淤泥固化系统的制作方法

本实用新型涉及市政环境工程技术领域，具体而言，涉及一种淤泥固化系统。

背景技术：

近年来，河道、港口工程快速发展，产生大量淤泥，目前，一般通过设置陆地贮泥场或者直接抛填于低洼地区的方法来进行处理，由于淤泥含水率高、强度低、变形大和固结时间长等原因很难在工程中直接利用。在很多地区长期占用大量耕地和鱼塘，浪费土地资源，使耕地更加紧张。

疏浚淤泥作为一种固体废弃物其本身就会随时间延长对环境造成不利影响，通常淤泥中含有大量的重金属离子、有机物和病原体等污染物质，这些有害物质会在淤泥闲置时随污水析出，进而严重污染土壤和地下水，破坏生态环境和威胁人类安全。

目前已经开始使用化学固化技术将被污染的淤泥与固化剂混合，即向淤泥中加入固化材料使其达到固化。其作用机理是通过添加固化材料使淤泥中饱和的游离水变成结晶水或与土颗粒结合的水离子，使淤泥中的自由水减少，和/或增加淤泥的强度方便后期填埋，同时水化以后形成坚硬的晶体结构，所有的重金属几乎都被固定，形成不溶性的氢氧化物或碳酸盐形式，同时通过任选地加入化学药剂使有毒有害物质降低溶解性、迁移性以及毒性。

在淤泥与固化剂混合时，固化剂与淤泥都是单独准备好再去进行混合的，固化剂也一般都是提前配制好的，或者直接购买的，这样混合体系的固化剂可能已经存在很长时间了，固化效果不如随用随配或者现用现配的好，目前还没有一种体系能够达到在需要固化时一同进行固化剂的配制和使用，而且一般对淤泥也没有进行处理，这样往往会降低固化效果。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种淤泥固化系统，该系统能够实现固化剂的现用现配现使用过程，同时通过淤泥研磨装置在淤泥固化前先对淤泥进行研磨处理，经研磨处理后的淤泥再与固化剂混合后淤泥的固化效果更好。

为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：

一种淤泥固化系统，所述淤泥固化系统包括固化剂处理系统和淤泥处理系统；

所述固化剂处理系统包括料斗、固化剂研磨装置和输送装置，所述料斗上部为物料进口，所述料斗下部为物料出口，所述物料出口落下的物料能够进入到所述固化剂研磨装置中，所述固化剂研磨装置的出口与所述输送装置相连；

所述淤泥处理系统包括泥斗、淤泥研磨装置和固化混合室，所述泥斗上部为淤泥进口，所述泥斗下部为淤泥出口；

所述淤泥研磨装置包括支撑架、底板和磨盘；所述底板位于所述支撑架上，所述底板设有淤泥流出口，所述底板上所述淤泥流出口的高度低于所述底板上与所述淤泥流出口相对位置的高度；所述底板中部设有一转轴，所述底板上方通过转轴连接有所述磨盘，所述磨盘通过转轴能够在所述底板上方转动，所述磨盘上设有淤泥通孔，淤泥能够通过所述淤泥通孔流至所述底板上；

所述淤泥出口流出的淤泥能够进入到所述淤泥通孔中，所述淤泥流出口流出的淤泥能够进入到所述固化混合室中，所述输送装置输送出的物料能够进入到所述固化混合室中。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述底板中部转轴处位置与所述磨盘转轴处位置的垂直距离为1-5cm。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述淤泥研磨装置还包括电机和皮带；

所述皮带一端套设于所述磨盘的盘周上，所述皮带另一端套设于所述电机的轴上；所述电机带动所述皮带转动从而带动所述磨盘转动。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述输送装置为螺旋输送机和/或输送带。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述固化剂研磨装置为球磨机。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述固化混合室内设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌桨，所述搅拌轴通过搅拌电机的带动实现转动。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述研磨装置的进口位于所述物料出口正下方，所述物料出口落下的物料能够进入到所述研磨装置中。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述淤泥通孔位于所述淤泥出口正下方，所述淤泥出口流出的淤泥能够进入到所述淤泥通孔中；

所述固化混合室位于所述淤泥流出口的正下方，所述淤泥流出口流出的淤泥能够进入到固化混合室中。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述料斗下部物料出口处和/或所述泥斗下部淤泥出口处设有底盖；

所述底盖与所述料斗下部物料出口处转动连接，和/或所述底盖与所述泥斗下部淤泥出口处转动连接；

所述底盖通过转轴能够开启与闭合。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述料斗下部物料出口处的所述底盖上和/或所述泥斗下部淤泥出口处的所述底盖上设有重力显示器、重力传感器和控制器，所述重力显示器和所述重力传感器均独立地与所述控制器相连；

所述重力传感器用于检测所述底盖上物料和/或淤泥重量，并将检测结果传输至所述控制器，所述控制器用于将检测结果显示在重力显示器上。

优选地，在本实用新型技术方案的基础上，所述淤泥固化系统还包括球形成型机；

所述球形成型机与所述固化混合室连接，所述固化混合室输出的混合物料能够进入到所述球形成型机中。

与已有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型的淤泥固化系统包括固化剂处理系统和淤泥处理系统两部分，固化剂处理系统实现对固化剂的研磨混合处理，这样固化剂粒径更小，后期在与淤泥混合时能够更好地发挥固化剂的作用，提升固化效果，同时，淤泥处理系统在淤泥与固化剂混合前对淤泥也进行研磨处理，通过采用淤泥研磨装置能够很好地对含水率较高的淤泥进行研磨，研磨处理后的淤泥中不含有大块颗粒状物质，淤泥更加分散，表面积更大，能够更好地与固化剂进行作用，也能够提升固化效果。

(2)本实用新型的淤泥固化系统可以分别进行固化剂处理和淤泥处理，最后再进行混合，该系统结构不复杂且操作方便，便于工业化进行，能够实现固化剂和淤泥的现用现配现使用过程。通过对固化剂和淤泥的研磨处理，使得两者在后期混合时能够明显提升淤泥固化效果，采用本实用新型固化系统进行淤泥固化能够获得很好的固化稳定化效果，得到的淤泥强度高、含水率低，无侧限抗压强度可达180KPa以上，含水率低于55％。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的淤泥固化系统的流程结构图；

图2为本实用新型一种实施方式的淤泥研磨装置的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施方式的带底盖的料斗结构示意图；

图4为本实用新型一种实施方式的带底盖的料斗称重控制原理图。

图标：100-固化剂处理系统；110-料斗；111-物料进口；112-物料出口；120-固化剂研磨装置；130-输送装置；200-淤泥处理系统；210-泥斗；211-淤泥进口；212-淤泥出口；220-淤泥研磨装置；221-支撑架；222-底板；223-磨盘；224-淤泥流出口；225-转轴；226-淤泥通孔；227-电机；228-皮带；230-固化混合室；301-底盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种淤泥固化系统，图1为本实用新型一种实施方式的淤泥固化系统的流程结构图；图2为本实用新型一种实施方式的淤泥研磨装置的结构示意图。

如图1和图2所示，淤泥固化系统包括固化剂处理系统100和淤泥处理系统200；固化剂处理系统100包括料斗110、固化剂研磨装置120和输送装置130，料斗110上部为物料进口111，料斗110下部为物料出口112，物料出口112落下的物料能够进入到固化剂研磨装置120中，固化剂研磨装置120的出口与输送装置130相连；淤泥处理系统200包括泥斗210、淤泥研磨装置220和固化混合室230，泥斗210上部为淤泥进口211，泥斗210下部为淤泥出口212；淤泥研磨装置220包括支撑架221、底板222和磨盘223；底板222位于支撑架221上，底板222设有淤泥流出口224，底板222上淤泥流出口224的高度低于底板222上与淤泥流出口224相对位置的高度；底板222中部设有一转轴225，底板222上方通过转轴225连接有磨盘223，磨盘223通过转轴225能够在底板222上方转动，磨盘223上设有淤泥通孔226，淤泥能够通过淤泥通孔226流至底板222上；淤泥出口212流出的淤泥能够进入到淤泥通孔226中，淤泥流出口224流出的淤泥能够进入到固化混合室230中，输送装置130输送出的物料能够进入到固化混合室230中。

这里的淤泥是指江河、湖泊、水库和海湾等水体中的淤泥。淤泥含水率较高，一般在70-80％。

使用时，将称好的固化剂各组分依次通过料斗110进入到固化剂研磨装置120中，或者将混合好各组分的固化剂通过料斗110进入到固化剂研磨装置120中，在固化剂研磨装置120中对固化剂进行研磨处理，研磨处理后的固化剂通过输送装置130输送至固化混合室230中。可以同步进行的是，将称好的淤泥通过泥斗210进入到淤泥研磨装置220的磨盘223上的淤泥通孔226中，淤泥经过通孔流至底板222上，通过磨盘223的转动实现对淤泥的研磨处理，研磨处理后的淤泥进入到固化混合室230中，与研磨处理后的固化剂在固化混合室230中进行充分混合固化。固化后再对淤泥进行进一步处理。

本实用新型的淤泥固化系统包括固化剂处理系统和淤泥处理系统两部分，固化剂处理系统实现对固化剂的研磨混合处理，这样固化剂粒径更小，后期在与淤泥混合时能够更好地发挥固化剂的作用，提升固化效果，同时，淤泥处理系统在淤泥与固化剂混合前对淤泥也进行研磨处理，通过采用淤泥研磨装置能够很好地对含水率较高的淤泥进行研磨，研磨处理后的淤泥中不含有大块颗粒状物质，淤泥更加分散，表面积更大，能够更好地与固化剂进行作用，也能够提升固化效果。

淤泥固化系统可以分别进行固化剂处理和淤泥处理，最后再进行混合，该系统操作方便，便于工业化进行，能够实现固化剂和淤泥的现用现配现使用过程。通过对固化剂和淤泥的研磨处理，使得两者在后期混合时能够明显提升淤泥固化效果，采用本实用新型固化系统进行淤泥固化能够获得很好的固化稳定化效果，得到的淤泥强度高、含水率低，无侧限抗压强度可达180KPa以上，含水率低于55％。

优选地，固化剂按质量百分含量包括如下组分：高炉铁渣5-10％、钢渣1-10％、水泥20-40％、水镁石20-40％、混合物A 10-20％和混合物B10-20％；混合物A包括无水氯化钙和水玻璃；混合物B包括4A分子筛和高岭土。

优选地，典型但非限制性的固化剂研磨装置120为球磨机。

优选地，固化剂在固化剂研磨装置120中的研磨时间为5-10min。

优选地，淤泥在淤泥研磨装置220中的研磨时间为1-2min。

优选地，典型但非限制性的输送装置130为螺旋输送机和/或输送带。

通过采用螺旋输送机和/或输送带能够使固化剂研磨后更加方便地被输送至固化混合室中。

在一种优选的实施方式中，固化混合室内设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴，搅拌轴上设有搅拌桨，搅拌轴通过搅拌电机的带动实现转动。

通过搅拌桨的转动实现淤泥与固化剂的充分混合。

优选地，固化剂与淤泥的重量比为1:(3-8)，优选为1:(5-8)，进一步优选为1:(5-6)，优选1:5。

这一比例可以通过前期称量进行控制，为了避免淤泥研磨装置中淤泥有所残留，可以前期多称一些淤泥。

优选地，淤泥与固化剂混合均匀后，室温下静养3-7天。

室温下静养是指在自然条件下静置养护。典型但非限制性的静养天数例如为3天、4天、5天、6天或7天，然后再对淤泥进行下一步处理，例如填埋等。

在一种优选的实施方式中，底板222中部转轴处位置与磨盘223转轴处位置的垂直距离为1-5cm。例如1cm、2cm、3cm、4cm或5cm。

通过控制底板和磨盘之间具有一定微小的距离，能够增强淤泥的研磨效果，距离大，研磨效果差，距离小，淤泥中颗粒污粒径太小，污染物容易溢出，降低固化效果。

在一种优选的实施方式中，淤泥研磨装置220还包括电机227和皮带228；皮带228一端套设于磨盘223的盘周上，皮带228另一端套设于电机227的轴上；电机227带动皮带228转动从而带动磨盘223转动。

采用皮带传送使磨盘223转动的方式结构更加简单，效率更高，实现自动化研磨。

优选地，淤泥研磨装置是金属质的。

在一种优选的实施方式中，固化剂研磨装置120的进口位于物料出口112正下方，物料出口112落下的物料能够进入到固化剂研磨装置120中。

在一种优选的实施方式中，淤泥通孔226位于淤泥出口212正下方，淤泥出口212流出的淤泥能够进入到淤泥通孔226中；

固化混合室230位于淤泥流出口224的正下方，淤泥流出口224流出的淤泥能够进入到固化混合室230中。

通过正下方的设置能够使物料或淤泥处理后落到相应位置，省去了输送装置。

在一种优选的实施方式中，如图3所示，料斗110下部物料出口112处和/或泥斗210下部淤泥出口212处设有底盖301；底盖301与料斗110下部物料出口112处转动连接，和/或底盖301与泥斗210下部淤泥出口212处转动连接；底盖301通过转轴能够开启与闭合。

优选地，如图4所示，料斗110下部物料出口112处的底盖301上和/或泥斗210下部淤泥出口212处的底盖301上设有重力显示器、重力传感器和控制器，重力显示器和重力传感器均独立地与控制器相连；重力传感器用于检测底盖301上物料和/或淤泥重量，并将检测结果传输至控制器，控制器用于将检测结果显示在重力显示器上。

使用时，在固化剂处理系统中，将底盖关闭，将固化剂组合物或者固化剂组分放入料斗中，底盖上能够显示放入物料的重量，方便根据需要进行物料的加减，以达到所需重量，当达到需要重量时将底盖打开，物料即可进入下一装置。

在淤泥处理系统中使用方法同理。

通过设置底盖和称重系统，对固化剂和淤泥进行称重，方便控制固化剂和淤泥的重量，实现需要多少称多少，使用多少就用多少，随用随配随使用。

在一种优选的实施方式中，淤泥固化系统还包括球形成型机(图中未示出)；球形成型机与固化混合室230连接，固化混合室输出的混合物料能够进入到球形成型机中。

通过将固化后的淤泥进行成型处理，处理成小球状，方便后期运输和处理使用。

下面通过具体的实施例和对比例进一步说明本实用新型，但是，应当理解为，这些实施例仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本实用新型。本实用新型涉及的各原料均可通过商购获取。

实施例和对比例使用的固化剂配方为：按质量百分含量：高炉铁渣5％、钢渣5％、水泥40％、水镁石20％、无水氯化钙和水玻璃20％(无水氯化钙和水玻璃的质量比为1:1)、4A分子筛和高岭土10％(4A分子筛和高岭土的质量比为1:9)。

实施例

一种淤泥固化系统，包括固化剂处理系统100和淤泥处理系统200；固化剂处理系统100包括料斗110、固化剂研磨装置120和输送装置130，料斗110上部为物料进口111，料斗110下部为物料出口112，固化剂研磨装置120的进口位于物料出口112正下方，使物料出口112落下的物料能够进入到固化剂研磨装置120中，固化剂研磨装置120的出口与输送装置130相连，输送装置130输送出的物料能够进入到固化混合室230中；淤泥处理系统200包括泥斗210、淤泥研磨装置220和固化混合室230，泥斗210上部为淤泥进口211，泥斗210下部为淤泥出口212；淤泥研磨装置220包括支撑架221、底板222和磨盘223；底板222位于支撑架221上，底板222设有淤泥流出口224，底板222上淤泥流出口224的高度低于底板222上与淤泥流出口224相对位置的高度；底板222中部设有一转轴225，底板222上方通过转轴225连接有磨盘223，淤泥研磨装置220还包括电机227和皮带228；皮带228一端套设于磨盘223的盘周上，皮带228另一端套设于电机227的轴上；电机227带动皮带228转动从而带动磨盘223在底板222上方转动，底板222中部转轴处位置与磨盘223转轴处位置的垂直距离为2cm；磨盘223上设有淤泥通孔226，淤泥通孔226位于淤泥出口212正下方，使淤泥出口212流出的淤泥能够进入到淤泥通孔226中，固化混合室230位于淤泥流出口224的正下方，淤泥流出口224流出的淤泥能够进入到固化混合室230中。固化混合室230内设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴，搅拌轴上设有搅拌桨，固化混合室230将输送装置130输送来的固化剂以及淤泥流出口224流出的淤泥进行混合。固化剂研磨装置120为球磨机；输送装置130为螺旋输送机。

按照固化剂与淤泥的重量比为1:5的比例将固化剂投入料斗110中，将淤泥投入泥斗210中(淤泥可以多一些)，固化剂在球磨机中研磨5min，淤泥在淤泥研磨装置中研磨2min，经过最后在固化混合室混合搅拌30分钟后固化7天。

对比例1

一种淤泥固化系统，包括固化混合室，内设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴，搅拌轴上设有搅拌桨，按照与实施例1相同的比例将固化剂与淤泥加入到固化混合室中进行混合搅拌30分钟后固化7天。

对比例2

一种淤泥固化系统，包括固化剂处理系统100，但是不包括淤泥处理系统200，对经研磨处理后的固化剂与淤泥在固化混合室混合搅拌，混合比例与实施例1相同，搅拌30分钟后固化7天。

对比例3

一种淤泥固化系统，包括淤泥处理系统200，但是不包括固化剂处理系统100，对固化剂与经研磨处理后的淤泥在固化混合室混合搅拌，混合比例与实施例1相同，搅拌30分钟后固化7天。

试验例

将实施例与对比例1-3固化后的淤泥依据《土木试验方法标准》(GB/T50123-1999)取3个平行样，测定含水率和无侧限抗压强度取平均值。

经测定，实施例淤泥固化后无侧限抗压强度达182KPa，含水率53％；对比例1淤泥固化后无侧限抗压强度达138KPa，含水率65％；对比例2淤泥固化后无侧限抗压强度达165KPa，含水率58％；对比例3淤泥固化后无侧限抗压强度达152KPa，含水率60％。

由此可以看出，采用本实用新型的淤泥固化系统对固化剂和淤泥进行处理后再进行固化处理能够取得很好的固化效果，而对比例没有对固化剂和淤泥进行处理或者只对固化剂或只对淤泥进行处理，固化效果都不如实施例好。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本实用新型，然而应意识到，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下可作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本实用新型范围内的所有这些变化和修改。