河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统的制作方法

本发明属于水环境治理技术领域，尤其涉及一种河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统。

背景技术：

河涌是一种开放式水域，一般具有水面窄、流程长、沿海与近海河流多具有感潮特征等特点，湖泊是一种相对封闭的水域，具有水面宽、水深浅、水流速度缓、水体交换慢等特点，河湖泊涌一般容易受季节雨汛影响。随着社会经济的迅猛发展，城市人口急剧增多，面向城市河湖泊涌的排污量大幅度增加，河湖泊涌成了各种污染物的汇集场所，使水体污染日趋严重，水环境状况日益恶化，水质变黑发臭、鱼虾生存环境急剧恶化或无法生存。河湖泊涌床底底泥受污染水体长期侵蚀、多年沉积形成污染底泥且日益加重，是影响水环境质量的内在污染源。

在河湖泊涌水环境治理的过程中，业内逐渐形成需要截断外污染源、清除内污染源、水质净化、生态恢复四个步骤的共识。其中，内污染源就是污染底泥，由于污染底泥成分复杂、含水率高，目前，国内的底泥处理工艺均为自然或机械脱水、材料固化等，例如，一种是自然放置，即将底泥存放于低洼地带进行自然滤水和干化；另一种是机械脱水，底泥经材料调理后，利用机械设备进行脱水减量，然后运输到指定的收纳场所；又一种是材料固化，利用稳定剂、固化剂等材料添加到污染底泥中，采用各种搅拌设备拌合均匀、堆放养护，养护完成后运输到指定场所；再一种是机械脱水固化，在机械脱水前的调理过程中，也同时添加固化材料，在脱水减量的过程中同步实现稳定固化。然而，经脱水固化后的底泥只能用于堆放和填埋，一方面是底泥量大则需要大量空间用来堆放和填埋，另一方面无法实现对底泥中泥土的再生利用。因此，如何实现污染底泥处理过程中余土的再生已成为业内亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统，旨在解决如何对污染底泥处理过程中产生的余土再生的技术问题。

本发明是这样实现的，一种河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统，包括：

沉淀装置，用于对经垃圾分选和泥沙分离后的污染底泥进行沉淀和净化处理以得到泥浆；

调理装置，与所述沉淀装置连通并用于对所述泥浆进行调理调质处理以得到浓缩调理泥浆；

压滤装置，用于对所述浓缩调理泥浆进行脱水固化以得到可再生余土。

进一步地，所述调理装置包括：

泥浆搅拌装置，用于接收所述沉淀装置输送的所述泥浆；

药物调理装置，用于存放调理调质药物并将所述调理调质药物添加至所述泥浆搅拌装置内；

其中，所述泥浆搅拌装置对所述泥浆和所述调理调质药物进行均匀搅拌。

进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

挖泥装置，所述挖泥装置放置于所述沉淀装置内并将所述沉淀装置内的泥浆输送至所述泥浆搅拌装置中。

进一步地，所述药物调理装置包括用于存放固化剂的储料装置、安装于所述储料装置的出料口上并将所述储料装置内的所述固化剂输送至所述泥浆搅拌装置内的输送装置以及用于根据所述泥浆搅拌装置内所述泥浆的参数调整加药剂量和药物种类的加药装置。

进一步地，所述调理装置还包括：

泥浆浓缩装置，所述泥浆浓缩装置连接于所述泥浆搅拌装置与所述压滤装置之间，经所述泥浆搅拌装置搅拌后的所述泥浆输送至所述泥浆浓缩装置中进行静置和浓缩；

泵送装置，连接于所述泥浆浓缩装置与所述压滤装置之间以将经所述泥浆浓缩装置浓缩处理的浓缩泥浆泵送至所述压滤装置中。

进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

气体回收利用装置，所述气体回收利用装置连通于所述压滤装置与所述泥浆浓缩装置之间并用于将所述压滤装置在对所述浓缩泥浆进行脱水固化过程中产生的残余高压气体导入所述泥浆浓缩装置中。

进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括

余水净化装置，所述余水净化装置连通所述沉淀装置并用于对所述沉淀装置对所述污染底泥进行沉淀产生的上清液进行净化处理；

溢流装置，连通所述泥浆浓缩装置与所述余水净化装置之间并用于将所述泥浆浓缩装置中析出的溢流液导入所述余水净化装置内。

进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

压滤液回收利用装置，用于将所述压滤装置在对所述浓缩泥浆进行脱水固化过程中产生的压滤液输送至所述沉淀装置中，所述压滤液回收利用装置连通于所述压滤装置与所述成装置之间。

进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

供气装置，连接于所述压滤装置一端并用于对所述压滤装置提供高压气体。

进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

余土利用模块，将所述可再生余土进行资源化利用或者进行资源化处理以得到可利用建筑材料

本发明相对于现有技术的技术效果是：该河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统利用所述调理装置对所述沉淀装置产生的所述泥浆进行浓缩调理、改性调质，以改变所述泥浆的内部微观结构，对所述泥浆中的有机质、重金属等污染成分进行分解、化合、螯合、固结、钝化等，同时快速提升所述压滤装置脱水固化的效果；经所述调理装置调理、浓缩后的所述泥浆进入所述压滤装置进行泥水分离操作，并在所述压滤装置对泥部分进行压缩以得到呈固态的泥饼(又称“余土”，下同)，所得到的所述泥饼的含水率低，实现了所述污染底泥的无害化处理和资源再生利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统的总体框架图；

图2是图1中河药物调理装置的具体框架图；

图3是图1中泥浆浓缩装置的具体框架图。

附图标记说明：

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参照图1至图3，本发明实施例提供的河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统包括：

沉淀装置10，用于对经垃圾分选和泥沙分离后的污染底泥进行沉淀和净化处理以得到泥浆；

调理装置20，与所述沉淀装置10连通并用于对所述泥浆进行调理调质处理以得到浓缩调理泥浆；

压滤装置30，用于对所述浓缩调理泥浆进行脱水固化以得到可再生余土。

本发明实施例提供的河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统利用所述调理装置20对所述沉淀装置10产生的所述泥浆进行浓缩调理、改性调质，以改变所述泥浆的内部微观结构，对所述泥浆中的有机质、重金属等污染成分进行分解、化合、螯合、固结、钝化等，同时快速提升所述压滤装置30脱水固化的效果；经所述调理装置20调理、浓缩后的所述泥浆进入所述压滤装置30进行泥水分离操作，并在所述压滤装置30对泥部分进行压缩以得到呈固态的泥饼(又称“余土”，下同)，所得到的所述泥饼的含水率低，实现了所述污染底泥的无害化处理和资源再生利用。

在该实施例中，经所述压滤装置3064脱水压滤后的泥饼的含水率小于35％，泥饼有机物含量满足《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350-2007)B类标准，重金属污染物浸出满足《危险废物鉴别标准》(GB5085.3-2007)要求。

在该实施例中，利用所述沉淀装置10以将污染底泥经垃圾分选和泥沙分离后产生的所述泥水混合物进行泥和水的分离处理，即得到沉淀于所述沉淀装置10底部的泥浆和浮于所述泥浆表面的上清液。在该实施例中，所述压滤装置30为板框式压滤机。

请参照图1至图3，进一步地，所述调理装置20包括：

泥浆搅拌装置22，用于接收所述沉淀装置10输送的所述泥浆；

药物调理装置24，用于存放调理调质药物并将所述调理调质药物添加至所述泥浆搅拌装置22内；

其中，所述泥浆搅拌装置22对所述泥浆和所述调理调质药物进行均匀搅拌。

所述泥浆搅拌装置22设置于所述沉淀装置10与所述压滤装置30之间，且所述沉淀装置10输送的所述泥浆和所述调理调质药物在所述泥浆搅拌装置22中充分搅拌、混合均匀，以将所述泥浆中有机质、重金属等污染成分进行分解、化合、螯合、固结、钝化等，得到改性处理的泥浆，为后续压滤作业做准备。

在该实施例中，所述药物调整装置根据所述淤泥中有机质、重金属的成分组成向所述泥浆搅拌装置22内添加定量的调理调质药物，以使调理调质效果达到最佳。

请参照图1，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

挖泥装置50，所述挖泥装置50放置于所述沉淀装置10内并将所述沉淀装置10内的泥浆输送至所述泥浆搅拌装置22中。该余土再生利用系统通过设置所述挖泥装置50以实现泥浆的自动输送，可以根据所述沉淀装置10内泥浆的储量以及所述泥浆搅拌装置22的容量调整泥浆输送量，例如，在所述泥浆搅拌装置22内设置泥浆高度传感器，根据该泥浆高度传感器所检测的高度值，所述挖泥装置50向所述泥浆搅拌装置22输送指定量的泥浆。

优选地，所述挖泥装置50为小型绞吸式挖泥船，例如，型号为XZY-WNC绞吸式挖泥船，所述挖泥船用于将所述沉淀装置10内的泥浆输送至所述泥浆搅拌装置22中。

请参照图1至图3，进一步地，所述药物调理装置24包括用于存放固化剂的储料装置240、安装于所述储料装置240的出料口上并将所述储料装置240内的所述固化剂输送至所述泥浆搅拌装置22内的输送装置242以及用于根据所述泥浆搅拌装置22内所述泥浆的参数调整加药剂量和药物种类的加药装置244。该余土再生利用系统通过在所述药物调理装置24内设置所述储料装置240和加药装置244，以根据所述泥浆搅拌装置22内泥浆的参数，调整所述固化剂的添加量或者调整所述加药剂量和加药种类。

请参照图2，在该实施例中，所述加药装置244内至少设有存放调理剂的第一调理箱2440和存放重金属捕捉剂的第二调理箱2442，并设有将所述调理剂和所述重金属捕捉剂充分溶解和混合的溶药箱2445，在所述溶药箱2445与所述泥浆搅拌装置22之间设置计量泵2446，以根据所述加药剂量和药物种类向所述泥浆搅拌装置22内添加药物。优选地，所述调理剂为絮凝剂。

在其他实施例中，所述储料装置240也可以用固化剂运输车替代，用于储放散装固化剂。在该实施例汇总，所述输送装置242为连通于所述储料装置240与所述泥浆搅拌装置22之间的输送管道，并且内设有提供动力的泵体。

请参照图1至图3，进一步地，所述调理装置20还包括：

泥浆浓缩装置26，所述泥浆浓缩装置26连接于所述泥浆搅拌装置22与所述压滤装置30之间，经所述泥浆搅拌装置22搅拌后的所述泥浆输送至所述泥浆浓缩装置26中进行静置和浓缩；

泵送装置28，连接于所述泥浆浓缩装置26与所述压滤装置30之间以将经所述泥浆浓缩装置26浓缩处理的浓缩泥浆泵送至所述压滤装置30中。

该河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统通过设置所述泥浆浓缩装置26以将经所述泥浆搅拌装置22搅拌后的所述泥浆进行静置和浓缩，以降低所述泥浆的含水率，并通过设置所述泵送装置28以将所述浓缩泥浆泵送至所述压滤装置30中。

在该实施例中，所述泵送装置28的数量与所述压滤装置30的数量相对应，为至少一台。优选地，所述泵送装置28的数量为4台。

请参照图3，在该实施例中，所述泥浆浓缩装置26包括连通所述泥浆搅拌装置22的第一调理室260、与所述第一调理室260底的底部相连通并具有出浆口的第二调理室262、与所述出浆口连通并放置有所述泵送装置28的泵送室264。经所述泥浆搅拌装置22调理调质后的泥浆在所述第一调理室260内静置和浓缩，并产生沉于所述第一调理室260底部的浓缩泥浆，该浓缩泥浆自所述第一调理室260底部流动至所述第二调理室262内，并沿所述出浆口排出至所述泵送室264，在所述泵送室264内径所述泵送装置28输送至所述压滤装置30中进行脱水固化处理。

请参照图1，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

气体回收利用装置60，所述气体回收利用装置60连通于所述压滤装置30与所述泥浆浓缩装置26之间并用于将所述压滤装置30在对所述浓缩泥浆进行脱水固化过程中产生的残余高压气体导入所述泥浆浓缩装置26中。

所述压滤装置30在对所述浓缩泥浆进行脱水固化过程中会产生高压气体，利用所述气体回收利用装置60将所述高压气体导入所述泥浆浓缩装置26内，以使所述泥浆在所述泥浆浓缩装置26内翻滚，实现对所述泥浆的搅拌，避免所述泥浆沉淀淤积，也避免了高压气体的集中释放产生的噪音。

利用所述气体回收利用装置60将所述压滤装置30在脱水固化过程中产生的残余高压气体导入所述调理装置20中，以加速所述调理装置20内所述泥浆扰动、药剂拌匀和防止泥浆沉淀，促进底泥中各有机、无机污染物、重金属、大肠杆菌等有毒细菌等污染物等通过分解、化合、螯合、钝化一系列物理、化学、生化等反应，最终实现底泥中有机污染物、有毒细菌等得到有效消减或灭杀，重金属污染物通过化合反应转化到无害化合物或通过螯合、钝化作用使游离态重金属污染物被有效固化到所述压力装置产出的泥饼微粒中，使泥饼(余土)污染物浸出满足《危险废物鉴别标准》(GB5085.3-2007)要求。

在该实施例中，所述泥浆浓缩装置26的周壁上沿不同方向设置于有通气孔优选地，各所述通气孔设置于所述第二调理室262的周壁上。所述气体回收利用装置60为连通各所述压滤装置30与所述通气孔之间的排气管道，高压气体经所述排气管道从所述通气孔排出至所述泥浆浓缩装置26内，并对所述泥浆浓缩装置26内的泥浆产生冲击作用，并在气体上浮作用下发生翻滚，不仅实现对所述泥浆浓缩装置26内泥浆的搅拌，防止所述泥浆的沉淀淤积，也避免了高压气体的集中释放产生的噪音。

在该实施例中，通过设置气体回收利用装置60，使得施工河湖泊涌周界、底泥处理厂周界噪声指标低于《城市区域环境噪声标准》(GB3096-1993)四类标准。

请参照图1，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括

余水净化装置70，所述余水净化装置70连通所述沉淀装置10并用于对所述沉淀装置10对所述污染底泥进行沉淀产生的上清液进行净化处理；

溢流装置72，连通所述泥浆浓缩装置26与所述余水净化装置70之间并用于将所述泥浆浓缩装置26中析出的溢流液导入所述余水净化装置70内。

在该实施例中，所述第一调理室260内的泥浆经静置和浓缩处理，产生浮于所述浓缩泥浆表面的溢流液，水经设置于所述第一调理室260的溢流口沿溢流装置72流至所述余水净化装置70内进行净化处理。所述余水净化处理对所述沉淀装置10产生的上清液和从所述溢流口流出的溢流液进行净化处理，实现余水的资源再生。

请参照图1，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

压滤液回收利用装置80，用于将所述压滤装置30在对所述浓缩泥浆进行脱水固化过程中产生的压滤液输送至所述沉淀装置10中，所述压滤液回收利用装置80连通于所述压滤装置30与所述成装置之间。

该河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统通过设置所述压滤液回收利用装置80以用于回收所述压滤装置30产生的所述压滤液，并将所述压滤液排放至所述沉淀装置10中。由于所述压滤液中含有助凝材料，利用所述压滤液中的残留助凝材料与所述沉淀装置10中的泥水混合物混合，可以加速所述沉淀装置10中的泥水混合物的泥水分离，即提高了所述沉淀装置10中泥浆的沉淀和上清液的析出速度。

请参照图1，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

供气装置90，连接于所述压滤装置30一端并用于对所述压滤装置30提供高压气体。

该河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统通过设置所述供气装置90为所述压滤装置30提供高压气体，以对传送至所述压滤装置30内的浓缩泥浆进行脱水固化处理，该供气装置90为所述压滤装置30提供动力。在其他实施例中，所述供气装置90可以由其他动力源替代，不限于此。

请参照图1，进一步地，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统还包括：

余土利用模块40，将所述可再生余土进行资源化利用或者进行资源化处理以得到可利用建筑材料。通过所述余土利用模块40对可再生余土进行资源化利用，例如，直接利用所述可再生余土，所述压缩泥饼满足《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350-2007)B类标准，可以直接用于Ⅱ类土地利用，如场馆用地、绿化用地、商业用地、公共市政用地用土；或者，将所述压缩泥饼作为主原料，并经过烘干、粉碎和高温碳化等一系列工艺制成具有密度小、质轻、隔热、耐火以及抗震等优良性能的陶粒。将陶粒应用于新型环保建筑材料，进而制作出陶粒泡沫混凝土或大规模用于湿地、景观绿化的河道绿植底基层，或用于海绵城市滞水、虑水、净水层以及透水铺装等，为环境工程、海绵城市工程建设提供良好的新型轻质环保材料，从而实现底泥无害化处置与资源化利用。

在该实施例中，所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统通过设置所述余土利用模块40以对所述泥饼进行资源化处理和直接利用。所述压缩泥饼满足《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350-2007)B类标准，可以直接用于Ⅱ类土地利用，如场馆用地、绿化用地、商业用地、公共市政用地用土。

优选地，将压缩泥饼作为主原料，并经过烘干、粉碎和高温碳化等一系列工艺制成具有密度小、质轻、隔热、耐火以及抗震等优良性能的陶粒。将陶粒应用于新型环保建筑材料，进而制作出陶粒泡沫混凝土或大规模用于湿地、景观绿化的河道绿植底基层，或用于海绵城市滞水、虑水、净水层以及透水铺装等，为环境工程、海绵城市工程建设提供良好的新型轻质环保材料，从而实现底泥无害化处置与资源化利用。

本发明实施例提供的所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统通过设置所述调理装置20和所述压滤装置30，所述调理装置20的调理改性与所述压滤装置30的深度脱水技术的主要技术特征：疏浚污染底泥经格栅机去除浮渣、垃圾等，在经过分级沉砂系统出去大颗粒沉渣、余砂，经垃圾分离和泥砂分离后，泥水导入沉淀装置10内，经初沉、浓缩后由所述挖泥装置50抽取，通过管道输送到所述调理装置20内，在泵送过程中根据要求添加材料对泥浆进行调理、调质，对有机物进行消除，对重金属进行螯合、钝化，改变泥浆内部微观结构，快速提升后续脱水固化效果。调理完成后泥浆由泵送装置28传送至板框式压滤装置30中进行深度脱水，泥浆脱水后形成含水率不高于40％的硬塑状泥饼，可直接用于园林绿化，或堆放固化后形成具有一定强度不再泥化的土体用于工程建设。

本发明实施例提供的所述河湖泊涌污染底泥处理余土再生系统采用的底泥调理改性与板框压滤装置30的深度脱水技术可以实现流水化、自动化作业，处理过程环保，不受天气影响，每套设备每天可处理水下自然方底泥800立方米以上。可根据工程需要确定设备数量，接口多、占用场地小，处理效率高，质量稳定可靠，工厂化运营，对周边环境无干扰，适合城市河湖清淤底泥无害化处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。