CN112939386A - 一种多仓离心式底泥洗脱净化平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多仓离心式底泥洗脱净化平台，包括能够在水面上移动的平台主体；平台主体上设置有氮污染物削减单元，氮污染物削减单元的进口端通过提升泵活动连接至多个吸泥取水仓体的污水出口；所述底泥洗脱净化平台还设置有水底可视化单元、智控单元；吸泥取水仓体包括原位固液分离单元和悬浊液离心抽提单元。水底可视化单元用于在平台的运行过程中提前绘制预处理的底泥地形图和处理的底泥分层情况，并传输给智控单元进行判断，确定机器的启停。该底泥洗脱净化平台可以通过水底可视化单元判断水下地形，根据地形来设置不同仓体之间的高程位置，本发明所构建的净化平台既可以实现颗粒态磷的去除，又可实现水体中氮污染物的削减。
Description
技术领域
本发明属于水环境技术领域，具体涉及一种多仓离心式底泥洗脱净化平台。
背景技术
底泥是河湖的沉积物，是自然水域的重要组成部分，当水域受污染后，水中部分污染物可以通过沉淀或颗粒物吸附而蓄存在底泥中，适当的条件下重新释放，从而造成底泥污染。现有原位处理技术和异位处理技术两大类，原位处理技术就是将污染底泥移出水体，主要技术就是清淤。原位处理技术是将污染底泥留在原处，采取措施阻隔底泥污染物进入水体，切断内污染源的污染途径。底泥洗脱净化平台是水环境处理和水生态修复必不可少的一部分，它被用来净化底泥，底泥在厌氧条件下产生较多的污染物，净化后的表层底泥可以阻止底内部底泥污染物进入水体，从而达到净化水质，修复水体的目的。
中国发明专利CN202010872099.X公开了“巡航式微/富营养化河湖底泥表层清淤与水质修复装置”，该装置船体沉底式吸泥取水单元和全混合好氧曝气单元以及生化沉淀分离反应单元，对水体进行水处理同时对产生的污泥进行处理。中国发明专利CN202010477378.6公开了一种底泥洗脱水上作业平台，该装置磁选机与污泥压滤装置连通，磁吸附工艺处理能够快速的将洗脱水中污染物移除。中国发明专利CN201910723888.4公开了一种黑臭水体的底泥原位洗脱装置，洗脱底泥时无需使用水泵将污水抽离，而是通过沉降的方式单独取出污泥，因此在整个底泥洗脱的过程中，被清理出来的污泥中含水量少。
上述装置对装置进行了不同程度的改进，但也存在需要改进的地方。比如，底泥洗脱水未能妥善处理，同时产生的泥量巨大，浪费船体空间，未能实时对出水水质进行监测，无法得知净化效果。迫切需要我们探寻一种多功能的水处理平台来解决这些问题。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多仓离心式底泥洗脱净化平台，旨在解决现有底泥洗脱净化平台无法根据地形调整适当的位置和对洗脱后水体进行污染物去除的问题。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种多仓离心式底泥洗脱净化平台，包括能够在水面上移动的平台主体；平台主体上设置有氮污染物削减单元，氮污染物削减单元的进口端通过提升泵活动连接至一个或多个吸泥取水仓体的污水出口；
所述底泥洗脱净化平台还设置有水底可视化单元、智控单元；
所述水底可视化单元包括：升降器、水底照明灯、水下红外摄影仪、防水透明柱体容器、底泥状态红外摄像机、水底声呐地形测绘仪；升降器上端直接或间接的连接在平台主体上，下端连接设置防水透明柱体容器，水透明柱体容器中设置有水底照明灯和水下红外摄影仪，底泥状态红外摄像机安装在吸泥取水仓体上，用于采集处理的底泥分层情况；水底声呐地形测绘仪安装平台主体靠近底侧；
所述水底可视化单元用于在平台的运行过程中提前绘制预处理的底泥地形图和处理的底泥分层情况，并传输给智控单元进行判断，确定机器的启停；
所述吸泥取水仓体包括原位固液分离单元和悬浊液离心抽提单元，原位固液分离单元用于将适当距离的底泥搅拌成固体颗粒和液体的混合物，将底泥中污染物释放到液体中，悬浊液离心抽提单元基于离心机的原理使固体颗粒和含有污染物的水体实现固液初步分离，污水经过提升泵输送至氮污染物削减单元进行处理。
在一些实施例中，所述原位固液分离单元包括：搅拌棒和隔离箱；悬浊液离心抽提单元包括：旋转轴、旋转叶片、输浊管；
隔离箱上下开口，下端用于插入底泥中进行原位采集，隔离箱内部设置有搅拌棒；旋转轴位于隔离箱上端出口处，旋转叶片安装于旋转轴上，用于将隔离箱内部的底泥搅起，释放底泥中的污染物，然后经过旋转叶片离心实现固液初步分离，污水经过输浊管和提升泵输送至氮污染物削减单元进行处理。
进一步的，所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台还包括防护罩、固体颗粒挡板，所述防护罩包围在旋转叶片的外侧，所述固体颗粒挡板位于旋转轴上方、且连接防护罩与输浊管，输浊管下端连接固体颗粒挡板，输浊管上端连接至提升泵的入口。
在一些实施例中，所述氮污染物削减单元包括：厌氧廊道、好氧廊道、储泥槽、叠螺式压泥机、辐流沉淀池、污泥螺杆泵；
辐流沉淀池上设置有生物沸石吸附盘、三角堰、中心传动刮泥机、处理水排放口；所述辐流沉淀池的底部为倒圆锥形结构，生物沸石吸附盘设置在辐流沉淀池上方开口中心位置，三角堰围设在生物沸石吸附盘周围，底部倒圆锥形结构处设置有中心传动刮泥机；
提升泵的出口依次连接至厌氧廊道、好氧廊道经过硝化反硝化处理后，进入生物沸石吸附盘进行吸附沉淀处理，经三角堰汇集处理后水体经处理水排放口收集，杂质污泥被中心传动刮泥机送至出泥口，经管道和污泥螺杆泵输送至叠螺式压泥机处理后存入储泥槽。
进一步的，所述厌氧廊道和好氧廊道均为矩形廊道。好氧廊道下面均匀布置若干曝气喷头，用于输入氧气进行曝气。
所述生物沸石吸附盘为圆盘状，所述三角堰呈环形锯齿状。
在一些实施例中，所述智控单元还包括升降滑杆；所述升降滑杆的底端与原位固液分离单元连接，顶端通过连接件与平台主体上部相连接，通过升降滑杆调节原位固液分离单元的高度。
在一些实施例中，所述智控单元还包括信号传输器，信号传输器安装在升降滑杆的上方。
在一些实施例中，所述智控单元还包括水质监测仪，水质监测仪设置在处理水排放口处，用于监测处理水的污染物变化情况。
有益效果：本发明提供的多仓离心式底泥洗脱净化平台，具有以下优点：
1、平台拥有多个独立的原位固液分离和悬浊液离心抽提的仓体，互不干扰，底泥污染物的释放和去除效率更高。
2、可通过水底可视化单元判断水下地形，设置不同仓体之间的高程位置，解决了现有底泥洗脱净化平台无法根据水底地形精准调整仓体位置的不足。
3、对有污染的水进行更深度的处理，既可以实现颗粒态磷的去除，又可实现水体中氮污染物的削减。
附图说明
图1为本发明实施例的多仓离心式底泥洗脱净化平台的整体图；
图2为本发明实施例中辐流沉淀池的结构示意图；
图3为本发明实施例中吸泥取水仓体（原位固液分离单元及悬浊液离心抽提单元）的结构示意图；
图中： 原位固液分离单元1：防护罩6、搅拌棒7、隔离箱8；水底可视化单元2：升降器9、水底照明灯10、水下红外摄影仪11，防水透明柱体容器12、底泥状态红外摄像机13、水底声呐地形测绘仪14；悬浊液离心抽提单元3：固体颗粒挡板15、旋转轴16、旋转叶片17、输浊管18、提升泵19；氮污染物削减单元4：厌氧廊道20、好氧廊道21、曝气喷头22、储泥槽23、叠螺式压泥机24、三角堰25、生物沸石吸附盘26、中心传动刮泥机27、处理水排放口28、污泥螺杆泵29；智控单元5：信号传输器30、水质监测仪31、升降滑杆32。
具体实施方式
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以还包括不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
一种多仓离心式底泥洗脱净化平台，包括能够在水面上移动的平台主体；平台主体上设置有氮污染物削减单元4，氮污染物削减单元4的进口端通过提升泵19活动连接至一个或多个吸泥取水仓体的污水出口；
所述底泥洗脱净化平台还设置有水底可视化单元2、智控单元5；
所述水底可视化单元2用于在平台的运行过程中提前绘制预处理的底泥地形图和处理的底泥分层情况，并传输给智控单元进行判断，确定机器的启停；
所述吸泥取水仓体包括原位固液分离单元1和悬浊液离心抽提单元3，原位固液分离单元1用于将适当距离的底泥搅拌成固体颗粒和液体的混合物，将底泥中污染物释放到液体中，悬浊液离心抽提单元3基于离心机的原理使固体颗粒和含有污染物的水体实现固液初步分离，污水经过提升泵19输送至氮污染物削减单元4进行处理。
本发明所述的多仓是指原位固液分离单元1和悬浊液离心抽提单元3均有若干个仓体。
在一些实施例中，如图1至图3所示，一种多仓离心式底泥洗脱净化平台，包括原位固液分离单元1、水底可视化单元2、悬浊液离心抽提单元3、氮污染物削减单元4和智控单元5。
所述的原位固液分离单元1在平台尾部，水底可视化单元2的水底声呐地形测绘仪在平台头部，水下红外摄影仪和底泥状态红外摄像机在平台尾部，底泥经过原位固液分离单元1作业之后到悬浊液离心抽提单元3，经过离心的柱心液体会进入氮污染削减单元4处理，在作业中，水底可视化单元会将处理后的底泥表面图片、底泥分层图片和绘制的高程图上传电脑，电脑通过智控单元5操纵升降滑杆进行底泥洗脱。
在一些实施例中，如图1、图3所示，所述水底可视化单元2包括升降器9、水底照明灯10、水下红外摄影仪11、防水透明柱体容器12、底泥状态红外摄像机13、水底声呐地形测绘仪14；升降器9上端直接或间接的连接在平台主体上，下端连接设置防水透明柱体容器12，水透明柱体容器12中设置有水底照明灯10和水下红外摄影仪11，底泥状态红外摄像机13安装在吸泥取水仓体上，用于采集处理的底泥分层情况；水底声呐地形测绘仪14安装平台主体靠近底侧；
所述水底可视化单元2用于在底泥洗脱净化平台的运行过程中提前绘制预处理的底泥地形图和处理的底泥分层情况，传输给智控单元进行判断，确定机器的启停。
升降器9在水底照明灯10的上方，可以升降防水透明柱体容器12，水下红外摄影仪11安装在防水透明柱体容器12的中间侧壁上，底泥状态红外摄像机13放置在隔离箱8的角落，水底声呐地形测绘仪14安装在多仓离心式底泥洗脱净化平台的头部两侧共两个。
在一些实施例中，如图1、图3所示，所述原位固液分离单元1包括防护罩6、搅拌棒7和隔离箱8；所述的原位固液分离单元1用于将适当距离的底泥搅拌成固体颗粒和液体的混合物，将底泥中污染物释放到液体中，方便后续对污染物的处理。所述悬浊液离心抽提单元3包括固体颗粒挡板15、旋转轴16、旋转叶片17、输浊管18、提升泵19；基于离心机的原理使轻质的固体颗粒和含有污染物的水体分开，然后分别处理。隔离箱8可以分隔正在处理的底泥和非正在处理的底泥，避免对可能净化完成的底泥造成污染。防护罩可以避免固体颗粒和有污染物的水进入水中造成水体污染。所述隔离箱8上下开口，下端用于插入底泥中进行原位采集，隔离箱8内部设置有搅拌棒7；所述旋转轴16位于隔离箱8上端出口处，旋转叶片17安装于旋转轴16上，所述防护罩6包围在旋转叶片17的外侧，所述固体颗粒挡板15位于旋转轴16上方、且连接防护罩6与输浊管18，输浊管18下端连接固体颗粒挡板15，输浊管18上端连接至提升泵19的入口。搅拌棒7将隔离箱8内部的底泥搅起，释放底泥中的污染物；然后经过旋转叶片17离心实现固液初步分离，污水经过输浊管18和提升泵19输送至氮污染物削减单元4进行处理。
进一步的，所述防护罩6为圆柱形，搅拌棒7安装在隔离箱8的两侧，每侧各有两个共四个。固体颗粒挡板15为圆环形结构。
在一些实施例中，如图1、图2所示，所述氮污染物削减单元4包括厌氧廊道20、好氧廊道21、曝气喷头22、储泥槽23、叠螺式压泥机24、辐流沉淀池（三角堰25、生物沸石吸附盘26、中心传动刮泥机27、处理水排放口28）、污泥螺杆泵29；
辐流沉淀池上设置有生物沸石吸附盘26、三角堰25、中心传动刮泥机27、处理水排放口28；所述辐流沉淀池的底部为倒圆锥形结构，生物沸石吸附盘26设置在辐流沉淀池上方开口中心位置，三角堰25围设在生物沸石吸附盘26周围，底部倒圆锥形结构处设置有中心传动刮泥机27；提升泵19的出口依次连接至厌氧廊道20、好氧廊道21经过硝化反硝化处理后，进入生物沸石吸附盘26进行吸附沉淀处理，经三角堰25汇集处理后水体经处理水排放口28收集，杂质污泥被中心传动刮泥机27送至出泥口，经管道和污泥螺杆泵29输送至叠螺式压泥机24处理后存入储泥槽23。
三角堰25可使水流辐射平缓的流出，增加杂质沉淀时间。叠螺式压泥机压缩污泥体积，减少产泥量，同时体积较小，可节约平台的空间。
厌氧廊道20和好氧廊道21均为矩形廊道，且在好氧廊道21下面均匀布置若干曝气喷头22，储泥槽23和叠螺式压泥机24在多仓式底泥洗脱净化平台的前部，三角堰25呈环形锯齿状，生物沸石吸附盘26为圆盘状，中心传动刮泥机27位于圆锥形槽的底部，处理水排放口28在船体侧面且靠近净化平台前部的位置。
厌氧廊道进行反硝化过程，好氧廊道进行硝化过程，曝气喷头对水体进行充氧增加水中含氧量，同时也可以使富营养化水进行好氧过程净化水质，生物沸石吸附盘可以吸收水中未能在厌氧廊道和好氧廊道处理而剩余的氨氮。
在一些实施例中，所述智控单元5 还包括信号传输器30、水质监测仪31、升降滑杆32；用于实时监测出水各个污染物含量来判断污染物削减的成效。
所述升降滑杆32的底端与原位固液分离单元1连接，顶端通过连接件与平台主体上部相连接，通过升降滑杆32调节原位固液分离单元1的高度。升降滑杆32应对不同高程底泥进行升降，让不同仓体底泥着陆位置更加精准。所述信号传输器30安装在升降滑杆32的上方，水质监测仪31设置在处理水排放口28处，用于监测处理水的污染物变化情况。
本发明的工作过程如下：多仓离心式底泥洗脱净化平台在行进过程中，水底可视化单元绘制预处理的底泥位置，根据高程变化升降滑杆调制位置使得不同仓体处于合适的位置，被处理区域的底泥被隔离箱分隔，搅拌棒将底泥搅拌使得大颗粒的可以聚集于底部，轻质底泥和悬浮物位于上部；另外，搅拌左右会促进底泥中污染物的释放，达到底泥污染物削减的目的。在旋转叶片的运行下，固体颗粒被离心至边缘随后落下，液体被提升泵抽提至氮污染物削减单元，经过厌氧廊道20和好氧廊道21的硝化反硝化处理，再经过辐流沉淀池中生物沸石吸附盘26的吸附沉淀，三角堰汇集处理后进入水体，杂质污泥被刮泥机送至出泥口，经过污泥螺杆泵进入叠螺式压泥机压缩处理后存入储泥槽，水质测定仪实时监测处理水的污染物变化情况，监测被处理后水体污染物情况，并实时传输电脑。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的保护范围。
Claims (10)
1.一种多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，包括能够在水面上移动的平台主体；平台主体上设置有氮污染物削减单元，氮污染物削减单元的进口端通过提升泵活动连接至一个或多个吸泥取水仓体的污水出口；
所述底泥洗脱净化平台还设置有水底可视化单元、智控单元；
所述水底可视化单元包括：升降器、水底照明灯、水下红外摄影仪、防水透明柱体容器、底泥状态红外摄像机、水底声呐地形测绘仪；升降器上端直接或间接的连接在平台主体上，下端连接设置防水透明柱体容器，水透明柱体容器中设置有水底照明灯和水下红外摄影仪，底泥状态红外摄像机安装在吸泥取水仓体上，用于采集处理的底泥分层情况；水底声呐地形测绘仪安装平台主体靠近底侧；
所述水底可视化单元用于在平台的运行过程中提前绘制预处理的底泥地形图和处理的底泥分层情况，并传输给智控单元进行判断，确定机器的启停；
所述吸泥取水仓体包括原位固液分离单元和悬浊液离心抽提单元，原位固液分离单元用于将适当距离的底泥搅拌成固体颗粒和液体的混合物，将底泥中污染物释放到液体中，悬浊液离心抽提单元基于离心机的原理使固体颗粒和含有污染物的水体实现固液初步分离，污水经过提升泵输送至氮污染物削减单元进行处理。
2.根据权利要求1所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，所述原位固液分离单元包括：搅拌棒和隔离箱；悬浊液离心抽提单元包括：旋转轴、旋转叶片、输浊管；
隔离箱上下开口，下端用于插入底泥中进行原位采集，隔离箱内部设置有搅拌棒；旋转轴位于隔离箱上端出口处，旋转叶片安装于旋转轴上，用于将隔离箱内部的底泥搅起，释放底泥中的污染物，然后经过旋转叶片离心实现固液初步分离，污水经过输浊管和提升泵输送至氮污染物削减单元进行处理。
3.根据权利要求2所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，还包括防护罩、固体颗粒挡板，所述防护罩包围在旋转叶片的外侧，所述固体颗粒挡板位于旋转轴上方、且连接防护罩与输浊管，输浊管下端连接固体颗粒挡板，输浊管上端连接至提升泵的入口。
4.根据权利要求1所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，所述氮污染物削减单元包括：厌氧廊道、好氧廊道、储泥槽、叠螺式压泥机、辐流沉淀池、污泥螺杆泵；
辐流沉淀池上设置有生物沸石吸附盘、三角堰、中心传动刮泥机、处理水排放口；所述辐流沉淀池的底部为倒圆锥形结构，生物沸石吸附盘设置在辐流沉淀池上方开口中心位置，三角堰围设在生物沸石吸附盘周围，底部倒圆锥形结构处设置有中心传动刮泥机；
提升泵的出口依次连接至厌氧廊道、好氧廊道经过硝化反硝化处理后，进入生物沸石吸附盘进行吸附沉淀处理，经三角堰汇集处理后水体经处理水排放口收集，杂质污泥被中心传动刮泥机送至出泥口，经管道和污泥螺杆泵输送至叠螺式压泥机处理后存入储泥槽。
5.根据权利要求4所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，所述厌氧廊道和好氧廊道均为矩形廊道。
6.根据权利要求4所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，所述好氧廊道下面均匀布置若干曝气喷头，用于输入氧气进行曝气。
7.根据权利要求4所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，所述生物沸石吸附盘为圆盘状，所述三角堰呈环形锯齿状。
8.根据权利要求1-7任一项所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，所述智控单元还包括升降滑杆；所述升降滑杆的底端与原位固液分离单元连接，顶端通过连接件与平台主体上部相连接，通过升降滑杆调节原位固液分离单元的高度。
9.根据权利要求8所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，所述智控单元还包括信号传输器，信号传输器安装在升降滑杆的上方。
10.根据权利要求8所述的多仓离心式底泥洗脱净化平台，其特征在于，所述智控单元还包括水质监测仪，水质监测仪设置在处理水排放口处，用于监测处理水的污染物变化情况。
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