河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺及系统的制作方法

本发明涉及淤泥处理的技术领域，具体涉及一种河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺及系统。

背景技术：

随着国家的不断发展和科技的进步，我国在经济领域取得了巨大发展，但是，在对自然水体的整体规划使用、水利工程的修缮和完善方面存在很多不足。我国有些河湖由于水流速度较缓，特别是冬春季不断沉积淤泥而抬高河床、湖底。近年来水体淤积问题日益严重，河湖、湖泊、水渠、水库、航道和港湾等各类水体中淤泥淤积并夹杂树枝、砖头、塑料袋等杂物，造成水体流动缓慢或不流动，垃圾混杂于水体中产生臭味，影响水道的畅通、影响附近居民的生活质量，水体清淤及处理工作日益受到重视。

在人们对生态环境保护意识淡薄的情况下，河湖淤积污泥的产生量伴随社会的发展正与日俱增，已日益影响到防洪、排涝、灌溉、供水、通航等各项功能的正常发挥，河湖淤积的存在导致河床变浅、蓄水量变少、河水变臭，环境破坏和水质下降，已经直接影响了居民的日常生活，制约了农业的持续发展，群众对治理河湖、改善水资源环境的要求十分迫切。为恢复河湖正常功能，促进经济社会的快速持续发展，进行河湖清淤疏浚工程，使河湖通过治理变深、变宽，河水变清，已成为当今环境治理的当务之急。传统的淤泥处置方式大部分是选择合适地址就近堆置或外运堆置，但是因为淤泥中含有大量的水、造成其流动性很大，同时体积也很大，如此则需要较大面积的堆放场地，而且污泥中含有的各种污染物极易造成环境的二次污染。

技术实现要素：

为克服现有技术中的不足，本发明目的是提供一种河湖淤泥脱水干化一体化处理系统，可在短时间内开始对淤泥进行全面的固化处理，脱水固化效果好，处理淤泥的效率高、成本低，不会产生二次污染。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺，包括：

垃圾清理，对河湖岸边及水面上现有的垃圾、水葫芦进行清理，整洁水面；

底泥消毒，平均水深1m用生石灰0.18～0.22kg/m²，将生石灰放入木桶或水缸中化开后立即遍洒全河；

底泥改良，将底泥改良剂用河水或自来水配制成液体喷洒，投加量为10～100g/m³；

底泥挖掘，先使用挖泥船前端的碎泥机构将河底的淤泥破散，再用挖泥船后端的吸泥机构将淤泥吸到挖泥船上；

泥水分离，使用沉淀池将挖掘上来的淤泥进行沉淀，沉淀池上端的液体进行净化处理后，将处理后的清液排放到河中；

底泥脱水，使用脱水机构对沉淀池下端的泥浆进行快速脱水；

底泥干化，采用固化罐对底泥进行干化，将固化剂和凝结剂分别输送至固化罐内，再将脱水后的浓缩淤泥与固化剂和凝结剂充分搅拌得到固化土，然后将固化土灌装到泥袋中。

进一步的，通过挖泥船上的驱动电机带动碎泥机构的碎泥筒旋转，带动碎泥筒周向分布的搅泥刀片转动，对河底的底泥进行破碎。

进一步的，转动吸泥机构的旋转轴，旋转轴两侧的第一推进叶片和第二推进叶片将破碎的底泥推送到位于所述旋转轴的中间位置的吸泥管的清淤吸盘处，通过吸泥泵和清淤吸盘对淤泥进行吸取。

可选的，通过挖泥船上的牵引机构调整碎泥筒在水中的位置，牵引机构的卷扬机通过钢丝绳和滑轮带动碎泥筒进行移动。

具体的，将脱水机构的燃烧室内的热量通过第一导热管和第一导热管传导至脱水室，脱水室内的转轴和螺旋叶片对淤泥进行搅拌并脱水。

可选的，所述固化剂按重量比包括水泥10-15份、生石灰10-15份、聚氯化铝3-8份、蒙脱石5-10份、石膏2-5份、水凝胶5-10份和膨胀石墨5-10份；

所述凝结剂包括重量分数为10％～20％的氢氧化钠溶液和重量分数为10％～20％的硫酸钠溶液，所述氢氧化钠溶液中溶质氢氧化钠的重量为所述固化剂中所述水泥的重量的0.6％～1.0％，所述硫酸钠溶液中溶质硫酸钠的重量为所述固化剂中所述水泥的重量的0.3％～0.6％。

相应的，本发明还提供了一种河湖淤泥脱水干化一体化处理系统，包括挖泥船、位于所述挖泥船前端的碎泥机构、位于所述挖泥船后端的吸泥机构；

所述挖泥船上还设有依次连接的沉淀池、脱水机构和固化罐，所述沉淀池与所述吸泥机构连接；

所述碎泥机构包括碎泥筒和沿该碎泥筒的外圆周均匀分布的搅泥刀片，所述碎泥筒的两端通过链条与挖泥船上的驱动电机连接；

所述吸泥机构包括设置在所述挖泥船底部的吸泥管和与该吸泥管连通的吸泥泵，所述吸泥管的顶端通过可伸缩管与所述吸泥泵连接，所述吸泥管的底端设置有清淤吸盘；所述清淤吸盘的盘口位于旋转轴的中间位置，所述旋转轴的两侧形成有旋向相反的第一推进叶片和第二推进叶片，且所述第一推进叶片和第二推进叶片均朝向清淤吸盘的盘口倾斜设置；

所述挖泥船上还设置有用于调整所述碎泥筒在水中的位置的牵引机构；

所述脱水机构包括筒体，所述筒体内部一侧设有燃烧室，其内部另一侧为脱水室，该脱水室的中间位置设有转轴，所述转轴的外表面设有螺旋叶片，所述转轴的内部具有与所述燃烧室连通的第一导热管。

优选的，所述牵引机构包括固定在所述挖泥船上的卷扬机、通过钢丝绳与所述卷扬机相连的滑轮，该滑轮位于所述挖泥船的船头；

所述钢丝绳一端连接在所述卷扬机上，其另一端固定于所述碎泥筒上。

优选的，所述清淤吸盘内由下而上设置有过滤网和格栅栏。

可选的，所述脱水室的四周缠绕有与所述燃烧室连通的第二导热管；

所述燃烧室的一侧设有鼓风机，用于将燃烧室内热量吹向所述第二导热管内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺及系统通过碎泥机构对河底淤泥进行充分粉碎，然后通过吸泥机构充分吸出粉碎后的淤泥，以彻底清洁河底的淤泥，被吸上来的淤泥进入沉淀池内进行沉淀，便于后期进行脱水作业，在脱水机构的燃烧室和脱水室的共同作用下发生脱水，显著提高淤泥的脱水速度，将浓缩淤泥输送到固化罐进行固化，并将固化剂和凝结剂一起输送到固化罐，对浓缩淤泥与固化材料进行充分搅拌得到固化土，并灌装到泥袋中。本发明的河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺脱水固化效果好，处理淤泥的效率高、成本低，作业全过程淤泥不落地、无需堆场、无二次污染，通过物理脱水、热处理和固化处理，实现淤泥的污染控制、脱水、干化，淤泥处理效率较高，有效地解决了淤泥的处置利用问题，从而实现河湖淤泥的固化处理利用及生态治理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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它附图。

图1是本发明实施例提供的河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺的流程图。

图2是本发明实施例提供的河湖淤泥脱水干化一体化处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作出创造性劳动的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。

在城市河湖清淤工程中，淤泥堆场用地困难，淤泥处理宜选用占地较小，能连续操作运行的快速干化工艺，以最大程度上减少占地及周边污染。同时，由于区域产业结构等历史遗留原因，片区范围内的河湖底泥中重金属含量较高。因此，在清淤底泥的处置过程中，需对其中的重金属进行固定化处理，使其不再溶出，达到《土壤环境质量标准(gb15618-1995)》中的规定限值。

为此，本发明提供了一种河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺及系统，如图1所示，本发明的河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺包括以下步骤：

s10、垃圾清理，对河湖岸边及水面上现有的垃圾、水葫芦进行清理，整洁水面和水上环境。

s20、底泥消毒，平均水深1m用生石灰0.18～0.22kg/m²，将生石灰放入木桶或水缸中化开后立即遍洒全河。

s30、底泥改良，将底泥改良剂用河水或自来水配制成液体喷洒，投加量为10～100g/m³。

s40、底泥挖掘，先使用挖泥船前端的碎泥机构20将河底的淤泥破散，再用挖泥船后端的吸泥机构30将淤泥吸到挖泥船10上。具体通过挖泥船10上的驱动电机带动碎泥机构20的碎泥筒21旋转，带动碎泥筒周向分布的搅泥刀片22转动，对河底的底泥进行破碎。通过挖泥船10上的牵引机构调整碎泥筒21在水中的位置，牵引机构的卷扬机71通过钢丝绳72和滑轮73带动碎泥筒21进行移动，将碎泥机构20放置于合适的位置，以更方便的对河底的淤泥进行破碎。转动吸泥机构30的旋转轴35，旋转轴35两侧的第一推进叶片36和第二推进叶片37将破碎的底泥推送到位于所述旋转轴的中间位置的吸泥管31的清淤吸盘34处，通过吸泥泵32和清淤吸盘34对淤泥进行吸取。

s50、泥水分离，使用沉淀池40将挖掘上来的淤泥进行沉淀，沉淀池上端的液体进行净化处理后，将处理后的清液排放到河中。

s60、底泥脱水，使用脱水机构50对沉淀池下端的泥浆进行快速脱水；将脱水机构50的燃烧室52内的热量通过第一导热管和第一导热管传导至脱水室，脱水室内的转轴53和螺旋叶片54对淤泥进行搅拌并脱水。

s70、底泥干化，采用固化罐60对底泥进行干化，将固化剂和凝结剂分别输送至固化罐内，再将脱水后的浓缩淤泥与固化剂和凝结剂充分搅拌得到固化土，然后将固化土灌装到泥袋中。其中，所述固化剂按重量比包括水泥10-15份、生石灰10-15份、聚氯化铝3-8份、蒙脱石5-10份、石膏2-5份、水凝胶5-10份和膨胀石墨5-10份；所述凝结剂包括重量分数为10％～20％的氢氧化钠溶液和重量分数为10％～20％的硫酸钠溶液，所述氢氧化钠溶液中溶质氢氧化钠的重量为所述固化剂中所述水泥的重量的0.6％～1.0％，所述硫酸钠溶液中溶质硫酸钠的重量为所述固化剂中所述水泥的重量的0.3％～0.6％。所述固化剂的制备方法是按重量份配料后，先将水泥10-15份、生石灰10-15份、聚氯化铝3-8份、蒙脱石5-10份、石膏2-5份搅拌均匀，然后放入加热炉中进行加热，温度为180-200℃，加热时间30min，冷却后与水凝胶5-10份和膨胀石墨5-10份混合，搅拌均匀即得固化剂。本发明中的淤泥固化剂可以降低高含水率淤泥的含水率，能够有效减小固化后淤泥的内部应变，防止开裂，并且固化强度高，固化时间短，能实现快凝、快硬，解决了大量淤泥沉积所造成的污染环境等问题，节能环保。

如图2所示，本发明的河湖淤泥脱水干化一体化处理系统包括挖泥船10、位于所述挖泥船前端的碎泥机构20、位于所述挖泥船后端的吸泥机构30，所述挖泥船10上还设有依次连接的沉淀池40、脱水机构50、固化罐60，所述沉淀池40与所述吸泥机构连接20。

具体地，本发明的碎泥机构20包括碎泥筒21和沿该碎泥筒的外圆周均匀分布的搅泥刀片22，所述碎泥筒21的两端通过链条23与挖泥船上的驱动电机连接，驱动电机工作进而可带动碎泥筒21旋转进行碎泥操作。所述吸泥机构30包括设置在所述挖泥船底部的吸泥管31和与该吸泥管31连通的吸泥泵32，所述吸泥管31的顶端通过可伸缩管33与所述吸泥泵32连接，所述吸泥管31的底端设置有清淤吸盘34，其中，清淤吸盘34的盘口位于旋转轴35的中间位置，所述旋转轴35的两侧形成有旋向相反的第一推进叶片36和第二推进叶片37，所述第一推进叶片36和第二推进叶片37均朝向清淤吸盘的盘口倾斜设置，破碎后的淤泥经第一推进叶片36和第二推进叶片37同时推送至清淤吸盘34的盘口并被吸入吸泥管31中，能够使淤泥在旋转轴35的中间位置形成一冲击区，使淤泥在此区域高度密集，方便吸泥泵32对淤泥进行吸取，淤泥推送含量更高，从而使河底淤泥清理更加简单有效，工作效率更高。所述清淤吸盘34内由下而上设置有过滤网和格栅栏，可以避免污泥堵塞清淤吸盘34，造成工作的中断，提高了工作效率，降低了维修费用，通过过滤网和格栅栏的设计，可以将水中的大颗粒、衣物或塑料袋等过滤，避免堵塞设备，延长了使用寿命。

本发明的挖泥船10上还设置有用于调整所述碎泥筒在水中的位置的牵引机构，该牵引机构包括固定在所述挖泥船上的卷扬机71、通过钢丝绳72与所述卷扬机71相连的滑轮73，该滑轮73位于所述挖泥船的船头，钢丝绳72的一端连接在所述卷扬机71上，其另一端固定于所述碎泥筒21上。通过牵引机构可根据河湖的水深，将碎泥机构20放置于合适的位置，以更方便的对河底的淤泥进行破碎。

本发明的脱水机构50包括筒体51，所述筒体51内部一侧设有燃烧室52，其内部另一侧为脱水室，所述筒体51的顶部设有处理箱80，所述处理箱80的一侧通过导气管81与所述筒体51的内部相连。筒体51内部的废气和细小灰尘，通过导气管81传导至处理箱80，经过其内部的化学反应分解废气转化为无害气体，沉积灰尘，然后排出筒体51，达到保护环境的目的。

另外，筒体51的顶部还设有与所述沉淀池40的出口进行连接的淤泥入口，絮凝后的淤泥通过淤泥入口进入到脱水机构50进行脱水，所述筒体51的底部固定有出水口。所述脱水室的中间位置设有转轴53，所述转轴53的外表面设有螺旋叶片54，所述螺旋叶片54的外表面呈螺旋状，可以缓慢的推动淤泥，增大淤泥与脱水室内部空气的接触面积，加快脱水效率。所述转轴53的内部具有与所述燃烧室连通的第一导热管，所述脱水室的四周缠绕有与所述燃烧室连通的第二导热管，并且，所述燃烧室的一侧设有鼓风机90，用于将燃烧室内热量吹向所述第二导热管内部，通过第一导热管和第二导热管可以在很短的时间内把燃烧室内的热量传导至脱水室内部，加快淤泥的脱水速度，提高脱水效率。

本发明的河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺及系统通过碎泥机构对河底淤泥进行充分粉碎，然后通过吸泥机构充分吸出粉碎后的淤泥，以彻底清洁河底的淤泥，被吸上来的淤泥进入沉淀池内进行沉淀，便于后期进行脱水作业，在脱水机构的燃烧室和脱水室的共同作用下发生脱水，显著提高淤泥的脱水速度，将浓缩淤泥输送到固化罐进行固化，并将固化剂和凝结剂一起输送到固化罐，对浓缩淤泥与固化材料进行充分搅拌得到固化土，并灌装到泥袋中。本发明的河湖淤泥脱水干化一体化处理工艺脱水固化效果好，处理淤泥的效率高、成本低，作业全过程淤泥不落地、无需堆场、无二次污染，通过物理脱水、热处理和固化处理，实现淤泥的污染控制、脱水、干化，淤泥处理效率较高，有效地解决了淤泥的处置利用问题，从而实现河湖淤泥的固化处理利用及生态治理。

以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。