CN110482810A - 一种水下淤泥隔水固化的方法及其所用固化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水下淤泥隔水固化的方法，将淤泥与上部水体隔离后固化；还提供了固化装置，包括搅拌系统、隔水系统、固化剂输送系统和行走系统；所述隔水系统用于将淤泥与上部水体隔离，所述搅拌系统用于将隔离后的淤泥与固化剂混合，所述固化剂输送系统用于将固化剂输送至淤泥中，所述行走系统用于带动隔水系统移动。本发明水下直接固化，无需清淤；隔水固化，消除搅拌引起的淤泥扩散与固化剂流失的问题；无需清淤就可改善水质。

Description

一种水下淤泥隔水固化的方法及其所用固化装置
技术领域
本发明涉及一种水下淤泥隔水固化的方法及其所用固化装置，属于水利工程设施领域。
背景技术
为改善河湖水质，保证河道正常通航与泄洪能力，世界各国都在开展大规模的清淤工程。但所清淤泥数量巨大，常需修建淤泥堆场贮存或倾倒进海洋。其中淤泥堆场一般占地上百亩，并涉及拆迁和农业、渔业赔偿以及土地污染等问题，给工程带来了很大的难度。另外向海洋倾倒也会给海洋环境造成不可弥补的破坏。因此处置淤泥所带来的淤泥占地、环境污染和成本压力日益突出，人们亟需一种经济环保的淤泥处置方法。
由于所清淤泥往往具有含水率高、强度低、含有病原生物和有毒化学物质等特性，因此一般采用将淤泥无害化处理再利用。根据处理原理的不同，有三种实现途径：其一，采用热处理方法将淤泥烧熔，处理后用作砖瓦原料或制作陶土粒；其二，采用物理方法将淤泥干燥、脱水，处理后用作一般填土材料；其三，采用化学方法将淤泥固化，处理后用作固结填土材料。虽然这三种途径处理后的淤泥均可实现无害化和再利用，但前两种途径所需成本远高于第三种，无法大规模应用。目前国内外一般采用第三种途径处置淤泥，对解决淤泥占地和侵蚀土地造成的环境污染起到了一定的作用，但固化后的淤泥利用率较低，清淤固化仍然面临固化淤泥的占地问题。
淤泥占地问题主要是清淤量太大造成的，如果能够将淤泥在水下直接固化便有可能规避该问题。但目前尚无有关淤泥水下固化的方法，在工程界也还是空白。考虑到固化淤泥需通过搅拌将固化剂和淤泥混合均匀，因此淤泥的水下固化将面临淤泥扩散与固化剂流失的问题。只有将淤泥与水体充分隔开，淤泥的水下固化才具有可行性。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种水下淤泥隔水固化的方法及其所用固化装置，通过隔水装置将淤泥与水体隔离，在不清淤的情况下实现水下淤泥的直接固化。
为了实现上述目的，本发明采用的一种水下淤泥隔水固化的方法，将淤泥与上部水体隔离后固化。
本发明还提供了一种用于隔水固化的固化装置，包括搅拌系统、隔水系统、固化剂输送系统和行走系统；所述隔水系统用于将淤泥与上部水体隔离，所述搅拌系统用于将隔离后的淤泥与固化剂混合，所述固化剂输送系统用于将固化剂输送至淤泥中，所述行走系统用于带动固化装置移动。
作为改进，所述的隔水系统包括隔水板，所述搅拌系统包括分别位于隔水板上方的机舱和电动机、及位于隔水板下方的搅拌器，所述固化剂输送系统包括固化剂供给船、空压机和输料管，所述行走系统包括伸缩肢和自驱轮；
所述机舱密封安装在隔水板上，电动机安装在机舱内，且电动机的转轴穿过隔水板中的连接孔与搅拌器连接；所述隔水板中开有输料管连接孔，输料管连接孔与输料管连通，输料管的另一端与所述固化剂供给船中的动力装置连接；所述伸缩肢安装在隔水板底部的四角，自驱轮安装在伸缩肢的底部。
作为改进，所述隔水板的四周设有弧形上翘翼缘。
作为改进，所述隔水板为长度、宽度均大于厚度且表面设有防腐蚀层的金属板。
作为改进，所述伸缩肢呈圆柱状，伸缩肢包括内置的套管和外置的弹簧，所述内置的套管可随外置弹簧自由伸缩实现伸缩肢的长度调节。
作为改进，所述机舱的顶部开有导线孔，电动机的导线经导线孔外接电源。
作为改进，所述搅拌器安装在隔水板底部的几何中心。
作为改进，所述自驱轮通过轴承安装在伸缩肢的底部。
作为改进，所述自驱轮外侧安装平行桨，所述平行桨的规格一致，等间距垂直布置于自驱轮的外侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)水下直接固化，无需清淤
将淤泥从河道中清除，并采用化学手段将淤泥固化，是无害化处理和再利用淤泥的常用方式。但清淤工程量巨大，固结淤泥利用率较低，因此淤泥堆积量随清淤工程的进行逐年增加，淤泥占地问题也越来越严重。
本发明提出一种水下淤泥隔水固化的方法，该方法通过使用隔水装置将淤泥与水体隔离，在不清淤的情况下实现水下淤泥的直接固化。通过实施该技术，在无通航要求的水域将不会出现淤泥占地现象，在有通航要求的水域将会大大减少清淤量和淤泥占地现象，有效地解决了处置淤泥所带来的淤泥占地、环境污染和成本压力等问题，并且固化的淤泥作为新生河底可以有效阻止有害物质对底泥的侵蚀。
(2)隔水固化，消除搅拌引起的淤泥扩散与固化剂流失的问题
目前常用的清淤方法是和水清淤，即在不排水的条件下将淤泥与水直接搅拌成泥浆后抽出。由于将淤泥搅拌成泥浆的过程中会有淤泥不断扩散进水体，新鲜水体又会不断被搅入淤泥形成泥浆，致使水体污染、淤泥扩散以及施工后回淤量较大，因此清淤效果很差。
水下固化淤泥和堆场固化淤泥一样，均需要将固化剂和淤泥混合均匀。如果将固化剂直接投入水底，那么在搅拌混合的过程中必然造成淤泥的泛起和扩散以及固化剂的流失。本发明通过隔水装置将淤泥与水体隔开，消除混合过程中出现的淤泥泛起和扩散，固化剂和淤泥充分均匀地混合而不会流失，保证了水下淤泥固化的施工质量。
(3)无需清淤就可改善水质
清除水底淤泥是一种常用的改善水质的方法，该方法按作业方式的不同有两种实现途径：其一，采用抽泥机器直接将水底淤泥抽出；其二，将水排空后采用机械挖掘的方式将淤泥清除。两种途径虽都能在一定程度上起到改善水质的作用，但清除的淤泥却会占地污染土地，露天污染空气。
由于淤泥中含有的有害物质在水中不断溶出污染水质，因此本发明提出了一种水下淤泥隔水固化的方法来阻断有害物质的溶出，并且固化后的淤泥还阻断了有害物质对水下底泥的侵蚀，不但改善了水质，还保护了底泥。因此本发明在无需清淤的条件下实现了水质改善。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中去除固化剂输送系统后的结构左视图；
图3为本发明中隔水板的俯视图；
图4为本发明的工作状态示意图；
图中：1、自驱轮，2、伸缩肢，3、隔水板，4、搅拌器，5、连接孔，6、电动机，7、输料管连接孔，8、机舱，9、输料管，10、固化剂供给船，11、空压机，12、上翘翼缘。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
一种水下淤泥隔水固化的方法，将淤泥与上部水体隔离后固化。
如图1、图2和图3所示，一种用于水下淤泥隔水固化的固化装置，包括搅拌系统、隔水系统、固化剂输送系统和行走系统；所述隔水系统用于将淤泥与上部水体隔离，所述搅拌系统用于将隔离后的淤泥与固化剂混合，所述固化剂输送系统用于将固化剂输送至淤泥中，所述行走系统用于带动固化装置移动。
作为实施例的改进，所述的隔水系统包括隔水板3，所述搅拌系统包括分别位于隔水板3上方的机舱8和电动机6、及位于隔水板3下方的搅拌器4，所述固化剂输送系统包括固化剂供给船10、空压机11和输料管9，所述行走系统包括伸缩肢2和自驱轮1；
所述机舱8密封安装在隔水板3上，电动机6安装在机舱8内，且电动机6的转轴穿过隔水板3中的连接孔5与搅拌器4连接；所述隔水板3中开有输料管连接孔7，输料管连接孔7与输料管9连通，输料管9的另一端与所述固化剂供给船10中的动力装置连接；所述伸缩肢2安装在隔水板3底部的四角，自驱轮1安装在伸缩肢2的底部。
作为实施例的改进，所述隔水板3的四周设有弧形上翘翼缘12，为固化装置在淤泥中行进减少阻力；作为实施例的改进，所述隔水板3为长度、宽度均大于厚度且表面设有防腐蚀层的金属板，用于分隔搅拌器和水体，防止搅拌器混合淤泥和固化剂时造成固化剂的流失与淤泥扩散，同时防止该装置陷入淤泥。
作为实施例的改进，所述伸缩肢2呈高度大于半径的圆柱状，用于自调节自驱轮1在淤泥中的陷入深度，具有遇硬变短遇软变长的功能；伸缩肢2包括内置的套管和外置的弹簧，所述内置的套管可随外置弹簧自由伸缩实现伸缩肢2的长度调节。另外，自驱轮1内置远程遥控设备，可实现独立驱动，引导装置在水中平稳行进。
作为实施例的改进，所述机舱8的顶部开有导线孔，电动机6的导线经导线孔外接电源，该导线孔能为电动机导线提供连接通道。
作为实施例的改进，所述搅拌器4安装在隔水板3底部的几何中心，用于将淤泥打散并和固化剂混匀。
作为实施例的改进，所述自驱轮1通过轴承安装在伸缩肢2的底部，使用性能稳定。
作为实施例的改进，所述自驱轮1外侧安装平行桨，所述平行桨的规格一致，等间距垂直布置于自驱轮1的外侧，依靠平行桨保证清淤装置移动的平稳性。
使用时，如图4所示，一种水下淤泥隔水固化的方法，包括步骤为：
(1)就位：伸缩肢2、搅拌器4与自驱轮1陷入淤泥，隔水板3紧贴淤泥之上将搅拌器4与水体分开；
(2)混合：固化剂不接触隔水板3上部水体直接经由输料管9注入淤泥，隔水板3下的搅拌器4将淤泥打散与固化剂混合；
(3)固化：通过搅拌系统将固化剂与淤泥混合均匀，实现淤泥的原位固化；
(4)行进：在行走系统引导下，装置一边行进一边固化，固化区域逐渐扩大。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下淤泥隔水固化的方法，其特征在于，将淤泥与上部水体隔离后固化。
2.一种用于权利要求1所述隔水固化方法的固化装置，其特征在于，包括搅拌系统、隔水系统、固化剂输送系统和行走系统；
所述隔水系统用于将淤泥与上部水体隔离，所述搅拌系统用于将隔离后的淤泥与固化剂混合，所述固化剂输送系统用于将固化剂输送至淤泥中，所述行走系统用于带动固化装置移动。
3.根据权利要求2所述的固化装置，其特征在于，所述的隔水系统包括隔水板(3)，所述搅拌系统包括分别位于隔水板(3)上方的机舱(8)和电动机(6)、及位于隔水板(3)下方的搅拌器(4)，所述固化剂输送系统包括固化剂供给船(10)、空压机(11)和输料管(9)，所述行走系统包括伸缩肢(2)和自驱轮(1)；
所述机舱(8)密封安装在隔水板(3)上，电动机(6)安装在机舱(8)内，且电动机(6)的转轴穿过隔水板(3)中的连接孔(5)与搅拌器(4)连接；所述隔水板(3)中开有输料管连接孔(7)，输料管连接孔(7)与输料管(9)连通，输料管(9)的另一端与所述固化剂供给船(10)中的动力装置连接；所述伸缩肢(2)安装在隔水板(3)底部的四角，自驱轮(1)安装在伸缩肢(2)的底部。
4.根据权利要求3所述的固化装置，其特征在于，所述隔水板(3)的四周设有弧形上翘翼缘(12)。
5.根据权利要求3或4所述的固化装置，其特征在于，所述隔水板(3)为长度、宽度均大于厚度且表面设有防腐蚀层的金属板。
6.根据权利要求3所述的固化装置，其特征在于，所述伸缩肢(2)呈圆柱状，伸缩肢(2)包括内置的套管和外置的弹簧，所述内置的套管可随外置弹簧自由伸缩实现伸缩肢(2)的长度调节。
7.根据权利要求3所述的固化装置，其特征在于，所述机舱(8)的顶部开有导线孔，电动机(6)的导线经导线孔外接电源。
8.根据权利要求3或7所述的固化装置，其特征在于，所述搅拌器(4)安装在隔水板(3)底部的几何中心。
9.根据权利要求3所述的固化装置，其特征在于，所述自驱轮(1)通过轴承安装在伸缩肢(2)的底部。
10.根据权利要求3或9所述的固化装置，其特征在于，所述自驱轮(1)外侧安装平行桨，所述平行桨的规格一致，等间距垂直布置于自驱轮(1)的外侧。
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