CN102814079B - 一种用于泥浆快速浓缩的浓缩*** - Google Patents
一种用于泥浆快速浓缩的浓缩*** Download PDFInfo
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Abstract
一种用于泥浆快速浓缩的浓缩***，包括圆柱形浓缩池和位于浓缩池底部的抽泥管道，浓缩池在距池底1/3-1/5深度处设置真空抽滤管，浓缩池侧壁上设置支架，用以支撑真空抽滤管，浓缩池壁上留有真空抽滤管外接口，真空抽滤管经真空抽滤管外接口延伸至浓缩池外，并通过三通接口与抽真空装置和空压机相连，在三通接口与抽真空装置之间的导水管上设置有阀门和真空表，在三通接口与空压机之间的泵气管上设置有阀门和气压表。所述真空抽滤管呈螺旋环状，盘绕在同一平面内，最外圈管道与浓缩池池壁间隔50-60cm；相比单纯依靠自重作用实现泥浆浓缩的方法，本发明提供的浓缩***通过重力和负压压差共同作用实现泥浆浓缩，大幅度提升了浓缩效率。
Description
技术领域
本发明涉及泥浆浓缩处理技术，具体的说是一种用于泥浆快速浓缩的浓缩***。
背景技术
为了改善河湖水质、保证河道正常的泄洪能力和通航能力，我国的湖泊、河道都在开展大规模的疏浚和清淤工程。同时城市隧道工程使用泥水盾构开挖时也会产生大量废弃工程泥浆，这些工程泥浆含水率高，密度低，难以直接利用。现有的处理方法有通过旋流分离、板框压滤的泥水分离技术，或者在堆场中进行沉淀、储存技术。这些技术大部分存在占用土地面积大、处理成本高、设备投入大等问题。因此，根据工艺需求，需要在应用这些现有技术之前对工程泥浆进行浓缩减量，以提高处理的效率。
常规的浓缩设备在污水厂污泥的处理中经常使用，但由于工程泥浆的产量大，发生的速度快，浓缩的要求高，常规的浓缩设备难以在处理能力上满足要求。常规浓缩技术是指将污泥置于浓缩池中，利用污泥中固体颗粒与水之间的相对密度差实现泥水分离的重力浓缩法，常规浓缩设备是由钢筋混凝土浓缩池、中心进泥管、上清液溢流堰、底泥排除管、刮泥机、搅动栅构成，运行负荷一般为 50～90 kg / m2·d，浓缩周期大于 12 h，浓缩周期长。因此，对于大量工程泥浆的脱水，必须寻求快速、高效的浓缩方法。根据这一工程需求，开发了用于泥浆快速浓缩的浓缩***，利用防淤堵真空抽滤原理促进泥浆快速浓缩，以实现泥浆快速减量，提高泥浆处理效率，减少泥浆处理成本。
发明内容
本发明目的是为了提供一种用于泥浆快速浓缩的浓缩***，实现泥浆快速浓缩，缩小泥浆处置占地规模，减少后续泥浆处理量，提高处理效率，确保清淤、盾构隧道等工程顺利实施。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于泥浆快速浓缩的浓缩***，包括浓缩池和位于浓缩池底部的抽泥管道，浓缩池在距池底1/3-1/5深度处设置真空抽滤管，浓缩池侧壁上设置支架，用以支撑真空抽滤管，浓缩池壁上留有真空抽滤管外接口，真空抽滤管经真空抽滤管外接口延伸至浓缩池外，并通过三通接口与抽真空装置和空压机相连，在三通接口与抽真空装置之间的导水管上设置有阀门和真空表，在三通接口与空压机之间的泵气管上设置有阀门和气压表。
所述真空抽滤管呈螺旋环状，盘绕在同一平面内，相邻管道间隔40-50cm，最外圈管道与浓缩池池壁间隔50-60cm，真空抽滤管盘绕圈数由浓缩池的内径决定。
所述真空抽滤管由四部分构成，从内到外依次为抽真空管、土工布袋、砂层、土工布袋；抽真空管外套一层土工布袋，防止砂进入管内，砂层作为滤层，具备允许水透过而阻隔泥浆颗粒通过的渗滤能力，由土工布袋包裹。利用砂作为组成滤层的材料，选取D15为砂层控制粒径（D15表示小于某粒径的砂粒占总量的15%对应的粒径值），d85为泥浆控制粒径(d85表示小于某粒径的砂粒占总量的85%对应的粒径值)，设计滤层时控制D15/ d85≤5，确保滤层具备允许水稳定渗透而将泥浆颗粒阻隔在滤层之外的渗滤能力；
所述抽真空管由镀锌铁管制成，直径为50-70mm，抽真空管管壁上钻有直径为8-10mm的滤水孔，以传递负压和滤水，孔距50mm，三角形排列，抽真空管带孔部分管壁外套一层土工布袋，其等效孔径略小于砂颗粒最小粒径且具备足够的抗拉能力。
所述土工布袋的等效孔径稍小于滤层颗粒的最小粒径且具备足够的抗拉能力；土工布袋通过一端密封，另一端用卡箍式柔性管接头固定在抽真空管上的方式实现密封，土工布袋上每隔50-70mm缠绕铅丝，确保滤层的稳定性和整体性。
所述支架由十字型交叉的钢桁架组成，支架依据真空抽滤管产生的荷载大小进行设计，支架与真空抽滤管由十字形扣件搭接，螺栓固定。
所述浓缩池上部呈圆柱状，下部呈漏斗状，有效深度为5-7m，直径为6-8m，浓缩池底坡度设置为1:6-1:4。
真空抽滤管通过三通接口与真空泵和空压机连接。浓缩时运行真空泵进行抽滤，真空抽滤管所在平面形成一个均匀的负压区，泥浆颗粒和絮体在重力以及压差作用下快速沉降、聚集，泥浆中水被抽出，泥浆颗粒被阻隔于真空抽滤管外，逐渐累积形成泥皮，当泥皮阻碍水排出时，关闭真空泵接口阀门，打开空压机接口阀门，通过空压机向真空抽滤管泵气进行反冲洗，将聚集在真空抽滤管周围的泥皮吹脱以恢复滤层的渗滤能力；吹落的泥皮聚集在浓缩池底部，浓缩池底部形成高浓度泥浆区，通过抽泥管道持续收集底部高浓缩泥浆。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
（1）相比单纯依靠自重作用实现泥浆浓缩的方法，本发明提供的浓缩***通过重力和负压压差共同作用实现泥浆浓缩，大幅度提升了浓缩效率；
（2）真空抽滤管呈螺旋环状布置在同一平面内，可以在浓缩池中形成均匀的负压层，可最大限度地提供泥浆进行渗滤的有效面积，同时为反冲洗以及浓泥浆向下部沉降预留足够空隙；
（3）滤层根据泥浆级配进行配置，具备允许泥浆中水分渗入并将泥浆颗粒阻隔在滤层表面的渗滤能力；
（4）针对滤层会淤堵的问题，设计了反冲洗工艺，避免了滤层淤堵失效的问题。
附图说明
图1：本发明用于泥浆快速浓缩的浓缩***结构示意图；
图2：真空抽滤管结构示意图；
图3：真空抽滤管剖面示意图。
其中：1、浓缩池；2、支架 ；3、真空抽滤管；4、抽泥管道；5、真空抽滤管外接口；6、阀门；7、三通接口；8、泵气管；9、导水管；10、气压表；11、真空表；12、抽真空装置；13、空压机；14、抽真空管；15、土工布袋；16、砂层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
图1：本发明用于泥浆快速浓缩的浓缩***结构示意图，图2：真空抽滤管结构示意图，图3：真空抽滤管剖面示意图。参照图1-3，一种用于泥浆快速浓缩的浓缩***，包括浓缩池1和位于浓缩池1下方的抽泥管道4，浓缩池1上部呈圆柱状，下部呈漏斗状，有效深度为6m，直径为7m，浓缩池1底坡度设置为1:5，真空抽滤管3固定在距池底在1.5m处；浓缩池侧壁上设置支架2，支架2由十字型交叉的钢桁架组成，支架与真空抽滤管3由十字形扣件搭接，螺栓固定。浓缩池1壁上留有真空抽滤管外接口5，真空抽滤管3经真空抽滤管外接口5延伸至浓缩池1外，并通过三通接口7与抽真空装置12和空压机13相连，在三通接口7与抽真空装置12之间的导水管9上设置有阀门6和真空表11，在三通接口7与空压机13之间的泵气管8上设置有阀门6和气压表10。真空抽滤管3呈螺旋环状，盘绕在同一平面内，真空抽滤管管径为15cm，管道盘绕3圈，最外圈管道与浓缩池池壁间隔60cm，相邻管道间距设置为45cm；真空抽滤管3由四部分构成，从内到外依次为抽真空管14、土工布袋15、砂层16、土工布袋15；抽真空管14直径为60mm，抽真空管外套一层土工布袋15，再向外是直径为15cm的土工布袋15，两层土工布间充填粒径为0.5-1mm、厚度为5cm的砂；砂层作为滤层，具备允许水透过而阻隔泥浆颗粒通过的渗滤能力，由土工布袋15包裹。土工布袋15通过一端密封，另一端用卡箍式柔性管接头固定在抽真空管上的方式实现密封，土工布袋上每隔60mm缠绕铅丝，确保滤层的稳定性和整体性。抽真空管14由镀锌铁管制成，直径为60mm，抽真空管管壁上钻有直径为9mm的滤水孔，以传递负压和滤水，孔距50mm，三角形排列，抽真空管带孔部分管壁外套一层土工布袋，其等效孔径略小于砂颗粒最小粒径且具备足够的抗拉能力。
采用上述用于泥浆快速浓缩的浓缩***，对江苏一湖泊底泥进行清淤，疏浚泥浆的密度为1.1g/cm3；在船上通过传送装置将泥浆输送至网格约为2cm振动筛，过滤掉泥浆颗粒杂质；过滤后的泥浆连续注入浓缩池，浓缩时运行真空泵进行抽滤，真空抽滤管所在平面形成一个均匀的负压区，泥浆颗粒和絮体在重力以及压差作用下快速沉降、聚集，泥浆中水被抽出，泥浆颗粒被阻隔于真空抽滤管外，逐渐累积形成泥皮，当泥皮阻碍水排出时，关闭真空泵接口阀门，打开空压机接口阀门，通过空压机向真空抽滤管泵气进行反冲洗，将聚集在真空抽滤管周围的泥皮吹脱以恢复滤层的渗滤能力；吹落的泥皮聚集在浓缩池底部，浓缩池底部形成高浓度泥浆区，通过抽泥管道持续收集底部高浓缩泥浆。相比单纯依靠自重作用实现泥浆浓缩的方法，本发明通过重力和负压压差共同作用实现泥浆浓缩，大幅度提升了浓缩效率。
Claims (3)
1.一种用于泥浆快速浓缩的浓缩***，包括浓缩池(1)和位于浓缩池(1)下方的抽泥管道(4)，其特征在于：浓缩池(1)在距池底1/3-1/5深度处设置真空抽滤管(3)，浓缩池(1)侧壁上设置支架(2)，用以支撑真空抽滤管(3)，浓缩池壁上留有真空抽滤管外接口(5)，真空抽滤管(3)经真空抽滤管外接口(5)延伸至浓缩池(1)外，并通过三通接口(7)与抽真空装置(12)和空压机(13)相连，在三通接口(7)与抽真空装置(12)之间的导水管(9)上设置有阀门(6)和真空表(11)，在三通接口(7)与空压机(13)之间的泵气管(8)上设置有阀门(6)和气压表(10)；
所述真空抽滤管(3)呈蚊香环状，盘绕在同一平面内，相邻管道间隔40-50cm，最外圈管道与浓缩池壁间隔50-60cm；
所述真空抽滤管(3)由四部分构成，从内到外依次为抽真空管(14)、土工布袋(15)、砂层(16)、土工布袋(15)；所述砂层(16) 选取D15为砂层控制粒径，d85为泥浆控制粒径，滤层D15/ d85≤5；
所述抽真空管(14)由镀锌铁管制成，直径为50-70mm，抽真空管(14)管壁上钻有直径为8-10mm的滤水孔，孔距50mm，三角形排列，抽真空管(14)带孔部分管壁外套一层土工布袋；
所述土工布袋(15)通过一端密封，另一端用卡箍式柔性管接头固定在抽真空管上的方式实现密封，土工布袋(15)上每隔50-70mm缠绕铅丝。
2.根据权利要求1所述的一种用于泥浆快速浓缩的浓缩***，其特征在于：所述支架(2)由十字型交叉的钢桁架组成，支架(2)与真空抽滤管(3)由十字形扣件搭接，螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的一种用于泥浆快速浓缩的浓缩***，其特征在于：所述浓缩池(1) 上部呈圆柱状，下部呈漏斗状，有效深度为5-7m，直径为6-8m，浓缩池底坡度设置为1:6-1:4。
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