效率。
本实施例中,若干个喷浆孔9设置在搅拌叶片7与搅拌叶片7之间的搅拌杆8上,且若干个喷浆孔9均匀环绕分布搅拌杆8一周;有效增加搅拌杆8上喷浆孔9的喷浆范围和效率。
本实施例中,固化箱还包括行走支架16,箱体21设置在行走支架16上;便于移动箱体21;本实施例在行走支架16的底部设置有行走轮4,行走轮4设置有刹车装置;通过行走轮4可以灵活移动行走支架16和行走支架16上的箱体21,刹车装置可以刹停行走轮4。
本实施例中,搅拌杆8上的喷浆管通过旋转接头与输浆管13连通,避免输浆管13跟随搅拌杆8转动。
本实施例中,搅拌叶片7是伸缩式搅拌叶片,伸缩式搅拌叶片可以根据需要调节搅拌叶片的长度,实际应用时,也可以选择折叠式搅拌叶片,折叠式搅拌叶片可以根据需要调节搅拌叶片的展开角度大小。
如图1和2所示,本实施方法是一种淤泥异位固化处理方法,包括以下步骤:
(1)根据待处理淤泥11的区域范围,通过行走支架16将固化箱移动至处理位置固定;将底盖5活动插接在箱体21上并处于关闭倾斜式漏槽15入口的状态,移动固化土输送皮带1,使固化土输送皮带1的输送启始端位于倾斜式漏槽15出口的正下方,在固化土输送皮带1的输送结束端停放用于接收物料的固化土运输车3;将搅拌杆8导线管中的导线与外部电源连接,将搅拌杆8上的喷浆管通过输浆管13与输浆泵12和固化剂浆液储存罐14顺序连通;提前在固化剂浆液储存罐14中放置配制好的固化剂浆液;
(2)将活塞式输泥泵10与输泥管19的输入端连接,将输泥管19的输出端伸入至箱体21上的进泥斗18中;启动活塞式输泥泵10将待处理淤泥11输送到箱体21中,待固化箱箱体21内部的待处理淤泥11均匀布满后,关闭活塞式输泥泵10,停止输送;
(3)启动搅拌电机17,使搅拌电机17驱动搅拌杆8转动使搅拌杆8在两个搅拌杆滚动行走槽6之间沿搅拌杆滚动行走槽6上的齿条22水平位移,通过控制搅拌电机17正反转使搅拌杆8在转动的同时水平往复直线位移;启动外部电源使搅拌叶片7中的电热丝20加热;启动输浆泵12,通过输浆泵12将固化剂浆液储存罐14中的固化剂浆液泵入搅拌杆8的喷浆管中,并通过搅拌杆8上的喷浆孔9喷洒在箱体21内部的待处理淤泥11上;搅拌杆8对箱体21内部的待处理淤泥11进行往复移动搅拌,并同时对待处理淤泥11进行加热和喷洒固化剂浆液;
(4)当待处理淤泥11被搅拌均匀、喷洒固化剂浆液足量以及加热显效后,使搅拌电机17驱动搅拌杆8移动恢复至默认位置后停止;关闭外部电源使搅拌叶片7中的电热丝20停止加热;关闭输浆泵12,停止喷洒固化剂浆液;
(5)启动固化土输送皮带1,打开底盖5,使活动插接在箱体21上的底盖5处于打开倾斜式漏槽15入口的状态,搅拌后的淤泥2顺着倾斜式漏槽15的出口不断倒至固化土输送皮带1上,固化土输送皮带1将搅拌后的淤泥2输送至固化土运输车3内,待固化土运输车3装满后,通过固化土运输车3将搅拌后的淤泥2运送至指定地点。
本实施方法在步骤(1)中还包括利用配制好的固化剂浆液对待处理淤泥11进行室内固化试验的步骤,确定待处理淤泥11的无侧限抗压强度与水灰比的关系;避免配制好的固化剂浆液因无法满足实际要求而造成淤泥固化失败。
本发明处理方法简便,处理设备可以灵活移动,保证搅拌均匀性,施工不受寒冷季节影响,且能加速淤泥与固化剂的反应速度;主要优点有:
1.搅拌杆为空心结构,固化剂浆液可通过密布在搅拌杆上的喷浆孔,均匀喷洒至待处理淤泥内;搅拌杆上的搅拌叶片为伸缩叶片或折叠式叶片,可根据需要保证固化箱内部的淤泥搅拌无死角;或根据固化箱内部空间的大小在箱体内部设置两个或多个搅拌装置;2.搅拌叶片为空心结构,内部设置有电热丝,一是可以在常温下加快淤泥与固化材料的反应速度,达到快速提高固化土强度、降低淤泥含水率,从而减少施工期的目的;二是可以保证在冬季寒冷季节施工的需要;3.本发明设备及方法的处理效率与现有设备相比,可以从150-200立方米/时,提高至300立方米/时,且本发明设备及方法一体化相结合,可以连续作业、灵活移动,适用于港口航道疏浚淤泥、河湖清淤底泥,围海造地滩涂淤泥,在环境保护与建筑施工领域中运用,以降低淤泥含水率,提高固化土体强度,达到淤泥减量化和资源化利用。
以上所述仅是本发明专利的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明专利原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种淤泥异位固化处理设备,其特征在于:包括固化箱、活塞式输泥泵、输泥管、输浆泵、输浆管以及固化剂浆液储存罐;所述活塞式输泥泵通过输泥管将待处理淤泥输送到固化箱中,所述固化箱包括箱体、搅拌装置、进泥斗、底盖和倾斜式漏槽,所述进泥斗设置在箱体的顶部,所述倾斜式漏槽设置在箱体的底部,所述底盖活动插接在箱体上并用于打开或关闭倾斜式漏槽的入口,所述搅拌装置包括搅拌杆滚动行走槽、搅拌杆和搅拌电机,所述搅拌杆滚动行走槽设置有两个,两个搅拌杆滚动行走槽对称设置在箱体的两侧,所述搅拌杆设置在两个搅拌杆滚动行走槽之间,所述搅拌杆滚动行走槽上设置有齿条,所述搅拌杆上套有与齿条啮合连接的齿轮,所述搅拌杆的两端分别延伸至箱体的外部,且搅拌杆的其中一端与搅拌电机传动连接,所述搅拌电机驱动搅拌杆转动使搅拌杆在两个搅拌杆滚动行走槽之间沿搅拌杆滚动行走槽上的齿条水平位移,所述搅拌杆的内部形成有导线管和喷浆管,所述导线管和喷浆管的输入口位于搅拌杆的另一端,在位于箱体内部的搅拌杆上设置有若干个搅拌叶片,在位于箱体内部的搅拌杆上形成有若干个与喷浆管连通的喷浆孔,所述搅拌叶片的内部设置有电热丝,所述电热丝通过穿插在导线管中的导线与外部电源连接,所述搅拌杆上的喷浆管通过输浆管与输浆泵和固化剂浆液储存罐顺序连通。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥异位固化处理设备,其特征在于,所述的搅拌装置设置有两个,所述两个搅拌装置上下平行间隔设置。
3.根据权利要求1所述的一种淤泥异位固化处理设备,其特征在于,还包括固化土输送皮带,所述固化土输送皮带的输送启始端位于倾斜式漏槽出口的正下方。
4.根据权利要求1所述的一种淤泥异位固化处理设备,其特征在于,所述的若干个喷浆孔设置在搅拌叶片与搅拌叶片之间的搅拌杆上,且若干个喷浆孔均匀环绕分布搅拌杆一周。
5.根据权利要求1所述的一种淤泥异位固化处理设备,其特征在于,所述的固化箱还包括行走支架,所述的箱体设置在行走支架上。
6.根据权利要求5所述的一种淤泥异位固化处理设备,其特征在于,所述的行走支架的底部设置有行走轮,所述行走轮设置有刹车装置。
7.根据权利要求1所述的一种淤泥异位固化处理设备,其特征在于,所述搅拌杆上的喷浆管通过旋转接头与输浆管连通。
8.根据权利要求1所述的一种淤泥异位固化处理设备,其特征在于,所述的搅拌叶片是伸缩式搅拌叶片或折叠式搅拌叶片。
9.基于权利要求1所述设备的一种淤泥异位固化处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)根据待处理淤泥的区域范围,通过行走支架将固化箱移动至处理位置固定;将底盖活动插接在箱体上并处于关闭倾斜式漏槽入口的状态,移动固化土输送皮带,使固化土输送皮带的输送启始端位于倾斜式漏槽出口的正下方,在固化土输送皮带的输送结束端停放用于接收物料的固化土运输车;将搅拌杆导线管中的导线与外部电源连接,将搅拌杆上的喷浆管通过输浆管与输浆泵和固化剂浆液储存罐顺序连通;提前在固化剂浆液储存罐中放置配制好的固化剂浆液;
(2)将活塞式输泥泵与输泥管的输入端连接,将输泥管的输出端伸入至箱体上的进泥斗中;启动活塞式输泥泵将待处理淤泥输送到箱体中,待固化箱箱体内部的待处理淤泥均匀布满后,关闭活塞式输泥泵,停止输送;
(3)启动搅拌电机,使搅拌电机驱动搅拌杆转动使搅拌杆在两个搅拌杆滚动行走槽之间沿搅拌杆滚动行走槽上的齿条水平位移,通过控制搅拌电机正反转使搅拌杆在转动的同时水平往复直线位移;启动外部电源使搅拌叶片中的电热丝加热;启动输浆泵,通过输浆泵将固化剂浆液储存罐中的固化剂浆液泵入搅拌杆的喷浆管中,并通过搅拌杆上的喷浆孔喷洒在箱体内部的待处理淤泥上;搅拌杆对箱体内部的待处理淤泥进行往复移动搅拌,并同时对待处理淤泥进行加热和喷洒固化剂浆液;
(4)当待处理淤泥被搅拌均匀、喷洒固化剂浆液足量以及加热显效后,使搅拌电机驱动搅拌杆移动恢复至默认位置后停止;关闭外部电源使搅拌叶片中的电热丝停止加热;关闭输浆泵,停止喷洒固化剂浆液;
(5)启动固化土输送皮带,打开底盖,使活动插接在箱体上的底盖处于打开倾斜式漏槽入口的状态,搅拌后的淤泥顺着倾斜式漏槽的出口不断倒至固化土输送皮带上,固化土输送皮带将搅拌后的淤泥输送至固化土运输车内,待固化土运输车装满后,通过固化土运输车将搅拌后的淤泥运送至指定地点。
10.根据权利要求9所述的一种淤泥异位固化处理方法,其特征在于,步骤(1)中还包括利用配制好的固化剂浆液对待处理淤泥进行室内固化试验的步骤,确定待处理淤泥的无侧限抗压强度与水灰比的关系。
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