一种河湖淤泥处理装置及方法与流程

本发明涉及流域治理技术领域，尤其涉及一种河湖淤泥处理装置及方法。

背景技术：

随着中国城镇化的迅速发展，大量黑臭河湖急需治理。黑臭河湖治理的根本在于淤泥治理。河湖淤泥具有高亲水、高含水、高有机质含量、低渗透、体量大、含有不同程度污染物和垃圾杂物等特点，导致在工程中处理处置难度大，且容易发生二次污染。因此，如何对河湖淤泥进行规范系统处理处置是目前面临的黑臭水治理修复与富营养化控制的关键难题。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题提出一种河湖淤泥处理装置及方法。

为了达到此目的，本发明采用以下技术方案。

一种河湖淤泥处理装置，包括绞吸船、大振筛和泥浆脱水机构；

所述绞吸船与大振筛的进料端通过管道相连；所述大振筛的出料端下方为淤泥池，所述淤泥池中的管道与泥浆脱水机构连接，连接淤泥池和泥浆脱水机构的管道上设置有立式抽浆泵；

所述泥浆脱水机构包括泥浆分砂机、全自动搅拌装置、动态混合器、洗砂机、絮凝罐、压滤机和柱塞泵；

所述泥浆分砂机的进料端与淤泥池的管道连接；所述泥浆分砂机的出砂口与所述洗砂机的进料端连通；所述泥浆分砂机出料端通过管道连接于动态混合器；所述全自动搅拌装置设于动态混合器的一侧，所述全自动搅拌装置与动态混合器通过管道连接；所述全自动搅拌装置的一侧设有絮凝罐、柱塞泵和压滤机，动态混合器的出料端与絮凝罐连接；絮凝罐与柱塞泵入料口连接，柱塞泵出料口与压滤机入料口连接；所述絮凝罐可采用絮凝池代替。

进一步地，所述绞吸船包括船体、驱动机构和绞吸机构；

更进一步地，所述船体包括泥舱和生活区，所述生活区设于船体的甲板上，所述泥舱设于船体的内部，所述泥舱内设有连接大振筛的管道；

更进一步地，所述驱动机构设于船体的上部，所述驱动机构包括卷扬机、钢丝绳、吊架和泵站；

所述卷扬机设于生活区的一侧，所述卷扬机设有卷筒，所述钢丝绳的一端环绕固定于卷筒，所述吊架设于船体上部的远离生活区的一端，所述吊架的顶端设有滑轮，滑轮设有凹槽，所述钢丝绳的另一端穿过滑轮上的凹槽并连接于绞吸机构，所述泵站设于船体的内部并位于吊架的下部；

更进一步地，所述绞吸机构设于船体的外部并位于吊架的下方。

更进一步地，所述绞吸机构包括固定架、吸泥泵、吸泥管、绞刀和排泥管。

所述固定架的一端通过连接轮可摆动地设置于船体的外部，固定架的另一端固定并连接吸泥泵；所述吸泥管的上端与吸泥泵连通，吸泥管的上端与吸泥泵连通的连接处设有圆孔，吸泥管的下端的两侧设有绞刀；所述排泥管的一端与吸泥泵连通，排泥管的另一端设置于泥舱内。

所述吸泥管与吸泥泵的连接处设有冲刷管，所述冲刷管包括管体、进水端和出水端，所述出水端设于吸泥管的圆孔，所述进水端连接于船体，所述进水端的端口设有高压水泵；通过设置冲刷管，将绞吸泥中的水和垃圾冲刷掉，从而提高工作效率。

进一步地，所述泥浆分砂机包括机架、筛箱、中转箱、浮球装置、储料箱、旋流器、管道泵和渣浆泵；

所述中转箱设于机架的底部，所述筛箱设于中转箱的上部，所述筛箱的出料端设有渣石下料口，所述中转箱的一端设有渣浆泵，所述渣浆泵的出浆端与所述旋流器的一端相连接，所述旋流器与储料箱的内部通过管道连接，所述储料箱设有第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道与所述浮球装置连通，所述第二分支管道与所述管道泵连通。

所述浮球装置主要用于补充中转箱内的浆液，使液面能保持在一定的高度，避免浆液不足而使渣浆泵抽空和频繁启停，延长泵的使用寿命，提高工作效率。

进一步地，所述全自动搅拌装置包括搅拌桶、搅拌电机、搅拌轴、搅拌叶片、进料端和出料端；

所述搅拌轴设于搅拌桶的中心线上，所述搅拌轴的一端通过联轴器与搅拌电机连接，所述搅拌轴的另一端垂直向搅拌桶内部延伸，所述搅拌叶片的一端安装在所述搅拌轴上，所述搅拌叶片的另一端向外延伸，所述进料端设于搅拌桶的上方，所述出料端设于搅拌桶的下方。

进一步地，所述洗砂机为轮斗式洗砂机，所述洗砂机包括洗砂箱、叶轮、飞轮和电动机；

所述叶轮设于洗砂箱内并部分暴露在洗砂箱的上部，且叶轮不与洗砂箱的底部接触；所述飞轮固定于叶轮的内部并与叶轮同轴转动，所述电动机设于飞轮的一侧，所述电动机的输出端通过传动皮带与飞轮连接并同步转动。

进一步地，所述动态混合器包括驱动电机、心轴、输送管、混合器机架、搅拌叶片、进料管和出料管；

所述驱动电机和输送管设于混合器机架上，所述心轴贯穿设置于输送管内，所述驱动电机驱动心轴转动，所述输送管的两端分别设置有垂直于输送管的进料管和出料管，所述进料管与全自动搅拌装置的出料端和泥浆分砂机的出料端通过管道连通，所述进料管与泥浆分砂机的出料端的管道上设置有管道泵，所述进料管与全自动搅拌装置的出料端的管道上设置有螺杆泵或隔膜泵；所述出料管与絮凝池连通。

进一步地，还设有在线流量-密度检测系统，所述在线流量-密度检测系统包括流量-密度计和PLC控制系统，所述流量-密度计设于泥浆分砂机出料端管道泵与动态混合器连接的管道之间，所述流量-密度计与所述PLC控制系统联接。

基于上述任一项所述装置的河湖污泥处理方法，包括如下步骤：

（1）用挖机、抓斗机将河涌中堵塞的围堰挖除，疏通河道；

（2）绞吸船上的绞刀对河底土层进行绞割、搅拌，使河底的泥土疏松；通过船上的离心式泥浆泵施予高压吸力，将淤泥提升至大振筛，大振筛将河涌中的垃圾、树枝杂草、缠绕物、大于15mm以上的大块石头筛分出来，筛分后的淤泥直接落入大振筛下方的淤泥池中；

（3）通过立式抽浆泵将淤泥池中的淤泥送至泥浆分砂机上，0.4mm以上的砂石筛分出来，洗砂机将泥浆分砂机筛分出来的砂石清洗干净；

在洗砂机工作时，所述电动机通过传送皮带带动飞轮转动，飞轮带动叶轮转动，然后砂石在叶轮的带动下翻滚，并互相研磨，除去覆盖砂石表面上的杂质，同时破坏包覆砂粒的水汽层，以利于脱水，同时在叶轮工作时加水，形成强大的水流，及时将杂质及比重小的异物带走，最终完成清洗工作；

（4）根据河涌检测情况投加相对应的处理药剂，用全自动搅拌装置搅拌水与药剂，充分混合搅拌完成后待用；

全自动搅拌装置以摆线针作为驱动动力，带动搅拌叶片将药剂与水进行充分混合搅拌；另外设置一台螺杆泵，即用于送药液又用于回流冲击药液，使桶内水流呈现紊流状态，加剧桶内液体混掺效果，提高固体药剂的溶解扩散水平，节省搅拌时间，加快加药溶解速率，达到快速溶解的效果，搅拌时间为15-30min；

（5）用管道泵将泥浆分砂机筛分后的淤泥泵送至动态混合器的进料端，与此同时将搅拌好的药剂通过螺杆泵也泵送至动态混合器的进料端，通过在线监测控制系统检测流量和密度，动态混合器将淤泥与药剂充分混合、絮凝，然后泵送到泥浆池中；

工作时，动态混合器中的驱动电机提供动力，增大混合程度，通过在输送管内设置搅拌叶片，使混合器内药剂能持续均匀与污泥颗粒接触，有效的增加了药剂颗粒对胶体颗粒的架桥和吸附作用，使混合及絮凝效果得到充分改善；同时，动态混合器可以在限制管道长度的设备中充分发挥优势，混合絮凝效果好，减短絮凝混合管长度，加快混合反应，提高絮凝效率；

（6）开启液压驱动泵将絮凝罐中经过与药剂反应后的淤泥泵送至压滤机中，开始压滤脱水处理，压滤后的泥饼通过输送机送到弃碴场；

（7）洗砂机清洗的砂石也一并堆放到弃碴场，并用车拉走，满足混合填埋的标准或转运市场；

所述泥浆分砂机利用以与水平筛面成45°安装于筛箱上的振动电机作为振动源，当两台振动电机作同步反向旋转时，其偏心块所产生的激振力在平行于振动电机轴线方向的激振力相互抵消，在垂直于振动电机轴线方向的激振力叠合为一合力并传递到整个筛面上，从而使筛面上的物料在筛网上向出料口方向跳跃运动，小于筛孔的物料通过筛孔落到下层，经连续跳跃后经出料口流出，由于筛分过程合理，便可达到将物料经所述泥浆分砂机进行筛选和分级的目的；经所述泥浆分砂机处理后的砂石含水率≤30%，可以直接外运；

（8）经过压滤机压滤出的水清澈，并测试水质情况，若达到城市污水处理厂二级以上标准则排回河涌中；若不达标，则经过处理后再排放到河涌中。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明结构简单，组装方便，所述一种河湖淤泥处理装置的巧妙设计，可以对河湖淤泥进行处理，实现清淤、除杂、脱水自动化操作，具有环保、经济和高效的优点。

附图说明

图1为本发明河湖淤泥处理方法的流程图；

图2为本发明河湖淤泥处理装置中泥浆脱水机构的结构示意图；

图3为本发明河湖淤泥处理装置中绞吸船的结构示意图；

图4为本发明河湖淤泥处理装置中泥浆分砂机的结构示意图；

图5为本发明河湖淤泥处理装置中泥浆分砂机的结构示意图；

图6为本发明河湖淤泥处理装置中全自动搅拌装置的结构示意图；

图7为本发明河湖淤泥处理装置中洗砂机的结构示意图；

图8为本发明河湖淤泥处理装置中动态混合器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步阐述，但本发明不限于以下实施例。

本发明一种河湖淤泥处理装置，包括绞吸船、大振筛和泥浆脱水机构；

绞吸船与大振筛的进料端通过管道相连；大振筛的出料端下方为淤泥池，淤泥池中的管道与泥浆脱水机构连接，连接淤泥池和泥浆脱水机构的管道上设置有立式抽浆泵；

泥浆脱水机构的结构示意图如图2所示，包括泥浆分砂机31、全自动搅拌装置32、动态混合器33、洗砂机34、絮凝罐35、压滤机36和柱塞泵37；

泥浆分砂机31的进料端与淤泥池的管道连接；所述泥浆分砂机31的出砂口与所述洗砂机34的进料端连通；所述泥浆分砂机31出料端通过管道连接于动态混合器33；所述全自动搅拌装置32设于动态混合器33的一侧，所述全自动搅拌装置32与动态混合器33通过管道连接；所述全自动搅拌装置32的一侧设有絮凝罐35、柱塞泵37和压滤机36，动态混合器33的出料端与絮凝罐（35）连接；絮凝罐与柱塞泵37入料口连接，柱塞泵37出料口与压滤机36入料口连接；所述絮凝罐35可采用絮凝池代替。

绞吸船的结构示意图如图3所示，包括船体11、驱动机构和绞吸机构；

船体11包括泥舱111和生活区112，生活区112设于船体11的甲板上，泥舱111设于船体11的内部，泥舱111内设有连接大振筛的管道；

驱动机构设于船体11的上部，驱动机构包括卷扬机121、钢丝绳122、吊架123和泵站124；

卷扬机121设于生活区的一侧，卷扬机121设有卷筒1211，钢丝绳122的一端环绕固定于卷筒1211，吊架123设于船体11上部的远离生活区112的一端，吊架123的顶端设有滑轮1231，滑轮1231设有凹槽，钢丝绳122的另一端穿过滑轮上的凹槽并连接于绞吸机构，泵站124设于船体11的内部并位于吊架123的下部；

绞吸机构设于船体11的外部并位于吊架123的下方；

绞吸机构包括固定架131、吸泥泵132、吸泥管133、绞刀134和排泥管135；

固定架131的一端通过连接轮可摆动地设置于船体11的外部，固定架131的另一端固定并连接吸泥泵132；吸泥管133的上端与吸泥泵132连通，吸泥管133的上端与吸泥泵132连通的连接处设有圆孔，吸泥管133的下端的两侧设有绞刀134；排泥管135的一端与吸泥泵132连通，排泥管135的另一端设置于泥舱111内；

吸泥管133与吸泥泵132的连接处设有冲刷管136，冲刷管136包括管体、进水端和出水端，所述出水端设于吸泥管133的圆孔，进水端连接于船体11,所述进水端的端口设有高压水泵；

泥浆分砂机31的结构示意图如图4和图5所示，包括机架311、筛箱312、中转箱313、浮球装置、储料箱314、旋流器315、管道泵和渣浆泵；

中转箱313设于机架311的底部，筛箱312设于中转箱313的上部，述筛箱312的出料端设有渣石下料口，中转箱313的一端设有渣浆泵，渣浆泵的出浆端与所述旋流器315的一端相连接，旋流器315与储料箱314的内部通过管道连接，储料箱314设有第一分支管道和第二分支管道，第一分支管道与所述浮球装置连通，第二分支管道与所述管道泵连通；

全自动搅拌装置32的结构示意图如图6所示，包括搅拌桶321、搅拌电机322、搅拌轴323、搅拌叶片324、进料端325和出料端326；

搅拌轴323设于搅拌桶321的中心线上，搅拌轴323的一端通过联轴器与搅拌电机322连接，搅拌轴323的另一端垂直向搅拌桶321内部延伸，搅拌叶片324的一端安装在搅拌轴上，搅拌叶片的另一端向外延伸，进料端325设于搅拌桶321的上方，出料端326设于搅拌桶321的下方；

洗砂机为轮斗式洗砂机，结构示意图如图7所示，包括洗砂箱341、叶轮342、飞轮343和电动机；

叶轮342设于洗砂箱341内并部分暴露在洗砂箱341的上部，且叶轮342不与洗砂箱341的底部接触；飞轮343固定于叶轮342的内部并与叶轮342同轴转动，电动机设于飞轮343的一侧，电动机的输出端通过传动皮带与飞轮343连接并同步转动；

动态混合器33的结构示意图如图8所示，包括驱动电机331、心轴332、输送管333、混合器机架334、进料管335和出料管336；

驱动电机331和输送管333设于混合器机架334上，心轴332贯穿设置于输送管333内，驱动电机331驱动心轴332转动，输送管333的两端分别设置有垂直于输送管333的进料管335和出料管336，进料管335与全自动搅拌装置32的出料端326和泥浆分砂机31的出料端通过管道连通，进料管335与泥浆分砂机31的出料端的管道上设置有管道泵，进料管335与全自动搅拌装置32的出料端326的管道上设置有螺杆泵或隔膜泵；出料管336与絮凝池35连通。

还设有在线流量-密度检测系统，在线流量-密度检测系统包括流量-密度计和PLC控制系统，流量-密度计设于泥浆分砂机31出料端管道泵与动态混合器33连接的管道之间，流量-密度计与PLC控制系统联接。

实施例1

九江镇金鸡坑涌整治工程施工要求：河涌整治长1200米，挖除堵塞围堰及清淤、淤泥处理（浓缩、脱水、加药、除臭、杀毒）、淤泥固化、淤泥处理尾水达标处理等。

采用上述装置进行河湖淤泥处理，处理流程图如图1所示，包括如下步骤：

（1）用挖机、抓斗机将河涌中堵塞的围堰挖除，疏通河道；

（2）绞吸船上的绞刀134对河底土层进行绞割、搅拌，使河底的泥土疏松；通过船上的离心式泥浆泵施予高压吸力，将淤泥提升至大振筛，大振筛将河涌中的垃圾、树枝杂草、缠绕物、大于15mm以上的大块石头筛分出来，筛分后的淤泥直接落入大振筛下方的淤泥池中；

（3）通过立式抽浆泵将淤泥池中的淤泥送至泥浆分砂机31上，0.4mm以上的砂石筛分出来，洗砂机将泥浆分砂机筛分出来的砂石清洗干净；

（4）根据河涌检测情况投加相对应的处理药剂，用全自动搅拌装置32搅拌水与药剂，充分混合搅拌完成后待用，搅拌时间为15min；

（5）用管道泵将泥浆分砂机31筛分后的淤泥泵送至动态混合器33的进料端，与此同时将搅拌好的药剂通过隔膜泵也泵送至动态混合器33的进料端，通过在线监测控制系统控制流量和密度，动态混合器33将淤泥与药剂充分混合、絮凝，然后泵送到泥浆池35中；

（6）开启液压驱动泵将泥浆池35中经过与药剂反应后的淤泥泵送至压滤机36中，开始压滤脱水处理，压滤后的泥饼通过输送机送到弃碴场；

（7）分砂机筛分出的砂石也一并堆放到弃碴场，并用车拉走，满足混合填埋的标准；

（8）经过压滤机压滤出的水清澈，并测试水质情况，达到城市污水处理厂二级以上标准，直接排回河涌中。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。