CN203960024U - 一种环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，输入管路经过格栅单元连通一级沉淀单元，一级沉淀单元通过溢流堰连通二级沉淀单元，二级沉淀单元经过溢流堰连通第一调质单元，第一调质单元经过第一加药单元进入三级沉淀单元，在三级沉淀单元内的上层余水经滗水器连接余水净化单元，底部的沉降泥浆经三级沉淀单元底部的泥浆泵连接机械脱水单元。本系统结合疏浚工程实际情况和国内外疏浚底泥的干化工艺，集底泥脱水、干化、泥沙分级、余水处理等一系列的功能于一体，具有占地少、处理规模大、环境污染小、工期短、经济效益高等特点，有效解决传统疏浚堆场的困境。

Description

一种环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统

技术领域

本实用新型属于内陆河湖疏浚工程领域，涉及疏浚底泥干化处理技术，尤其是一种环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统。

背景技术

我国河湖环保疏浚工程中，需要环保疏浚的湖泊往往位于城市的重点地区，湖泊周边可以用于疏浚施工的土地越来越少，导致疏浚后污染底泥堆场征地困难，大幅度增加了湖泊水环境的治理难度和成本。至今，几乎所有城市水体的环保疏浚项目都不同程度受到了堆场问题的困扰和制约。因此，如何摆脱传统疏浚堆场所带来的困境，如何通过技术创新来减少堆场占地、缩短疏浚底泥干化周期，并通过底泥干化达到减量的目的，已经成为水环境治理领域亟待解决的技术难题。

目前，国内外促进底泥干化的主要技术有：堆载(真空)预压法、土工管袋脱水技术、机械脱水法、堆场主动排水法以及一体化干化技术等。

1、堆载(真空)预压法优缺点

堆载(真空)预压法是通过抽真空产生负压、在地基表面荷载或两种方法联合作用下使土体向内收缩变形，软土产生固结，其优点是地基不会因填土速率快而出现稳定性问题，可控性较好，地基土沉降比较均匀，处理深度主要受真空度、堆载荷载大小及排水板长度影响。堆载预压法的主要缺点是工期相对较慢，土体会产生部分侧向变形，需要堆载土源。真空预压法的主要缺点是技术要求复杂，受到抽真空效果的影响，土体沉降速率不稳定，且最大真空度仅能达到80kPa，处理深度一般不大于8m。堆载(真空)预压法适用于大面积陆域的软基处理，例如，需要快速堆填的路基处理，以及填海中陆域形成时采用。

2、土工管袋脱水法优缺点

利用土工管袋的材质编织形成的等效孔径具有的过滤结构和袋内液体压力两个动力因素，通过添加净水药剂促进泥水分离，使水渗出管袋外，底泥存留在管袋内。其优点是无需大型设备及厂房投资，施工便利，其缺点是对于非砂质底泥(内陆河湖疏浚底泥和市政淤泥大多属于非砂质泥浆)可能会出现“泥浆芯”，即靠近管袋的泥浆脱水后已经变硬，但管袋中心部分仍呈现泥浆状态。

3、堆场主动排水法优缺点

在底泥堆场排水方法的基础上，通过排水设施，在外动力作用下的一种疏浚底泥干化技术，其优点是底泥干化周期较传统堆场底泥干化周期短，施工费用低廉，缺点是施工较麻烦，适于大面积底泥堆场应用。为实现快速脱水，应在脱水之前对底泥进行预处理，通过调整泥浆固液结构，如添加改良剂等可使堆场底泥快速脱水干化。

但根据我国进行的滇池、巢湖、太湖等大型湖泊的环保疏浚，其底泥大多采用堆场存放、自然干化的方法，但其中沉降性能差的底泥，存放一两年后，表面虽然干化，内部结构仍然呈现水性胶状。

4、一体化底泥固化技术优缺点

一体化底泥固化技术，有别于单纯的物理脱水技术，指疏浚底泥经管道输送至排泥堆场，加入药剂，进行集中干化处理的技术，是目前比较成熟的一体化机械脱水固化技术。一体化固化技术主要采用化学固化技术，通过向底泥中添加固化材料(水泥、生石灰等)，使得松软无强度的底泥变成具备一定力学性能的固化土。由于将大量化学固化剂引入底泥中，从分子结构上改变了土壤颗粒的物性，其不足是处理后的底泥仅可用作工程土，且该技术方案产生的余水pH偏碱性，需用大量酸性物质，如盐酸中和，存在二次污染。因此，究于此，目前该技术在环保领域颇有争议。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种设计科学合理、占地少、处理规模大、环境污染小、工期短、经济效益高，便于清理、循环使用的环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统。

本实用新型实现目的的技术方案是：

一种环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，包括输入管路、格栅单元、一级沉淀单元、二级沉淀单元、第一调质单元、第一加药单元、三级沉淀单元、余水净化单元、第二加药单元、第二调质单元及机械脱水单元，输入管路经过格栅单元连通一级沉淀单元，一级沉淀单元通过溢流堰连通二级沉淀单元，二级沉淀单元经过溢流堰连通第一调质单元，第一调质单元经过第一加药单元进入三级沉淀单元，在三级沉淀单元内的上层余水经滗水器连接余水净化单元，底部的沉降泥浆经三级沉淀单元底部的泥浆泵连接机械脱水单元。

而且，所述三级沉淀单元为并排的两个，其底部的泥浆泵通过第二加药单元并经第二调质单元连通机械脱水单元。

而且，所述格栅单元的格栅齿间距1.8-2.2cm。

而且，所述的两个调质单元均采用机械搅拌对输送泥浆进行调质均化，两个调质单元的底部均配备泥浆泵，两个调质单元的底部呈梯形结构，地基承受荷载45kpa，地基防止渗水。

而且，所述一级沉淀单元采用钢筋混凝土结构，池壁和池底板需能抵抗住至少13KPa的冲击力，地基承受荷载35kpa，地基防止渗水，一级沉淀单元上安装有防扰动水泥挡板；二级沉淀单元的进口和出口设计为混凝土结构，主体为土体围堰，地基承受荷载40kpa，地基防止渗水，围堰防止坍塌，二级沉淀单元进出口设置溢流堰；三级沉淀单元的主体为土体围堰，地基承受荷载45kpa，地基防止渗水，围堰防止坍塌，底部为斜坡设计，坡度为10％；上端安装滗水器，池底部安装泥浆泵。

而且，所述余水净化单元内从下到上依次铺设多层过滤层，包括砾石层、砂石层、粉煤灰、土工布过滤层，底部开设排水口，余水经导水槽进行余水排放。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本系统将格栅单元、加药单元、调质单元、沉淀单元、机械脱水单元、余水净化单元及余水排放单元有机组成一套连续化底泥脱水处理系统，兼具泥浆的粗处理、化学及物理处理、机械处理泥浆的功能，能规模化处理泥浆，是一套大型化、连续化的处理装置。

2、本系统用地面积小，以处理10万m³水下方疏浚底泥工程量计算，用地面积仅需15亩(当处理量为20万m³时，用地增至16亩)，用时约80天即可完成处理，且干化底泥含水率低于50％，体积可以压缩至原有的1/4～1/5，达到运输要求，大大缩短了疏浚堆场底泥干化时间，有效解决堆场底泥脱水占地面积大的不足。

3、本系统在对底泥脱水处理的同时，还可对余水进行净化处理，产生的余水可达标排放，余水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。

4、本系统结合疏浚工程实际情况和国内外疏浚堆场底泥的干化工艺，集底泥脱水、干化、泥沙分级、余水处理等一系列的功能于一体，具有处理规模大、占地少、环境污染小、工期短、经济效益高等特点，可有效解决传统疏浚堆场存在的技术难题。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2的余水净化单元的结构剖视放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细叙述本实用新型的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，包括输入管路1、格栅单元2、一级沉淀单元3、二级沉淀单元5、第一调质单元7、第一加药单元9、三级沉淀单元10、余水净化单元16、第二加药单元12、第二调质单元13及机械脱水单元14，输入管路经过格栅单元连通一级沉淀单元，一级沉淀单元通过溢流堰4连通二级沉淀单元，二级沉淀单元经过溢流堰(没有标号)连通第一调质单元，第一调质单元经过第一加药单元进入三级沉淀单元，在三级沉淀单元内的上层余水经滗水器11连接余水净化单元，底部的沉降泥浆经三级沉淀单元底部的泥浆泵15连接机械脱水单元。

所述三级沉淀单元为并排的两个，其底部的泥浆泵通过第二加药单元并经第二调质单元连通机械脱水单元。

下面分别叙述各个单元的结构：

1、输入单元由输入管路输送高含水率疏浚泥浆，经格栅单元至一级沉淀单元，泥浆经格栅单元将碎石、砖块、漂浮等沉淀、杂物拦截，格栅齿间距1.8-2.2cm。

2、第一调质单元及第二调质单元均采用机械搅拌6对输送泥浆进行调质均化，使泥浆性质均匀；两个调质单元的底部均配备泥浆泵8，以实现泵送调质泥浆进入下一个单元。两个调质单元的底部呈梯形结构，采用钢筋混凝土结构，地基承受荷载45kpa，地基防止渗水，围堰防止坍塌。

3、第一加药单元及第二加药单元为在线加药模式，由配料、贮料、静态管路混合及在线加药等四个部分构成，因属现有技术，因此没有给出具体的结构。

4、沉淀单元为三级，分别为一级沉淀单元、二级沉淀单元和三级沉淀单元。其中，一级沉淀单元采用钢筋混凝土结构，池壁和池底板需能抵抗住约13KPa的冲击力，地基承受荷载35kpa，地基防止渗水，一级沉淀单元上安装有防扰动水泥挡板；二级沉淀单元的进口和出口设计为混凝土结构，主体为土体围堰，地基承受荷载40kpa，地基防止渗水，围堰防止坍塌，二级沉淀单元进出口设置溢流堰，溢流泥浆进入第一调质单元；三级沉淀单元设计为并排的两个，实现交替使用，可调节前后工序流量匹配，其主体为土体围堰，地基承受荷载45kpa，地基防止渗水，围堰防止坍塌；底部为斜坡设计，坡度为10％；上端安装滗水器11，余水通过滗水器进入余水净化单元，池底部安装泥浆泵，将沉淀泥浆泵送进入第二加药单元。

5、机械脱水单元由进料系统、机械脱水设备、脱水干泥输送和滤水收集排放系统等四个部分构成，所用的机械脱水设备可根据底泥物理化学性质选用板框压滤机、带式真空抽滤机、卧螺离心机和叠螺离心机等脱水设备，因属现有技术，因此没有给出具体的结构。

6、余水净化单元的截面剖视放大结构参见图3，其内从下到上依次铺设多层过滤层，包括砾石层20、砂石层19、粉煤灰18、土工布17等过滤层，底部开设排水口，余水经导水槽进行余水排放。

本实用新型的工作原理是：

由输入管路输送的泥浆含水率大约85-95％左右，经过栏栅单元进行初步过滤和筛选，将大块的杂物先分离出来并处理；泥浆进入带有防扰动抗冲刷装置(即防扰动水泥挡板)的一级沉淀单元，颗粒较大的粗砂粒将被沉降，溢流泥浆经溢流堰进入二级沉淀单元；泥浆进入二级沉淀单元，颗粒大于40微米的沙粒将被沉降，溢流泥浆经溢流堰进入第一调质单元；第一调质单元通过机械搅拌将泥浆混合均匀后经底部泥浆泵将泥浆打入第一加药单元；第一加药单元通过紊流管路线性加药，经过扰动紊流管路实现药物和泥浆在管路内充分混合，加药泥浆进入三级沉淀单元；随着泥浆的持续打入，注满三级沉淀单元，加药泥浆自然沉降实现泥水分离，上端余水经顶部的滗水器进入余水净化池；沉降泥浆经三级沉淀单元底部的泥浆泵进入机械脱水单元；泥浆进入机械脱水单元经脱水处理，当脱水后底泥含水率达到工程要求(通常低于50％)，通过输送单元进入堆场，外运或进行有益利用，产生的余水，如达标直接进入余水排放单元，如不达标，进入余水净化池，进一步处理。余水净化池中铺设土工布、粉煤灰、粗砂、细砂、砾石等过滤层，可对余水进行过滤，过滤余水经导水槽进入余水排放单元。

本实施例未详细叙述的部件为现有技术。

本实用新型可实现疏浚底泥短流程高效快速脱水，可将初始含水率约95％的环保疏浚污染底泥经处理后，其含水率达到低于50％，达到运输要求，余水达标《污水综合排放标准GB8978-1996》，完美解决了现有技术存在的技术难题。

以下通过处理10万m3水下方疏浚底泥工程量的计算，简要说明本实用新型的技术优势，如采用传统的堆场(平均深度6m)处理技术，则至少需要施工用地100亩以上(当处理量为20万m3时，用地增至200余亩)，用时2.5-3年，且干化底泥的含水率达不到运送要求；如采用本实用新型，施工用地面积仅需15亩(当处理量为20万m3时，用地增至16亩)，用时约80天即可完成处理，且干化底泥的含水率低于50％，达到运送要求。

Claims (6)

1.一种环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，包括输入管路、格栅单元、一级沉淀单元、二级沉淀单元、第一调质单元、第一加药单元、三级沉淀单元、余水净化单元、第二加药单元、第二调质单元及机械脱水单元，输入管路经过格栅单元连通一级沉淀单元，一级沉淀单元通过溢流堰连通二级沉淀单元，二级沉淀单元经过溢流堰连通第一调质单元，第一调质单元经过第一加药单元进入三级沉淀单元，在三级沉淀单元内的上层余水经滗水器连接余水净化单元，底部的沉降泥浆经三级沉淀单元底部的泥浆泵连接机械脱水单元。

2.根据权利要求1所述的环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，其特征在于：所述三级沉淀单元为并排的两个，其底部的泥浆泵通过第二加药单元并经第二调质单元连通机械脱水单元。

3.根据权利要求1所述的环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，其特征在于：所述格栅单元的格栅齿间距1.8-2.2cm。

4.根据权利要求1所述的环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，其特征在于：所述的两个调质单元均采用机械搅拌对输送泥浆进行调质均化，两个调质单元的底部均配备泥浆泵，两个调质单元的底部呈梯形结构，地基承受荷载45kpa，地基防止渗水。

5.根据权利要求1所述的环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，其特征在于：所述一级沉淀单元采用钢筋混凝土结构，池壁和池底板需能抵抗住至少13KPa的冲击力，地基承受荷载35kpa，地基防止渗水，一级沉淀单元上安装有防扰动水泥挡板；二级沉淀单元的进口和出口设计为混凝土结构，主体为土体围堰，地基承受荷载40kpa，地基防止渗水，围堰防止坍塌，二级沉淀单元进出口设置溢流堰；三级沉淀单元的主体为土体围堰，地基承受荷载45kpa，地基防止渗水，围堰防止坍塌，底部为斜坡设计，坡度为10％；上端安装滗水器，池底部安装泥浆泵。

6.根据权利要求1所述的环保疏浚底泥一体化机械深度干化系统，其特征在于：所述余水净化单元内从下到上依次铺设多层过滤层，包括砾石层、砂石层、粉煤灰、土工布过滤层，底部开设排水口，余水经导水槽进行余水排放。