过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理系统及方法与流程
本发明涉及过湿固体废弃物及不良土处理技术领域，尤其涉及到过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理系统及方法。
背景技术：
随着经济的快速发展，矿产资源的快速开发利用，产生了大量的工业废渣，我国城镇化的进程加快和市区大规模的棚户区改造项目的启动，产生了大量的建筑废渣，城市居民人口的聚集，也产生了海量的生活垃圾。特别是在建筑工程领域，地基开挖渣土、盾构泥浆、钻孔灌注浆、建筑垃圾等过湿固体废弃物及不良土广泛存在于我们生活当中，过湿固体废弃物及不良土是泥土和水混合而成的半流体物质，是黏土的微小颗粒在水中分散，并与水混合形成的半胶体悬浮液。过湿固体废弃物及不良土的天然含水率大于25%，且超过规范中规定的该类土作为路基填料所要求的上限值，需要经过脱水固化处理后才能回用，目前我国仅湖泊、河道拥有的淤泥类过湿固体废弃物，每年的采集量至少可达7000万吨，加上城市地铁盾构建设、地基开挖、桥梁钻孔灌注浆的泥浆，每年的总集量可达上亿吨以上，对过湿固体废弃物及不良土进行分类处理及资源化利用，有利于节能、环保、可持续发展的国家战略。
在过湿固体废弃物及不良土分类处理及资源化利用领域中需要实现泥水分离，处理后的浆液要达到排放标准或回收再利用的标准，固体废渣则要进行填埋、焚烧或资源化利用。目前过湿固体废弃物及不良土的处理方式主要采用晾晒脱水、机械压滤脱水减量，废弃堆放等，这种方式处理过湿固体废弃物及不良土的效率并不高，且泥水分离效果一般。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理系统及方法，能适合过湿固体废弃物及不良土大规模高效处理，且泥水分离效果较佳。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理系统，包括两个处理区域，两个所述的处理区域之间设置有通道，每个所述的处理区域内设置有多个一级沉淀池和一个二级沉淀池，多个所述的一级沉淀池围绕所述的二级沉淀池的外侧分布，每个一级沉淀池和二级沉淀池内分别设置有漂浮式搅拌装置，位于同一所述的处理区域内的相邻一级沉淀池之间设置有堆粗颗粒坑，每个所述的一级沉淀池的表面设置有一筛网，每个所述的一级沉淀池的上部与所述的二级沉淀池之间通过第一溢水通道相连通，所述的处理区域内还设置有用于启闭所述的第一溢水通道的第一启闭机构，所述的通道的中间设置有三级沉淀池，所述的三级沉淀池与两个所述的二级沉淀池的上部之间分别通过第二溢水通道相连通，每个所述的处理区域内设置有用于启闭对应所述的第二溢水通道的第二启闭机构，其中，所述的三级沉淀池的深度大于所述的二级沉淀池的深度，所述的二级沉淀池的深度大于所述的一级沉淀池的深度，所述的三级沉淀池内安装有水泵，所述的二级沉淀池内安装有气动隔膜泵。
所述的第一溢水通道内固定有第一过滤网板，所述的第一启闭机构包括第一挡水板和第一升降单元，所述的第一溢水通道的两侧设置有竖向分布的第一滑槽，所述的第一挡水板能上下移动设置在所述的第一滑槽内，所述的第一升降单元设置在所述的处理区域内，且用于控制所述的第一挡水板的上下移动。该结构中，第一滑槽的设置，对第一挡水板起到导向作用，当第一挡水板在第一升降单元作用下，向上移动时，第一过滤网板外露，过湿固体废弃物中的小颗粒混同水分进入到二级沉淀池中，大颗粒残渣则截留在一级沉淀池中，从而完成二级过滤。
所述的第一升降单元包括支架、丝杆、螺母套、调节电机、第一齿轮和与所述的第一齿轮啮合的第二齿轮，所述的支架固定在所述的处理区域内，所述的螺母套通过轴承可转动设置在所述的支架内，所述的螺母套的上端同轴固定有第一齿轮，所述的调节电机固定在所述的支架上，且用于驱动所述的第二齿轮转动，所述的丝杆的一端固定在所述的第一挡水板的上端，所述的丝杆的另一端与所述的螺母套螺纹配合。该结构中，当螺母套转动时，带动丝杆的上下移动，从而控制丝杆的上下升降，而螺母套的运动通过齿轮传动机构进行控制，采用齿轮传动机构一方面控制精准，另一方面具有良好的自锁性能，在具体工作时，调节电机转动，来驱动第二齿轮的转动，由于第一齿轮和第二齿轮啮合，在第二齿轮转动的同时第一齿轮同步转动，从而实现螺母套的转动。
所述的第二溢水通道内固定有第二过滤网板，所述的第二启闭机构包括第二挡水板和第二升降单元，所述的第二溢水通道的两侧设置有竖向分布的第二滑槽，所述的第二挡水板能上下移动设置在所述的第二滑槽内，所述的第二升降单元设置在所述的处理区域内，且用于控制所述的第二挡水板的上下移动。该结构中，第二滑槽的设置，对第二挡水板起到导向作用，当第二挡水板在第二升降单元作用下，向上移动时，第二过滤网板外露，过湿固体废弃物中的小颗粒混同水分进入到三级沉淀池中，大颗粒残渣则截留在二级沉淀池中，从而完成三级过滤，其中第二升降单元采用液压驱动或丝杆驱动。
优选地，所述的筛网与所述的处理区域之间设置有角度调整机构，所述的角度调整机构包括液压缸，所述的处理区域内开设有安装坑，所述的液压缸的缸体的底部铰接在所述的安装坑内，所述的筛网的一端铰接在所述的处理区域内，且靠近所述的堆粗颗粒坑，所述的筛网的另一端铰接在所述的液压缸的活塞杆上。该结构中，角度调整机构的设置用于调整筛网的俯仰角度，从而利于更好的卸料，完成一级筛选过滤。
优选地，所述的堆粗颗粒坑内设置有自内向外向下倾斜的导流斜面。其好处在于能够使残渣向外堆积，从而便于后期清理。
所述的漂浮式搅拌机构包括浮体、搅拌电机和搅拌桨，所述的搅拌电机固定在所述的浮体上，所述的搅拌桨同轴固定在所述的搅拌电机的输出轴上。该结构中，漂浮式搅拌机构的设置用于对一级沉淀池内和的二级沉淀池内过湿固体废弃物液进行搅拌，其能根据水位的升降进行自动调节，从而搅拌效果较佳。
所述的二级沉淀池内还设置有用于防板结的曝气装置。
一种过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理方法，采用固体废弃物及不良土多级重力分类处理系统，其步骤如下，
s1：将过湿固体废弃物及不良土按序依次投入到一级沉淀池的筛网中，筛网过滤后的过湿固体废弃物及不良土进入到一级沉淀池中，截留在筛网上的粗颗粒固体废弃物及不良土，则依靠筛网和重力作用分类出一级粗大颗粒，随后被投入到堆粗颗粒坑内，待堆粗颗粒坑堆满后，通过挖掘机进行清理，并通过自卸车运至堆场地区，完成一级粗大颗粒筛选分类；
s2：向装有过湿固体废弃物及不良土的一级沉淀池，加入适量的清水、絮凝剂、沉淀剂和泥水分散剂，漂浮式搅拌机构进行搅拌工作，之后静置沉淀3-4天后，开启第一启闭机构，使上部密度较低的混合液进入到二级沉淀池中；
s3：残留在一级沉淀池的过湿固体废弃物及不良土较粗颗粒通过挖掘机清理，并通过自卸车运至堆场地区，完成二级较粗颗粒的筛选分类；
s4：向二级沉淀池投入高效分散剂、絮凝剂以及泥颗粒电性调节剂，漂浮式搅拌机构进行搅拌工作，之后沉淀反应3~4天后，开启第二启闭机构，使混合液的上部清水进入到三级沉淀池中，清水排入三级沉淀池后，启动气动隔膜泵，将二级沉淀池中的絮凝状颗粒抽排向外部的脱水设备，进行机械脱水，完成三级较细颗粒的筛选分类；
s5：待一级沉淀池需要用水搅拌稀释新倾倒的过湿固体废弃物及不良土时，通过水泵将三级沉淀池的清水输送至一级沉淀池中，完成四级清水及超细颗粒的筛选分类和资源化自循环利用。
在步骤s4中还包括漂浮式搅拌机构进行搅拌工作的同时，向二级沉淀池底部充高压气体，以避免沉降废弃物的板结和搅拌均匀，以利用泥浆泵高效抽吸送入机械脱水设备的步骤。
与现有技术相比，本发明的优点在于：设置了多个一级沉淀池，利用重力作用，实现过湿固体废弃物及不良土内不同粒径颗粒的分类处理及自循环的资源化利用，从源头上开始筛选分类，降低了机械脱水处理的量，提高了处理效率，并且可以独立进行分时段处理，多个一级沉淀池之间的泥水分离各自沉淀，互不干扰，灵活性较高；粗颗粒堆坑的设置用于收集残留在筛网上的一级粗大颗粒筛选，以便于后期清理；二级沉淀池的设置用于接收经一级沉淀池初步过滤沉淀后的粒径和密度较大的二级过湿固体废弃物，并进行二次沉淀过滤，筛选出饱含絮凝剂和分散剂的清水，进入三级沉淀池中；第一启闭机构的设置则用于控制第一溢水通道的通断；气动隔膜泵的设置用于将二级沉淀池内较轻质量和较小粒径的过湿固体废弃物及渣土排向机械压滤脱水设备，完成三级较细颗粒的筛选分类；三级沉淀池的设置用于对最轻质量和最小粒径的过湿固体废弃物进行三次过滤，最终完成较为干净的饱含絮凝剂和分散剂的四级清水及超细颗粒的筛选，水泵的设置用于将水抽向一级沉淀池，用于新倾倒的地基开挖渣土、盾构泥浆、钻孔灌注浆、含水量高固体废弃物等过湿固体废弃物及不良土的加水稀释，使三级沉淀分离的四级清水及超细颗粒得到循环利用；通道的设置用于供大型车辆行驶，以便于车辆作业；本发明能适合全自动化的过湿固体废弃物及不良土大规模处理厂，且泥水分离效果高效，整个过程是依靠重力作用，不同区域分别自然沉淀，互不干扰，从而实现建筑渣土、盾构泥浆、建筑固体废弃等过湿固体废弃物及不良土按不同质量和粒径大小的多级重力分类，为后续的资源化分类及可循环利用奠定了源头的基础，符合固体废弃物分类处置的原则。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明中处理区域的结构示意图；
图4是本发明图3中a处的局部放大示意图；
图5是本发明中第一升降单元的立体结构示意图；
图6是本发明中筛网与液压缸配合时的立体结构示意图；
图7是本发明中堆粗颗粒坑的剖视图；
图8是本发明中漂浮式搅拌机构的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例一：如图所示，一种过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理系统，包括两个处理区域1，两个处理区域1之间设置有通道11，每个处理区域1内设置有多个一级沉淀池2和一个二级沉淀池3，多个一级沉淀池2围绕二级沉淀池3的外侧分布，每个一级沉淀池和二级沉淀池内分别设置有漂浮式搅拌装置7，位于同一处理区域1内的相邻一级沉淀池2之间设置有堆粗颗粒坑4，每个一级沉淀池2的表面设置有一筛网21，每个一级沉淀池2的上部与二级沉淀池3之间通过第一溢水通道22相连通，处理区域1内还设置有用于启闭第一溢水通道22的第一启闭机构23，通道11的中间设置有三级沉淀池5，三级沉淀池5与两个二级沉淀池3的上部之间分别通过第二溢水通道31相连通，每个处理区域1内设置有用于启闭对应第二溢水通道31的第二启闭机构32，其中，三级沉淀池5的深度大于二级沉淀池3的深度，二级沉淀池3的深度大于一级沉淀池2的深度，三级沉淀池5内安装有水泵51，二级沉淀池3内安装有用于输送稀释后较轻较小粒径的流体状的固体废弃物和不良土混合物的气动隔膜泵33。
优选地，第一溢水通道22内固定有第一过滤网板24，第一启闭机构23包括第一挡水板25和第一升降单元26，第一溢水通道22的两侧设置有竖向分布的第一滑槽27，第一挡水板25能上下移动设置在第一滑槽27内，第一升降单元26设置在处理区域1内，且用于控制第一挡水板25的上下移动。该结构中，第一滑槽27的设置，对第一挡水板25起到导向作用，当第一挡水板25在第一升降单元26作用下，向上移动时，第一过滤网板24外露，过湿固体废弃物中的小颗粒混同水分进入到二级沉淀池3中，大颗粒残渣则截留在一级沉淀池2中，从而完成二级过滤。
优选地，第一升降单元26包括支架261、丝杆262、螺母套263、调节电机264、第一齿轮265和与第一齿轮265啮合的第二齿轮266，支架261固定在处理区域1内，螺母套263通过轴承可转动设置在支架261内，螺母套263的上端同轴固定有第一齿轮265，调节电机264固定在支架261上，且用于驱动第二齿轮266转动，丝杆262的一端固定在第一挡水板25的上端，丝杆262的另一端与螺母套263螺纹配合。该结构中，当螺母套263转动时，带动丝杆262的上下移动，从而控制丝杆262的上下升降，而螺母套263的运动通过齿轮传动机构进行控制，采用齿轮传动机构一方面控制精准，另一方面具有良好的自锁性能，在具体工作时，调节电机264转动，来驱动第二齿轮266的转动，由于第一齿轮265和第二齿轮266啮合，在第二齿轮266转动的同时第一齿轮265同步转动，从而实现螺母套263的转动。
优选地，第二溢水通道31内固定有第二过滤网板34，第二启闭机构32包括第二挡水板35和第二升降单元36，第二溢水通道31的两侧设置有竖向分布的第二滑槽37，第二挡水板35能上下移动设置在第二滑槽37内，第二升降单元36设置在处理区域1内，且用于控制第一挡水板25的上下移动。该结构中，第二滑槽37的设置，对第二挡水板35起到导向作用，当第二挡水板35在第二升降单元36作用下，向上移动时，第二过滤网板34外露，过湿固体废弃物中的小颗粒混同水分进入到三级沉淀池5中，大颗粒残渣则截留在二级沉淀池3中，从而完成三级过滤，其中第二升降单元36采用液压驱动或丝杆262驱动。
优选地，筛网21与处理区域1之间设置有角度调整机构，角度调整机构包括液压缸6，处理区域1内开设有安装坑，液压缸6的缸体的底部铰接在安装坑内，筛网21的一端铰接在处理区域1内，且靠近堆粗颗粒坑4，筛网21的另一端铰接在液压缸6的活塞杆上。该结构中，角度调整机构的设置用于调整筛网21的俯仰角度，从而利于更好的卸料，完成一级筛选过滤。
优选地，堆粗颗粒坑4内设置有自内向外向下倾斜的导流斜面41。其好处在于能够使残渣向外堆积，从而便于后期清理。
优选地，漂浮式搅拌机构7包括浮体71、搅拌电机72和搅拌桨73，搅拌电机72固定在浮体71上，搅拌桨73同轴固定在搅拌电机72的输出轴上。该结构中，漂浮式搅拌机构7的设置用于对一级沉淀池2内和的二级沉淀池3内过湿固体废弃物液进行搅拌，其能根据水位的升降进行自动调节，从而搅拌效果较佳。
优选地，二级沉淀池3内还设置有用于防板结的曝气装置8。
优选地，动隔膜泵33位于二级沉淀池3的上部。
优选地，一种过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理系统中地面标高取为±0，每个一级沉淀池2面积为200平方米，一级沉淀池2标高为±0，深度为3米，总容量6
实施例二：一种过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理方法，采用实施例一中的过湿固体废弃物及不良土多级重力分类处理系统，其步骤如下，
s1：将过湿固体废弃物及不良土按序依次投入到一级沉淀池的筛网中，筛网过滤后的过湿固体废弃物及不良土进入到一级沉淀池中，截留在筛网上的粗颗粒固体废弃物及不良土，则依靠筛网和重力作用分类出一级粗大颗粒，随后被投入到堆粗颗粒坑内，待堆粗颗粒坑堆满后，通过挖掘机进行清理，并通过自卸车运至堆场地区，完成一级粗大颗粒筛选分类；
s2：向装有过湿固体废弃物及不良土的一级沉淀池，加入适量的清水、絮凝剂、沉淀剂和泥水分散剂，漂浮式搅拌机构进行搅拌工作，之后静置沉淀3-4天后，开启第一启闭机构，使上部密度较低的混合液进入到二级沉淀池中；
s3：残留在一级沉淀池的过湿固体废弃物及不良土较粗颗粒通过挖掘机清理，并通过自卸车运至堆场地区，完成二级较粗颗粒的筛选分类；
s4：向二级沉淀池投入高效分散剂、絮凝剂以及泥颗粒电性调节剂，漂浮式搅拌机构进行搅拌工作，之后沉淀反应3~4天后，开启第二启闭机构，使混合液的上部清水进入到三级沉淀池中，清水排入三级沉淀池后，启动气动隔膜泵，将二级沉淀池中的絮凝状颗粒抽排向外部的脱水设备，进行机械脱水，完成三级较细颗粒的筛选分类；
s5：待一级沉淀池需要用水搅拌稀释新倾倒的过湿固体废弃物及不良土时，通过水泵将三级沉淀池的清水输送至一级沉淀池中，完成四级清水及超细颗粒的筛选分类和资源化自循环利用。
在步骤s4中还包括漂浮式搅拌机构进行搅拌工作的同时，向二级沉淀池底部充高压气体，以避免沉降废弃物的板结和搅拌均匀，以利用泥浆泵高效抽吸送入机械脱水设备的步骤。其中，充高压气体是通过将设置在二级沉淀池底部的曝气装置通气实现的，这样能避免二级沉淀池池底的过湿固体废弃物及不良土沉降板结，利于搅拌成流体状。
每1000立方过湿固体废弃物及不良土处理效率对比
值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。
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