CN110902983A - 污染土壤及底泥资源化处置利用的系统及其工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，包括：预混装置，用于对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出；主混装置，用于承接预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料，且进行混合搅拌处理，并将混合均匀后的物料排出；成型平台，用于承接主混装置混合均匀后的物料，并将混合均匀后的物料制作形成资源化利用产品；PLC控制装置，与所述预混装置、主混装置和成型平台均连接。该系统为污染土壤及底泥资源化处置利用一体化系统处置，自动化程度较高。本发明还公开了一种包括上述污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，其有益效果与污染土壤及底泥资源化处置利用系统的有益效果相同。

Description

污染土壤及底泥资源化处置利用的系统及其工艺方法

技术领域

本发明涉及污染土壤及底泥处理处置技术领域，特别是涉及一种污染土壤及底泥资源化处置利用的系统。此外，本发明还涉及一种污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法。

背景技术

土壤和底泥作为受体，在社会经济的发展中，承接了众多污染物质的排放汇入，尤其是重金属污染物质，进入土壤和底泥中，呈现逐步累积、污染加剧的过程，这些重金属难以自然净化，且易通过食物链富集，对环境和人体危害极大。随着社会经济的不断发展，土壤和底泥重金属污染事件频发，重金属污染土壤和底泥的处理处置成为社会各界关注的焦点和热点。

重金属污染土壤和底泥的处置技术众多，包括生物-生态、物理、化学等处置技术方法，尤其以传统卫生填埋、焚烧、固化稳定化、淋洗等处置为主。其中，传统的填埋及焚烧处置方法存在占地面积广、运行成本高、易造成二次污染等弊端，淋洗装置大、处理成本高，不适合于含水率较高的底泥，而且淋洗后产生的废液、残留物料、洗脱的污染物等都处理困难。而固化稳定化处置加资源化利用综合处置方式是重金属污染土壤和底泥处理处置的发展主流，该技术适用范围广，可以在处置污染物的同时实现污染土壤和底泥的资源化利用，就地消纳污染土壤和底泥且基本不产生二次污染。

污染土壤和底泥的固化稳定化处置和资源化利用，其关键工艺是污染土壤、底泥与固化稳定化材料的充分搅拌混合并均匀发生物理化学反应，其中搅拌混合装置是关键。而固化稳定化材料的应用，对土壤和底泥的含水率、均匀度、颗粒状态、杂质含量等都有较高的要求，需要在投加固化稳定化材料前，根据固化稳定化材料的使用要求，开展土壤和底泥的前处理。固化稳定化材料投加进入泥浆物料，在充分混合均匀后，让泥浆与固化稳定化材料充分发生反应，形成固化体并稳定住污染物质。就地消纳处置的资源化利用产品，可以制成不同粒径、不同颜色的路基材料，不同形状、不同颜色的步道砖和生态孔砖，用于河道生态护岸种植生态孔砖、河道两岸及公园绿地道路步道砖铺设，以及道路衬垫路基材料等。

但是，在现有污染土壤和底泥的综合处置及资源化利用技术中，尤其是针对含水率高的重金属污染底泥的处置，要达到无需外运、属地处置、低扰动、避免二次污染等要求，没有较好的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法及其系统，污染土壤及底泥资源化处置利用无法形成一体化系统处置，自动化程度较低，控制不方便，工作效率较低，

综上所述，如何有效地解决污染土壤及底泥资源化处置利用无法形成一体化系统处置、自动化程度较低等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，该系统为污染土壤及底泥资源化处置利用一体化系统处置，自动化程度较高；本发明的另一目的是提供一种包括上述污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，其有益效果与污染土壤及底泥资源化处置利用系统的有益效果相同。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，包括：

预混装置，用于对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，调节含水率，筛除粗料，将物料处理后形成泥浆状，并将预混后的泥浆状物料排出；

主混装置，用于承接预混后的泥浆状物料，再次筛除粗料，添加固化稳定化材料，进行充分的均匀混合搅拌处理，并将混合均匀后形成的物料排出；

成型平台，用于放置各类资源化利用产品模具，将主混装置输送来的混合均匀物料制作形成成型的资源化利用产品；

PLC控制装置，与所述预混装置、主混装置和成型平台均连接，实现各个装置、处置流程及工艺的较高自动化。

优选地，所述预混装置，包括：预混筒体、设置于所述预混筒体内的预混搅拌器、设置于所述预混筒体内的含水率测定探头、设置于所述预混筒体内且与水源连接的喷水头、设置于所属预混筒体内的粗料筛分过滤网、设置于所述预混筒体出料口处的预混出料泵和预混输送管。

优选地，所述预混装置，还包括：设置于所述预混筒体下部支撑位置的若干个自动称重装置。

优选地，所述主混装置，包括：主混筒体、设置于主混筒体进口的筛分过滤网、设置于所述主混筒体内的主混搅拌器、与所述主混筒体连通的固化稳定化材料配料装置、设置于所述主混筒体出料口处的主混出料泵和主混输送管，所述固化稳定化材料配料装置上设置有自动称重装置。

优选地，所述成型平台，包括：用于放置不同类型模具的振动台面、安装于所述振动台面下部用于驱动所述振动台面振动的振动器、连接于所述振动台面外周的上料输送带和下料输送带。

本发明还提供一种污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，包括：

对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出；

对加入主混装置中的预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料进行混合搅拌处理，并将混合均匀后形成的物料排出；

对进入成型平台的混合均匀后形成的物料制作形成成型的资源化利用产品。

优选地，所述对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出，包括：

将原状物料加入所述预混装置的预混筒体；

测量预混物料的含水率，并根据含水率，计算并调节设定添加水量；

设定时间，启动所述预混装置的预混搅拌器转动；

通过所述预混装置的预混出料泵和预混输送管，将预混后的泥浆状物料送往所述主混装置。

优选地，所述对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混均匀后的泥浆状物料排出，还包括：

自动称重装置称量预混物料的加载量，并记忆物料的加载量。

优选地，所述对加入主混装置中的预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料进行混合搅拌处理，并将混合均匀后形成的物料排出，包括：

基于进入所述主混装置的主混筒体中泥浆状物料的重量和预设比例，计算添加固化稳定化材料的重量；

添加固化稳定化材料；

设定时间，启动所述主混装置的主混搅拌器转动；

通过所述主混装置的主混出料泵和主混输送管，将混合均匀后形成的物料输入至所述成型平台。

优选地，所述对进入成型平台的混合均匀后形成的物料进行资源化产品制作成型处理，包括：

驱动振动台面振动，所述振动台面上放置模具；

将混合均匀后形成的物料注入所述模具中；

振荡设定时间后，将装有物料的模具输送出。

本发明所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，包括：预混装置，用于对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出；主混装置，用于承接预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料，且进行混合搅拌处理，并将混合均匀后的物料排出；成型平台，用于承接主混装置混合均匀后的物料，并将混合均匀后的物料制作形成资源化利用产品；PLC控制装置，与所述预混装置、主混装置和成型平台均连接。

应用本申请的实施例所提供的技术方案，污染土壤及底泥资源化处置利用形成一体化系统处置，采用PLC控制，实现过程人机界面操作，自动化程度较高，控制方便，工作效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中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为本发明中一种具体实施方式所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用系统的结构示意图。

图2为图1中预混装置的结构示意图；

图3为图1中主混装置的结构示意图；

图4为图1中成型平台的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法的实施流程图；

图6为发明实施例所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法的实施过程图。

附图中标记如下：

1-预混装置、2-主混装置、3-成型平台、11-含水率测定探头、12-喷水头、13-预混出料口、14-预混过滤网、15-粗料排出口、16-自动称重装置、21-泥浆进料口、22-主混过滤网、23-固化稳定化材料进料口、24-主混筒体、31-振动台面、32-旋转履带、33-弹簧、34-振动器、35-防滑吸盘。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，该系统为污染土壤及底泥资源化处置利用一体化系统处置，自动化程度较高；本发明的另一核心是提供一种包括上述污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，其有益效果与污染土壤及底泥资源化处置利用系统的有益效果相同。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图4，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用系统的结构示意图。图2为图1中预混装置的结构示意图；图3为图1中主混装置的结构示意图；图4为图1中成型平台的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，包括：

预混装置1，用于对加入预混装置1中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出。

在实际应用中，污染土壤及底泥，通过预处理筛分去除建筑垃圾、动植物残体、生活垃圾等大颗粒杂质，原状物料加入预混装置1中。预混装置1对加入预混装置1中的原状物料进行预混处理，调节含水率，筛除粗料，将物料处理后形成泥浆状，并将预混后的泥浆状物料排出。

主混装置2，用于承接预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料，且进行混合搅拌处理，并将混合均匀后的物料排出。

在实际应用中，预混后泥浆状物料输送进入主混装置2，再次筛除粗料，添加固化稳定化材料，设定时间混合搅拌，进行充分的均匀混合搅拌处理，并最终将混合均匀后形成的物料排出。

成型平台3，用于主混装置混合均匀后的物料，并将混合均匀后的物料制作形成资源化利用产品；

在实际应用中，成型平台3用于放置各类资源化利用产品模具，承接主混装置输送来的混合均匀后的物料，混合均匀后的物料进入成型平台3上的模具中，制作形成成型的资源化利用产品。经振荡平整同时逸出气泡，将振荡完成后输送出来的平整密实的物料模具，送往干燥通风场地存放，存放3-5天后，将固化好的资源化利用成型产品脱模，再阴凉放置3-4周后就可以资源化应用。

PLC控制装置，与所述预混装置、主混装置和成型平台均连接。

在实际应用中，PLC控制装置控制预混装置1、主混装置2和成型平台3自动称重、含水率测定及含水率设定、预混搅拌强度和时间、预混后物料输送、固化稳定化材料输送、主混搅拌强度和时间、混合物料输送、注入模具时间、资源化利用成品形成等，可以采用PLC触摸屏控制，实现整个过程人机界面操作，实现各个装置、处置流程及工艺的较高自动化。

应用本申请的实施例所提供的技术方案，污染土壤及底泥资源化处置利用形成一体化系统处置，采用PLC控制，实现过程人机界面操作，自动化程度较高，控制方便，工作效率较高。

在上述具体实施方式的基础上，预混装置1，包括：预混筒体、设置于预混筒体内的预混搅拌器、设置于预混筒体内的含水率测定探头11、设置于预混筒体内且与水源连接的喷水头12、设置于预混筒体预混出料口13处的预混出料泵和预混输送管。

上述结构中，预混筒体具有预混进料口和预混出料口13，预混进料口为敞口设计，方便污染土壤及底泥原状物料进入预混筒体。

预混搅拌器设置于预混筒体内，预混搅拌器对预混筒体内的土壤及底泥原状物料进行混合、搅拌，使所进物料达到充分混合搅拌均匀效果，提高调浆程度和效率。驱动装置与预混搅拌器连接，驱动装置为预混搅拌器提供动力。

混合机可以采用卧式螺带混合机，预混搅拌器的主轴上布置有双层螺旋叶片，且双层螺旋叶片的运动方向相反，且可调节正向和反向轮流转动，比如，内部螺旋将物料向外侧输送，外部螺旋将物料向内部聚集。物料在双层螺旋带的对流运动下，形成一个低动力高效的混合环境，可以全方位无死角搅拌混合进料，使所进物料达到充分混合搅拌效果，提高调浆程度和效率。当然，卧式螺带混合机只是一种优选的实施方式，并不是唯一的，还可以是其它适宜的混合机，都在本发明的保护范围内。主轴与驱动装置连接，驱动装置与PLC控制装置连接，控制预混搅拌器的运转情况。

同时，喷水头12设置于预混筒体内，喷水头12与水源连接，能够对预混筒体内的土壤及底泥原状物料喷水，增加土壤及底泥混合物料的含水量，使出料为泥浆状态，以达到充分搅拌混合、混匀的效果，并能自动调节含水率、筛除粗料和自动称重物料，有利于后续处置固化稳定化材料添加的混合、反应效果。

喷水管与水源连接，多个喷水头12均匀分布于喷水管上，能够对预混筒体内不同位置的土壤及底泥原状物料均匀增加含水量，保证所有土壤及底泥混合物料充分搅拌混合、混匀。需要说明的是，具体喷水头12的数量不受限制，可以根据预混筒体的大小、预混筒体内土壤及底泥原状物料的多少以及出料泥浆状态要求等实际应用情况而定。当然，多个喷水头12均匀分布于喷水管上只是一种优选的实施方式，并不是唯一的，喷水管上的喷水头12也可以不均匀分布，比如中间位置的物料较多，喷水头12可以密集一些；两端位置的物料较少，喷水头12可以设置的稀疏一些，具体喷水头12的布局形式可以根据具体使用情况的不同自行设定，都在本发明的保护范围内。

进一步地，喷水管横穿预混筒体的两端，沿水平方向设置，连接方便，易于安装喷水头12；此时喷水头12距离物料的距离较近，喷水量相当，易于控制。喷水管靠近于喷水管的一侧侧壁，避开预混进料口的主要位置，添加物料较顺畅，不影响预混搅拌器的正常工作。

喷水管上设置有控制阀和流量计，控制喷水头12通断和水量大小，更好地控制物料的含水量，保证物料充分混合。控制阀可以是手动控制，也可以是自动控制，比如控制阀与PLC控制装置连接，通过PLC控制装置进行设定和自动控制，较为方便。流量计与PLC控制装置连接，可以测量添加水量，易于精准控制加水量。

含水率测定探头11设置于预混筒体内且能够与泥浆接触，含水率测定探头11能够检测泥浆的含水率，控制喷水头12的喷水量，以便更好地控制物料的含水率。含水率测定探头11与PLC控制装置连接，含水率测定探头11将检测的含水率大小传输至PLC控制装置，PLC控制装置可以根据物料的含水率判断土壤及底泥混合物料的含水情况，计算确定添加水量，并将此信息发送至控制阀和流量计，实现自动调节喷水头12添加水量情况，使出料为泥浆状态以达到充分搅拌混合、混匀的效果，有利于后续处置固化稳定化材料添加的混合、反应效果。

含水率测定探头11通过伸缩杆连接于预混筒体的侧壁上，通过伸缩杆可以调节含水率测定探头11的高度，适合不同重量和体积的物料，当物料较少时，将含水率测定探头11设置的低一点；当物料较多时，将含水率测定探头11设置的高一点，既保证含水率测定探头11能够与物料接触，精准测量物料含水率；又不能影响预混搅拌器工作。

预混筒体内且位于预混出料口13之上的位置设有预混过滤网14，物料的细料透过预混过滤网14进入预混出料口13，粗料留在预混过滤网14上，使搅拌混合后残留的杂质不进入预混出料口13，去除小杂质，保证出料的质量，达到可用于制备资源化利用产品的原料需求，以此保证后面固化稳定化效果。需要说明的是，这里所说的预混过滤网14的孔洞大小不受限制，可以根据实际应用情况而定，如能有效拦截1cm以上粗料。

预混筒体的端部且位于预混过滤网14之上的位置设有粗料排出口15，通过粗料排出口15可以将粗料排出，剩余泥浆进入出料泵到后续处理装置，保证后面固化稳定化效果。具体粗料排出口15的大小和形状不受限制，可以根据具体使用情况的不同自行设定，都在本发明的保护范围内。

为了进一步优化上述技术方案，预混装置1，还包括：设置于预混筒体下部支撑位置的若干个自动称重装置16。自动称重装置16可以通过连接线或者传感器与PLC控制装置连接，投加的土壤及底泥可以精确计量进料量，确保后续处置中固化稳定化材料投加量可以精确计算。

预混筒体的下部具体设置自动称重装置16的数量不受限制，可以根据具体使用情况的不同自行设定。如在四个支撑脚处各设置一个自动称重装置16，可以稳定支撑预混筒体，振动较小，延长使用寿命，成本较低。当然，预混筒体下部四个角有自动称重装置16只是一种优选的实施方式，并不是唯一的，还可以设置两个自动称重装置16，分别设置于预混筒体的两端；或者设置三个自动称重装置16，设置成三角的支撑方式。

综上，预混装置1的工作过程为：人工将土壤及底泥加入预混筒体内，加料完成后，给PLC控制装置发出确认信号通知系统运行，预混搅拌器启动，并根据土壤及底泥的加载量和含水率设置加水的比例值，PLC控制装置控制喷水头12按比例添加水的重量；加水结束后自动关闭控制阀，并按设定的时间进行预混合；设定时间混合完成后，启动出料泵按设定的排料值将预混后泥浆状物料泵入主混合机，排料完成后发人工添加信号，提示人工添加物料。

另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，主混装置2，包括：主混筒体24、设置于主混筒体24内的主混搅拌器、与主混筒体24连通的固化稳定化材料配料装置、设置于主混筒体24混合产品出料口处的主混出料泵和主混输送管，固化稳定化材料配料装置上设置有自动称重器。

上述结构中，主混筒体24具有泥浆进料口21和混合产品出料口，主混筒体24、主混搅拌器和驱动装置构成混合机。主混搅拌器设置于主混筒体24内，主混搅拌器对主混筒体24内的土壤及底泥混合物料进行混合、搅拌，使所进物料达到充分混合搅拌效果，提高调浆程度和效率。驱动装置与主混搅拌器连接，驱动装置为主混搅拌器提供动力。

固化稳定化材料配料装置与主混筒体24连通，固化稳定化材料配料装置给主混筒体24添加固化稳定化材料，机器加料，省时省力，降低操作者劳动强度，工作效率较高，更加方便。

主混筒体24上开设有固化稳定化材料进料口23，固化稳定化材料配料装置通过固化稳定化材料自动传输配送带与固化稳定化材料进料口23连接，固化稳定化材料自动传输配送带传输材料稳定性较好，传输速度较快。优选地，在固化稳定化材料自动传输配送带外周设置保护管道，避免材料掉落影响混合反应效果和伤害工作人员，提高材料添加的准确性和工作安全性。

固化稳定化材料配料装置上设置有自动称重器，自动称重器对进入主混筒体24的固化稳定化材料进行精确计量，根据进入主混筒体24的预混土壤及底泥物料的重量，按比例添加固化稳定化材料，保证配比更加合理、准确。

PLC控制装置与驱动装置、固化稳定化材料配料装置和自动称重器均连接，固化稳定化材料的配置比例、称重、传送速度均通过PLC控制装置设定和自动控制，控制方便、准确。

主混筒体24内且位于泥浆进料口21之下的位置设有主混过滤网22，物料的细料透过主混过滤网22进入主混筒体24，粗料留在主混过滤网22上，残留的杂质不进入主混筒体24，去除小杂质，保证进料的质量，达到可用于制备资源化利用产品的原料需求，以此保证后面固化稳定化效果；在搅拌混合过程中还能保护主混搅拌器。需要说明的是，这里所说的主混过滤网22的孔洞大小不受限制，可以根据实际应用情况而定，如能有效拦截5mm以上粗料。

主混筒体24的端部且位于主混过滤网22之上的位置设有粗料排出口15，通过粗料排出口15可以将粗料排出，剩余泥浆进入搅拌混合装置，与固化稳定化材料搅拌反应。具体粗料排出口15的大小和形状不受限制，可以根据具体使用情况的不同自行设定，都在本发明的保护范围内。

泥浆进料口21设置于主混筒体24的端部，且位于粗料排出口15的对侧，充分利用主混过滤网22的宽度，保证细料尽可能过筛，提高细料利用率。

混合机可以采用无重力混合机，主混筒体24内设置有两根反向旋转的搅拌主轴，充分利用对流混合原理，即利用物料在混合器内的上抛运动形成流动层，产生瞬间失重，使之达到最佳混合状态；并且，物料在特定的重叠叶片作用下，进行轴向移动，实现在全方位范围内进行混合，形成随机的最佳运动状态，可以全方位无死角搅拌混合，提高混合效率，达到混合效果。搅拌主轴与驱动装置连接，驱动装置与PLC控制装置连接，控制主混搅拌器的运转情况。

对于上述各个实施例中的污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，成型平台3，包括：用于放置模具的振动台面31、安装于振动台面31下部用于驱动振动台面31振动的振动器34、连接于振动台面31外周的上料输送带和下料输送带。

上述结构中，底架固定于安装面上，底架的底部可以安装防滑吸盘35，防止底架移位。振动台面31位于底架的上方，用于放置模具，不同类型的模具可以放置于振动台面31上，模具的形状可以是矩形、六边形、孔状等。污染土壤及底泥经成套设备无害化处置后物料通过管道和泵的抽力作用注入模具内，形成形式多样的产品，达到就地消纳利用的要求。需要说明的是，管道的数量可以为多个，可以同时对多个模具注入物料，工作效率较高。

同时，振动器34安装于振动台面31下部，用于驱动振动台面31振动，可以把物料振荡密实，并逸出气泡，使其结构紧凑。弹簧33连接于底架上端面和振动台面31下端面之间，优选地，弹簧33安装于振动台面31下部四周，弹簧33配合振动器34使振动台面31振动，可以调节振动台面31的振荡强度。

通过振荡使物料密实并逸出气泡，可提升产品的固化速率及固化强度；成型时不需人工压实，产品自动成型；工作时噪音小；使用与维修方便。

上料输送带和下料输送带连接于振动台面31外周，用于转运空模具和注料模具。上料机械手和下料机械手分别设置于上料输送带和下料输送带处，上料机械手和下料机械手抓取空模具和注料模具，对上料输送带、下料输送带和振动台面31的模具进行位置切换。上料输送带和下料输送带通过运动电机驱动，上料机械手和下料机械手通过上下料电机驱动，运动电机和上下料电机为动力机构，提供动力。通过上料输送带和下料输送带、上料机械手和下料机械手可以将物料注入旋转交换的不同模具，大大提高工作效率。

上料输送带和下料输送带均与振动台面31相切，切点处上料输送带和下料输送带距离振动台面31较近，机械手转移模具的距离较近，节省时间。优选地，上料输送带和下料输送带分别位于振动台面31的两侧，上料和下料分开进行，距离较远，互相不干涉。

上料输送带和下料输送带均为旋转履带32，旋转履带32循环使用，结构更加紧凑，占用空间较小。

振动器34的数量为两个，对称设置于振动台面31的下端面，两个振动器34同时工作时使振动台面31左右振动更加平稳；当一个振动器34坏掉时，另一个振动器34还可以继续工作，不影响工作进度。

振动器34包括设置于振动台面31的下端面的偏心轮和与偏心轮的旋转轴连接的电动机，结构简单，易于控制。所用偏心轮在转动时有一个不平衡的离心力，当转到向上时，离心力把物料向上提起，当转至向下时，重力和离心力一起，使物料向下用力，把物料振荡密实，并逸出气泡，使其结构紧凑。偏心轮可以通过吊架连轴器安装在振动台面31下端面中心位置，振实过程中，在垂直方向上可以平稳偏心轮。

振动台面31和底架均用钢板和型钢焊接而成，加工简单，便于操作，成本较低。

PLC控制装置与振动器34连接，PLC控制装置可以控制振动器34的振荡强度和振荡时间。PLC控制装置与运动电机和上下料电机连接，可以控制输送带的运动速度和机械手上下料频率。PLC控制装置与泵连接，可以控制模具物料注入时间等，通过PLC控制装置进行设定和自动控制，实现自动化控制。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，下文描述的一种污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法与上文描述的一种污染土壤及底泥资源化处置利用的系统可相互对应参照。

参见图1所示，为本发明实施例所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法的实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

S110：对加入预混装置1中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出；

S120：承接预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料，且进行混合搅拌处理，并将混合均匀后的物料排出；

S130：承接主混装置2混合均匀后的物料，并将混合均匀后的物料制作形成资源化利用产品。

需要说明的是，步骤S130完成，该批次完成浇筑，主混装置2发出料空信号，通知预混装置1再次排料给主混装置2，重复步骤S120、S130。

当预混装置1内物料少于设定的排料值时，预混装置1不再排料，系统自动记忆住剩余物料重量后，发加料信号通知往预混装置1里加土壤及底泥，重复步骤S110，该工序可与步骤S120、S130同时进行。

应用本申请的实施例所提供的技术方案，污染土壤及底泥资源化处置利用形成一体化系统处置，采用PLC控制，实现过程人机界面操作，自动化程度较高，控制方便，工作效率较高。

在本发明的一个实施例中，对加入预混装置1中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出，可以包括以下步骤：

将预混原状物料加入预混装置1的预混筒体；

测定原状物料的含水率，并根据预设含水率要求，计算并调节添加水量；

设定时间，启动预混装置1的预混搅拌器转动；

通过预混装置1的预混出料泵和预混输送管，将预混后的泥浆状物料送往主混装置2。

在本发明的一个实施例中，对加入预混装置1中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出，还可以包括以下步骤：

称量预混物料的加载量，并记忆物料的加载量。

为了便于描述，将上述步骤结合起来进行解释。

请参考图6，图6为发明实施例所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法的实施过程图。

在实际应用中，将去除垃圾、动植物残体等杂质的土壤及底泥等原状物料加入预混装置1中，调节含水率、将物料搅拌混合成泥浆状后输送进入对加入主混装置2，本装置中具体工艺流程如下：

将原状物料通过进料口加入预混筒体中，加料完成后，PLC控制装置给出运行信号，启动该装置；预混装置1的预混搅拌器启动后，利用顶部的含水率测定探头11测量预混物料的含水率，并通过其底部自动称重装置16称量底泥加载量，PLC控制装置自动记忆物料的加载量；根据测定的底泥含水率，PLC控制装置按设定含水率自动开启水阀添加定量的水，加水完成后自动关闭水阀，并按PLC控制装置设定的时间自动进行底泥预混合，将土壤及底泥混合形成泥浆状；预混合时间结束后，PLC控制装置自动控制启动该设备的出料螺旋泵，可以是螺旋反转，以保证该装置底部无死角，然后自动启动预混出料泵按设定的排料值将预混后泥浆状物料通过该设备底部过滤滚动筛网从出料口13泵入预混输送管，送往主混装置2，同时将大颗粒物料从滚动筛网末端的粗料排出口15排出，排料完成后自动关闭出料螺旋泵。

在本发明的一个实施例中，承接预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料，且进行混合搅拌处理，并将混合均匀后的物料排出，可以包括以下步骤：

基于进入主混装置2的主混筒体24中泥浆状物料的重量和预设比例，计算添加固化稳定化材料的重量；

添加固化稳定化材料；

设定时间，启动主混装置2的主混搅拌器转动；

通过主混装置2的主混出料泵和主混输送管，将混合均匀后形成的物料输入至成型平台3。

为了便于描述，将上述步骤结合起来进行解释。

请参考图6，图6为发明实施例所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法的实施过程图。

在实际应用中，预混后泥浆状物料输送进入主混装置2过程，PLC控制装置自动启动滚动筛网再次排出粗料、复配材料添加、混合搅拌等过程，并最终将混合均匀后形成的物料输送进入成型平台3，具体流程如下：

将预混后泥浆状物料通过输送管从顶部的泥浆进料口21通过滚动筛网加入到主混装置2主混筒体24中，同时再一次将粗料从滚动筛网末端排出；按设定的预混泥浆出料量和设定的物料与辅料比例，计算固化稳定化材料等辅料的添加量，后提示添加辅料；将固化稳定化材料等辅料加入固化稳定化材料配料装置，并自动启动螺旋传输配送带输送到主混筒体24；物料和辅料添加完成后，按设定时间自动启动搅拌装置，进行充分搅拌混合，混合结束后，通过该设备的混合产品出料口13将混合均匀的物料排入主混输送管，送往成型平台3。

在本发明的一个实施例中，承接主混装置2混合均匀后的物料，并将混合均匀后的物料制作形成资源化利用产品，可以包括以下步骤：

驱动振动台面31振动，振动台面31上放置有模具；

将混合均匀后形成的物料注入模具中；

振荡设定时间后，将装有物料的模具输送出。

为了便于描述，将上述步骤结合起来进行解释。

请参考图6，图6为发明实施例所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法的实施过程图。

在实际应用中，主混装置2混合完成后，发出完成信号，将混合均匀后的物料通过主混输送管道输入成型平台3上的模具中，经振荡平整和逸出气泡后，送到阴凉通风处堆放，在本平台的具体工艺流程如下：

启动上料输送带，通过上料机械抓手将上料输送带上的模具放到振动台面31的指定位置，并启动振动器34驱动振动台面31振动；将混合均匀后的物料通过主混输送管注入振动台面31上的模具中，完成浇铸后，成为带物料模具，边注入边振动；按照设定时间振动完成后，使模具中物料气泡逸出，物料平整密实；振荡结束后，通过下料机械抓手将其送往下料输送带，将其输送出该设备；

将振荡完成后输送出来的平整密实的物料模具，送往干燥通风场地存放，存放3-5天后，将固化好的资源化利用成型产品脱模，再阴凉放置3-4周后就可以资源化应用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的污染土壤及底泥资源化处置利用的系统及其工艺方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种污染土壤及底泥资源化处置利用系统，其特征在于，包括：

预混装置，用于对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出；

主混装置，用于承接预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料，且进行混合搅拌处理，并将混合均匀后的物料排出；

成型平台，用于承接主混装置混合均匀后的物料，并将混合均匀后的物料制作形成资源化利用产品；

PLC控制装置，与所述预混装置、主混装置和成型平台均连接。

2.根据权利要求1所述的污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，其特征在于，所述预混装置，包括：预混筒体、设置于所述预混筒体内的预混搅拌器、设置于所述预混筒体内的含水率测定探头、设置于所述预混筒体内且与水源连接的喷水头、设置于所述预混筒体出料口处的预混出料泵和预混输送管。

3.根据权利要求2所述的污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，其特征在于，所述预混装置，还包括：设置于所述预混筒体下部支撑位置的若干个自动称重装置。

4.根据权利要求1所述的污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，其特征在于，所述主混装置，包括：主混筒体、设置于所述主混筒体内的主混搅拌器、与所述主混筒体连通的固化稳定化材料配料装置、设置于所述主混筒体出料口处的主混出料泵和主混输送管，所述固化稳定化材料配料装置上设置有自动称重器。

5.根据权利要求1所述的污染土壤及底泥资源化处置利用的系统，其特征在于，所述成型平台，包括：用于放置模具的振动台面、安装于所述振动台面下部用于驱动所述振动台面振动的振动器、连接于所述振动台面外周的上料输送带和下料输送带。

6.一种污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，其特征在于，包括：

对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出；

承接预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料，且进行混合搅拌处理，并将混合均匀后的物料排出；

承接主混装置混合均匀后的物料，并将混合均匀后的物料制作形成资源化利用产品。

7.根据权利要求6所述的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，其特征在于，所述对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出，包括：

将预混物料加入所述预混装置的预混筒体；

测定原状物料的含水率，并根据预设含水率要求，计算并调节添加水量；

设定时间，启动所述预混装置的预混搅拌器转动；

通过所述预混装置的预混出料泵和预混输送管，将预混后的泥浆状物料送往所述主混装置。

8.根据权利要求7所述的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，其特征在于，所述对加入预混装置中的原状物料进行预混处理，并将预混后的泥浆状物料排出，还包括：

称量预混物料的加载量，并记忆物料的加载量。

9.根据权利要求6所述的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，其特征在于，所述承接预混后的泥浆状物料和固化稳定化材料，且进行混合搅拌处理，并将混合均匀后的物料排出，包括：

基于进入所述主混装置的主混筒体中泥浆状物料的重量和预设比例，计算添加固化稳定化材料的重量；

添加固化稳定化材料；

设定时间，启动所述主混装置的主混搅拌器转动；

通过所述主混装置的主混出料泵和主混输送管，将混合均匀后形成的物料输入至所述成型平台。

10.根据权利要求6所述的污染土壤及底泥资源化处置利用的工艺方法，其特征在于，所述承接主混装置混合均匀后的物料，并将混合均匀后的物料制作形成资源化利用产品，包括：

驱动振动台面振动，所述振动台面上放置有模具；

将混合均匀后形成的物料注入所述模具中；

振荡设定时间后，将装有物料的模具输送出。

Images