CN115286189A - 大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置及方法，装置包括依次连通的疏浚船、处理单元和使用终端，疏浚船与处理单元之间采用运输单元连接，运输单元与疏浚船之间设置泥浆泵提供动力，运输单元设置采用接力泵依次连通的多个，处理单元包括调配系统、监测系统、数据处理和控制系统，装置上还设置有气泵。本发明提出的淤泥管道流动固化处理方法从根本上改变了传统疏浚工程需要先设置大量淤泥堆场，再用固化处理设备搅拌混合处理的模式，节省土地，不存在堆场环境污染问题，具有广泛的适用性；提出了管道内淤泥和固化材料混合装置和方法，精准控制固化剂喷入速度，混合效果较好，重点是管道的分级和判定标准，给出了相应解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及环境治理与固废处理技术领域，更具体的说是涉及大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置及方法。
背景技术
疏浚淤泥以其特殊的形成方式，具有颗粒较细、大孔隙率、高液限、工程性质极差，无法为工程直接利用，有的甚至含有重金属、有机物等污染物。淤泥的产生来源广泛，其中疏浚作业是淤泥最主要的产生方式，其体量巨大。传统大规模处理方式主要为固化处理，即在符合一定条件(污染物、含水率等符合一定条件)的淤泥中掺入固化剂(如水泥、石膏等)，在短时间内迅速提高其工程力学强度，经养护一定时间达到所需承载性能。我国目前固化处理方式主要为堆场预处理，而后进行异位固化或堆场原位固化，这种处理方式往往需要长时间占用堆场，耗费大量时间和空间成本，经济性较差。针对此，现有技术中提出了淤泥管道内固化的手段，如申请号201810020729.3和申请号201010153656.9的技术方案中提出了管道内处理方法，但是，其处理对象(淤泥)均需预先调整含水率至较低的状态，且传输距离有限，并且均需要堆场进行预处理，此外两项现有技术专利中对淤泥状态的调控仅考虑了淤泥的含水率，未考虑到淤泥本身的性质，例如对于砂土和粘土来说，当含水率相同的时候其流动状态有很大区别，因此难以适应不同材质的物料处理。
工业废渣包括但不限于尾矿泥、碱渣、煤矸石、钢渣、高炉矿渣等化工工业、矿业、火力发电等工业生产中制造的工业废渣，其产量大，且传统处理方式(填埋、堆置、抛填等)对环境污染严重，造成了不必要的浪费。
针对上述问题，如何提供一种无需堆场的高效处理装置以及方法是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种不需要堆场预先处理，可在管道中大规模处理淤泥、建筑泥浆以及堆场泥浆的流动固化技术，该方法在输送管道中喷入一定比例的调配功能制剂，将流动浆料和制剂通过一定的管道形状或机械搅拌等方式在一定距离内充分混合，而后直接浇筑在指定区域。这种方法不需要使用堆场，而且能长距离运输流动固化淤泥，大大减少了空间和时间成本，具有极高的经济价值，可以极大程度减少疏浚淤泥堆场的环境污染问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，包括：依次采用运输单元连通的疏浚船、处理单元和使用终端，所述疏浚船与所述处理单元之间采用运输单元连接，所述运输单元与所述疏浚船之间设置有泥浆泵提供动力，所述运输单元包括运输管路，所述运输单元设置有多个，且多个运输单元之间采用接力泵依次连通，所述处理单元包括调配系统、监测系统、数据处理和控制系统，所述装置上还设置有气泵；
所述调配系统包括混合装置，所述混合装置上设置有多个外加剂泵入口，所述外加剂泵入口连通有外加剂喷射泵；
所述监测系统包括设置于所述运输管路上的密度传感器、流量传感器和压力传感器；
所述数据处理和控制系统包括数据采集及计算模块和控制模块，所述密度传感器、流量传感器、压力传感器均与所述数据采集及计算模块连接，所述泥浆泵、外加剂喷射泵、气泵、接力泵均与所述控制模块连接。
优选的，所述疏浚船与所述处理单元之间还设置有淤泥调配系统，所述淤泥调配系统包括与所述控制模块连接的加料装置、加水装置和机械搅拌装置，所述疏浚船与所述淤泥调配系统之间采用管路连接，且管路上设置有与所述数据采集及计算模块连接的密度传感器。
优选的，所述混合装置为蛇形管、气相蛇形管、多级串联W型管、气相多级串联W型管、圆筒立式搅拌混合均化装置、气相圆筒立式搅拌混合均化装置、水力自旋转均化混合装置、气相水力自旋转均化混合装置、气相混合均化管、气动助混扩大管中的一种或多种组合。
进一步的，所述气相蛇形管、所述气相多级串联W型管、所述气相混合均化管上均设置进气口，所述进气口连接有气泵，所述气泵与所述控制模块连接。
进一步的，所述圆筒立式搅拌混合均化装置包括电机、搅拌桶以及设置于所述搅拌桶内与所述电机输出轴连接的搅拌叶，所述外加剂泵入口设置于所述搅拌桶上；所述气相圆筒立式搅拌混合均化装置在所述圆筒立式搅拌混合均化装置基础上增加进气口，所述进气口设置于所述搅拌桶上，所述进气口连接所述气泵。
进一步的，所述水力自旋转均化混合装置包括混合管以及设置于所述混合管中心处的轴，所述轴表面转动布置有叶片，所述外加剂泵入口设置于所述混合管上；所述气相水力自旋转均化混合装置在所述水力自旋转均化混合装置基础上增加进气口，所述进气口设置于所述混合管上，所述进气口连接所述气泵。
进一步的，所述气动助混扩大管包括依次设置的前置输送区、扩大区、后置输送区，所述外加剂泵入口设置于所述扩大区上，所述前置输送区和所述后置输送区上设置有进气口，所述外加剂喷射泵与所述外加剂泵入口连通，所述进气口连接所述气泵。
上述的技术方案中，每种混合装置的进气口横截面积为其连接的混合装置截面面积的1/10～1/6，和混合装置的夹角为5°～90°；外加剂泵入口横截面积为其连接的混合装置截面面积的1/10～1/4，和混合装置的夹角为15°～90°。
本发明还提供了一种采用如上技术方案所述的装置大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理的方法，包括以下步骤：
步骤一：采用疏浚船进行淤泥采挖，以淤泥含水率和液限判断是否需要调配，不合格进入淤泥调配系统，合格淤泥或调配后合格淤泥通过运输管路进入处理单元，数据采集及计算模块采集监测系统信息并依据使用终端的要求进行计算，之后传输至控制模块；
步骤二：控制模块依据数据采集及计算模块的数据控制泥浆泵、外加剂喷射泵，控制入口流量以及进行外加剂的添加以及精确控制添加量；
步骤三：数据采集及计算模块采集监测系统信息判断系统的淤堵以及淤堵程度，反馈至控制模块对泥浆泵、气泵、接力泵进行调整清理淤堵。
优选的，步骤一中含水率合格标准为大于1.5倍液限且小于4倍液限，当大于4倍的液限时，通过加料装置加入工业废渣调配，当小于1.5倍液时，通过加水装置加水调配。
所述的外加剂为固化剂、缓凝剂、减水剂、泵送剂、速凝剂中的一种或多种；其中，固化剂为水泥、石灰、粉煤灰、石膏、碱渣、粒化高炉矿渣等工业废渣，提升废物利用率，且原料来源易得，成本低。
缓凝剂和速凝剂的添加，一般视工程需求选用，当传输距离较长(超过4km)或淤泥初始含水率较低的时候，可以用来改善其流动性能，当浇筑后需要在短时间内迅速获取强度的时候，在流动固化淤泥浇筑时加入速凝剂。
且依据本发明的结构来讲，外加剂的添加方式均为多点喷射式添加。
优选的，步骤三中所述的淤堵程度判断以及对应解决方案如下：
数据采集及计算模块通过采集的数据信息计算管道内物料的实时密度、流量、压力、流速和粘度，通过管道中流速和/或压力判断淤堵，反馈至控制模块，启动接力泵或增加接力泵、泥浆泵功率以及启动气泵，如淤堵无改善则停止运行人工清理淤堵。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置及方法，具有如下有益效果：
本发明提出一套不需要堆场预先处理，在管道中大规模处理淤泥的流动固化技术，该方法在淤泥输送管道中喷入一定比例的固化剂、缓凝剂、速凝剂等，将淤泥和固化剂通过一定的管道形状或机械搅拌等方式在一定距离内充分混合，而后直接浇筑在指定区域。这种方法不需要使用堆场，而且能长距离运输流动固化淤泥，大大减少了空间和时间成本，具有极高的经济价值，可以极大程度减少疏浚淤泥堆场的环境污染问题。本发明可调配不符合管道流动固化淤泥施工工艺的疏浚淤泥含水率，调配过程是实时进行，不需要堆场等场地，调配过后的淤泥可以直接进行后续的管道流动固化工艺。本发明提出的淤泥管道流动固化处理方法从根本上改变了传统疏浚工程需要先设置大量淤泥堆场，再用固化处理设备搅拌混合处理，节省了大量淤泥堆土地，不存在堆场环境污染问题，具有广泛的适用性；创造性提出了管道内淤泥和固化材料混合装置和方法，精准控制固化剂喷入速度，混合效果较好，重点提出了管道的分级和判定标准，给出了相应解决方案。能量的损耗以及时间成本得到了降低，同时解决了堆场的环境污染问题，本发明提供的淤泥和固化剂管道混合方法思路明确，具有广泛的适用性，利用流动的湍流效果将淤泥和固化剂混合均匀，重要的是本发明的技术方案中考虑了浆料的液限问题，其不仅仅适用于淤泥疏浚的处理，还可以进行建筑浆料等的运输及处理，应用范围广。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的整体结构图；
图3为本发明的蛇形管结构图；
图4为本发明的气相蛇形管结构图；
图5为本发明的多级串联W管结构图；
图6为本发明的气相多级串联W管结构图；
图7为本发明的圆筒立式搅拌混合均化装置结构图；
图8为本发明的气相圆筒立式搅拌混合均化装置结构图；
图9为本发明的水力自旋转均化混合装置结构图；
图10为本发明的气相水力自旋转均化混合装置结构图；
图11为本发明的气相混合均化管结构图；
图12为本发明的气动助混扩大管结构图；
图13为本发明的数据传输及控制图；
图14为本发明外加剂添加量的控制示意图；
图15为本发明淤堵检测系统流程图；
图16为本发明淤堵严重程度及其对应颜色；
图17为本发明多点位喷射口布置图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例对本发明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。
如附图1所述，大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，包括：依次采用运输单元连通的疏浚船1、处理单元和使用终端，所述疏浚船1与所述处理单元之间采用运输单元连接，所述运输单元与所述疏浚船1之间设置有泥浆泵2提供动力，所述运输单元包括运输管路3，所述运输单元设置有多个，且多个运输单元之间采用接力泵4依次连通，所述处理单元包括调配系统、监测系统、数据处理和控制系统，所述装置上还设置有气泵5；
所述调配系统包括混合装置6，所述混合装置6上设置有多个外加剂泵入口61，所述外加剂泵入口61连通有外加剂喷射泵7；
所述监测系统包括设置于所述运输管路上的密度传感器8、流量传感器9和压力传感器10；
所述数据处理和控制系统包括数据采集及计算模块和控制模块，所述密度传感器8、流量传感器9、压力传感器10均与所述数据采集及计算模块连接，所述泥浆泵2、外加剂喷射泵7、气泵5、接力泵4均与所述控制模块连接。
上述技术方案中，密度传感器，可使用的管道液体密度传感器主要有电容式、超声波式、音叉式、谐振式、射线式和振动管式液体密度传感器，精度在±1kg/m3即可。压力传感器、流量传感器使用市场上常用传感器即可，精度在±1Pa和±1m3/s即可。
如附图2所示，在一些具体的技术方案中，所述疏浚船1与所述处理单元之间还设置有淤泥调配系统11，所述淤泥调配系统11包括与所述控制模块连接的加料装置12、加水装置13和机械搅拌装置14，所述疏浚船1与所述淤泥调配系统11之间采用管路连接，且管路上设置有与所述数据采集及计算模块连接的密度传感器8。
如附图3-12所示，在一些具体的技术方案中，所述混合装置为蛇形管、气相蛇形管、多级串联W型管、气相多级串联W型管、圆筒立式搅拌混合均化装置、气相圆筒立式搅拌混合均化装置、水力自旋转均化混合装置、气相水力自旋转均化混合装置、气相混合均化管、气动助混扩大管中的一种或多种组合；其中，所述气相蛇形管、所述气相多级串联W型管、所述气相混合均化管上均设置进气口，所述进气口连接气泵；
蛇形管主要是一段曲折程度较大的连续弯管，浆料在蛇形管流动过程中由于流动方向和管道不相一致而产生湍流作用，而湍流具有的强烈掺混作用是将淤泥和添加剂混合均匀的主要原理。经前期试验表明，蛇形管混合工艺在运输距离为200-300m的时候可充分混合均匀；气相混合均化管中气压推送淤泥和添加剂在管道中一起输送，在输送过程中促进添加剂和淤泥充分混合，该方法经试验证明气压在400-800kPa的且运输距离为150-200m时候能达到很好的混合效果；
多级串联w管有两股管组成，一段较长，一段则按照原有路线延伸，这样的设计方式可以将浆料流量分为两个部分，较长管道中的流速较慢，较短管道中流速则较快，一快一慢的两个流体相遇时也会进一步加强湍流强度，继而促进淤泥和添加剂的混合；
所述圆筒立式搅拌混合均化装置包括电机15、搅拌桶16以及设置于所述搅拌桶16内与所述电机15输出轴连接的搅拌叶17，所述外加剂泵入口设置于所述搅拌桶16上；所述气相圆筒立式搅拌混合均化装置在所述圆筒立式搅拌混合均化装置基础上增加进气口，所述进气口设置于所述搅拌桶16上，所述进气口连接气泵；需要注意的是，中间搅拌叶17可以是分段搅拌，筒若是立式或倾斜，高度不宜过高，造成泥浆泵为克服浆料重力作用而损失的动力。
所述水力自旋转均化混合装置包括混合管18以及设置于所述混合管18中心处的轴19，所述轴19表面转动布置有叶片20，所述外加剂泵入口设置于所述混合管18上；所述气相水力自旋转均化混合装置在所述水力自旋转均化混合装置基础上增加进气口，所述进气口设置于所述混合管上，所述进气口连接气泵；在浆料流动同时，浆料带动叶片20旋转，浆料同时也受到叶片20转动的影响，而产生更强的湍流强度，进一步促进淤泥和添加剂的混合均匀；
所述气动助混扩大管包括依次设置的前置输送区21、扩大区22、后置输送区23，所述外加剂泵入口设置于所述扩大区22上，所述前置输送区21和所述后置输送区23上设置有进气口，所述外加剂喷射泵与所述外加剂泵入口连通，所述进气口连接气泵，管道在中间有一段突然增大的区域，在扩大管之前泵入气压，在扩大管中喷入固化剂，在扩大管结束后，可根据需求设置气压入口。
上述的每种混合装置的进气口横截面积为其连接的混合装置截面面积的1/10～1/6，和混合装置的夹角为5°～90°；外加剂泵入口横截面积为其连接的混合装置截面面积的1/10～1/4，和混合装置的夹角为15°～90°。
如上技术方案所述的装置进行无堆场式长距离一体化清淤疏浚的原理以及具体的方法如下：
步骤一：采用疏浚船进行淤泥采挖，以淤泥含水率和液限判断是否需要调配，不合格进入淤泥调配系统，合格淤泥或调配后合格淤泥通过运输管路进入处理单元，数据采集及计算模块采集监测系统信息并依据使用终端的要求进行计算，之后传输至控制模块；
其中，含水率和液限合格标准为大于1.5倍液限且小于4倍液限，当大于4倍的液限时，通过加料装置加入工业废渣调配，当小于1.5倍液时，通过加水装置加水调配；液限指的是疏浚淤泥的液限，其指标按照《土工试验规范GB/T 50123-2019》相关规程测试，此外还需测量本次疏浚淤泥的比重Gs(对于某一区域的淤泥来说，其比重变化幅度较小，可以认为是常数)，密度传感器得到刚疏浚得到的泥浆密度为ρ0(kg/m3)，假设目标含水率为w，水密度为ρ水(kg/m3)，则：
当需要加水时，对于每1m3的疏浚淤泥，加水量Δm水为
当需要加料时，假设添加料的含水率为wa，密度为ρa则，对于每1m3的疏浚淤泥，需加料
步骤二：控制模块依据数据采集及计算模块的数据控制泥浆泵、外加剂喷射泵，控制入口流量以及进行外加剂的添加以及精确控制添加量；
所述的外加剂为固化剂、缓凝剂、减水剂、泵送剂、速凝剂中的一种或多种。
上述的计算量具体如下：
外加剂的加入量需要结合室内流动度试验、流变试验以及室内UCS(UnconfinedCompressive Strength:无侧限抗压试验)或者三轴剪切试验(triaxialcompressiontest)。室内流动度试验需要满足流动度大于160mm，UCS或者三轴剪切试验需满足设计力学强度指标。根据室内试验得到的设计最优外加剂掺量，将外加剂调配成液态，经监控系统实时控制外加剂的量。
根据室内试验确定得到某种添加剂(固化剂、速凝剂、缓凝剂等)掺量为qadditive(kg/m3)，如图14所示，在管道监测点1和管道监测点2均安装了压力传感器和流量传感器，管道截面面积为Ac(m2)，管道截面1流量为Q1压力为p1平均流速为Vavg1，管道截面2流量为Q2压力为p2平均流速为Vavg2。对某种添加剂(固化剂、速凝剂、缓凝剂等)已知掺量为qadditive，密度为ρcement，则对应监测点1来说，固化剂掺入质量速率为qadditive·Q1(kg/s)，体积速率为qadditive·Q1/ρcement(m3/s)。
上述的添加均采用多点喷射式添加，喷射口3-8个均可，喷射口排列方式如附图17所示，可以是错位并排排列，错位排列(a)相邻喷射口的间距为3-6倍管道直径为宜，并排排列(b)相邻喷射口的间距为2-4倍管道直径为宜，也可以是同断面排列(c)，流动方向前后断面间距为2-4倍管道直径为宜。
步骤三：数据采集及计算模块采集监测系统信息判断系统的淤堵以及淤堵程度，反馈至控制模块对泥浆泵、气泵、接力泵进行调整清理淤堵；
如附图13所示，淤堵程度判断以及对应解决方案如下：
数据采集及计算模块通过采集的数据信息计算管道内物料的实时密度、流量、压力、流速和粘度，通过管道中流速和/或压力判断淤堵，反馈至控制模块，启动接力泵或增加接力泵、泥浆泵功率以及启动气泵，如淤堵无改善则停止运行人工清理淤堵；
根据流体动力学相关理论(纳维-斯托克斯方程，伯努利原理)，管道内浆体流动由于重力、粘性、管壁摩擦等的影响，沿流动方向的流体压力会降低，当这个压力降低到一定值的时候，就会产生淤堵。压降和流速、管道几何特征等均有一定关系。经理论研究可得到压降、流速、流量、粘度之间的关系如式1～4所示：
压降计算Δp(Pa)Δp＝p2-p1 式1；
截面平均流速Vavg(m/s)
体积流量Q(m3/s)
动力粘度μ(Pa·s)
其中，
由于压降和体积流量相结合的方式可以实时计算出截面的平均流速，因此由次可以设定一个淤堵判定程序，即若截面平均流速Vavg＜0.1m/s，或Δp/p1＞0.8(两个条件满足一个即可)判定管道中流动固化淤泥发生了淤堵；
实时监测流动固化管道中的压力、流量、混合均匀性。以判别管道中流动固化淤泥输运状态。在直径为D、长度为L、截面积为Ac的运输管道内：压力传感器实时监测管道中浆体压力，通过多个压力传感器判断管道压降(式1)；流量传感器实时监测管道中截面体积流量的变化，并由此计算界面平均流速(联合式1、式2、式3、式4)。
其工作逻辑如图13和图15所示，管道中压力、流速、流量等指标是处于不断变化的状态中的，因此需要根据实时运动状态指标(压力、流速、流量)，精准控制各个添加剂(固化剂、速凝剂、缓凝剂)的加入量以及加入速率；
对于淤堵的判断以及处理措施：淤堵分为四个档次，如图16所示，第一档，管道中未发生淤堵现象；第二档，管道中流速或者压降达到某一程度，则启动接力泵或增加泥浆泵功率，使得管道中泥浆流速/压降/流量保持在第一档；第三档，管道中局部发生淤堵现象(一般发生在管道末端)，此时启动接力泵或增大接力泵功率，若淤堵现象仍较为严重，则启动气泵，使得管道中泥浆流速/压降/流量保持在第一/二档；第四档，淤堵现象发生在管道1/4以上的区域，且所有泥浆泵、接力泵和气泵均已达到最大功率，则应人工进行排查，手动清理淤堵。
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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。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.大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，其特征在于，包括：依次采用运输单元连通的疏浚船、处理单元和使用终端，所述疏浚船与所述处理单元之间采用运输单元连接，所述运输单元与所述疏浚船之间设置有泥浆泵提供动力，所述运输单元包括运输管路，所述运输单元设置有多个，且多个运输单元之间采用接力泵依次连通，所述处理单元包括调配系统、监测系统、数据处理和控制系统，所述装置上还设置有气泵；
所述调配系统包括混合装置，所述混合装置上设置有多个外加剂泵入口，所述外加剂泵入口连通有外加剂喷射泵；
所述监测系统包括设置于所述运输管路上的密度传感器、流量传感器和压力传感器；
所述数据处理和控制系统包括数据采集及计算模块和控制模块，所述密度传感器、流量传感器、压力传感器均与所述数据采集及计算模块连接，所述泥浆泵、外加剂喷射泵、气泵、接力泵均与所述控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，其特征在于，所述疏浚船与所述处理单元之间还设置有淤泥调配系统，所述淤泥调配系统包括与所述控制模块连接的加料装置、加水装置和机械搅拌装置，所述疏浚船与所述淤泥调配系统之间采用管路连接，且管路上设置有与所述数据采集及计算模块连接的密度传感器。
3.根据权利要求1所述的大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，其特征在于，所述混合装置为蛇形管、气相蛇形管、多级串联W型管、气相多级串联W型管、圆筒立式搅拌混合均化装置、气相圆筒立式搅拌混合均化装置、水力自旋转均化混合装置、气相水力自旋转均化混合装置、气相混合均化管、气动助混扩大管中的一种或多种组合。
4.根据权利要求3所述的大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，其特征在于，所述气相蛇形管、所述气相多级串联W型管、所述气相混合均化管上均设置进气口，所述进气口连接有气泵，所述气泵与所述控制模块连接。
5.根据权利要求3所述的大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，其特征在于，所述圆筒立式搅拌混合均化装置包括电机、搅拌桶以及设置于所述搅拌桶内与所述电机输出轴连接的搅拌叶，所述外加剂泵入口设置于所述搅拌桶上；所述气相圆筒立式搅拌混合均化装置在所述圆筒立式搅拌混合均化装置基础上增加进气口，所述进气口设置于所述搅拌桶上，所述进气口连接所述气泵。
6.根据权利要求3所述的大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，其特征在于，所述水力自旋转均化混合装置包括混合管以及设置于所述混合管中心处的轴，所述轴表面转动布置有叶片，所述外加剂泵入口设置于所述混合管上；所述气相水力自旋转均化混合装置在所述水力自旋转均化混合装置基础上增加进气口，所述进气口设置于所述混合管上，所述进气口连接所述气泵。
7.根据权利要求3所述的大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理装置，其特征在于，所述气动助混扩大管包括依次设置的前置输送区、扩大区、后置输送区，所述外加剂泵入口设置于所述扩大区上，所述前置输送区和所述后置输送区上设置有进气口，所述外加剂喷射泵与所述外加剂泵入口连通，所述进气口连接所述气泵。
8.一种采用权利要求1-7任一项所述的装置进行大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：采用疏浚船进行淤泥采挖，以淤泥含水率及液限判断是否需要调配，不合格进入淤泥调配系统，合格淤泥或调配后合格淤泥通过运输管路进入处理单元，数据采集及计算模块采集监测系统信息并依据使用终端的要求进行计算，之后传输至控制模块；
步骤二：控制模块依据数据采集及计算模块的数据控制泥浆泵、外加剂喷射泵，控制入口流量以及进行外加剂的添加以及精确控制添加量；
步骤三：数据采集及计算模块采集监测系统信息判断系统的淤堵以及淤堵程度，反馈至控制模块对泥浆泵、气泵、接力泵进行调整清理淤堵。
9.根据权利要求8所述的大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理方法，其特征在于，步骤一中含水率合格标准为大于1.5倍液限且小于4倍液限，当大于4倍的液限时，通过加料装置加入工业废渣调配，当小于1.5倍液限时，通过加水装置加水调配。
10.根据权利要求8所述的大规模疏浚淤泥无堆场式管道流动固化处理方法，其特征在于，步骤三中所述的淤堵程度判断以及对应解决方案如下：
数据采集及计算模块通过采集的数据信息计算管道内物料的实时密度、流量、压力、流速和粘度，通过管道中流速和/或压力判断淤堵，反馈至控制模块，启动接力泵或增加接力泵、泥浆泵功率以及启动气泵，如淤堵无改善则停止运行人工清理淤堵。
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