CN104988897B - 一种河道淤泥工厂化固结处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河道淤泥工厂化固结处理方法，属于河道治理技术领域，它包括以下步骤：(1)淤泥收集；(2)固液分离；(3)泥沙固结。本发明的技术方案通过高效的处理装置，可以对河道淤泥进行快速清理和固结，从而可以高效率疏浚河道，取得了诸多优异效果，解决了目前河道疏浚过程中淤泥处理成本高、泥沙运输过程中影响环境等诸多技术问题，可实现工业化操作，广泛应用于大规模的工厂化淤泥处理中。

Description

一种河道淤泥工厂化固结处理方法

技术领域

本发明涉及一种淤泥的处理方法，更特别地涉及一种河道淤泥工厂化固结处理方法，属于水利工程及河道治理技术领域。

背景技术

在我国，随着工业化进程以及城市化进程的加快，河道的淤积和人为填堵现象十分严重，这导致河床抬高、河道水面积及调蓄水量日益减少、防洪排涝能力及航运能力和水环境质量下降等诸多问题，并产生了日益严重的后果。

目前，河道疏浚过程中的淤泥处理工艺与现状主要有如下几种方法：

(1)就地堆放法：河道疏浚产生的大量淤泥的处理方式，是水利部门面临的一个重要难题，就地堆放，占用了大量耕地，还要赔偿青苗费、土地平整费等，大大提高了河道疏浚的成本。

(2)围堰排水法：采用袋装砂土叠筑、排水等措施进行清理，但处理周期长，运作成本高。泥沙运输过程中“滴、洒、漏”现象影响环境，同时泥沙堆放占地面积巨大，造成土地资源占用和浪费。

如上所述，这些传统的处理方法存在上述诸多缺陷，并且，这些淤泥处理措施，都是小规模集中化处理，不适合大规模工厂化生产，生产效率低。

为了解决这些问题，更好地实现河道流畅、环境保护等基本功能，人们对于河道淤泥的处理方法进行了大量的深入研究，并取得了诸多成果，例如：

CN104499522A公开了一种小型河道淤泥清理机，浮体(6)一端与船(1)连接，另一端通过淤泥接收槽(3)与淤泥运输机构(4)连接；挖泥机构(2)包括三个挖斗(13)，挖斗(13)通过液压缸A(12)与机械手臂(11)连接，机械手臂(11)装在液压缸B(14)上，三个液压缸B(14)装在主轴(15)上，主轴(15)通过异步电机动力机构A(5)装在浮体(6)中间；淤泥运输机构(4)包括两组多片挡板(10)，水平组挡板(10)由异步电机动力机构B(7)带动，水平组挡板(10)通过带轮机构(8)与倾斜组挡板(10)连接，倾斜组挡板(10)通过滚轮(9)与河岸连接。所述清理机能够机动、灵活地清除河道淤泥，减轻环卫工人的劳动强度，提高劳动效率。

CN104234179A公开了一种清除水沟淤泥的设备及方法，所述设备包含一车架，所述车架的底部设置车轮；还包括方向轮和挡板，所述车架的前部两侧设置所述方向轮，用以在水沟壁上滚动保持方向，所述车架的后部竖直设置所述挡板。当该清泥小车工作时，沿着水流流动方向，所述挡板与水沟壁之间形成一活动水池用以提高水面液位，水面液位的提高产生的压力和水流流动产生的压力共同推动挡板移动，使得位于挡板前面的淤泥随着挡板的移动而被清除，该清泥方法能利用水沟自身流水推动挡板而带走沟底淤泥。

CN104131588A公开了一种淤泥快速清理装置，包括一个机架，机架的前端为搅拌装置，中段为吸附管道，吸附管道中段为负压电机，末段为活动架体，使用时搅拌装置强力打散淤泥集块，使其成为粉碎状，通过吸附管道将淤泥吸附进行疏浚，吸附管道末段通过活动架体调节输送方向；搅拌装置为螺旋桨结构的刀片，刀片的旁边设置通水管道；搅拌装置上设置金属监测组件，当检测到强烈金属信号时保护性停止搅拌装置工作；金属监测组件包括提示模块，当出现异常时发出提示信息；提示信息的方式为声音或LED灯光显示；能将积块淤泥快速打散并将淤泥进行疏浚，为清理淤泥提供方便。

CN104060642A公开了一种搅拌式淤泥抽吸装置，包括一个机架(1)，机架前端为搅拌装置(2)，在搅拌装置后端连接吸尘管道(3)，吸尘管道终端为负压电机(4)，使用时搅拌装置(2)将积块的淤泥高速打散，通过吸尘管道强力进行吸附清理；在搅拌装置(2)上设置金属探测模块(5)，探测当前位置淤泥中的金属情况，在探测到金属时保护性体质，保护搅拌刀片；设置提示装置(6)，当探测到金属是发出警示信息；警示信息的方式为声音或LED灯光显示；机架(1)底部设置履带式步进轮(7)，方便在池底运动，适用于底层凝固的淤泥池的快速清理。

CN104058568A公开了一种泥浆淤泥处理方法，所述方法包括：1、将泥浆淤泥输送到集浆池中，流入集浆池中的泥浆淤泥在集浆池内进行过滤，直径大于3mm的垃圾由捞毛机清理出集浆池，过滤后的泥浆淤泥在集浆池内得到充分的搅拌；2、加聚合氧化铝和水；3、加聚丙烯酰胺和水；4、在调理罐二内得到充分搅拌后的泥浆淤泥通过螺杆泵被输送到压滤机中；5、在压滤机脱水后压滤水排出，泥浆淤泥形成泥饼；6、泥饼被输送带送出。该发明主要是针对废泥浆进行处理，处理效率高，降低处理成本。

CN103979264A公开了一种链板式淤泥输送机，包括由两个浮箱作为支点的连接框架，所述连接框架将一个或多个泥槽依次连接，每个泥槽中置有一个由若干个链板环绕而成的淤泥输送带，所述淤泥输送带包括四叶主动轮、五叶从动轮，在每个链板的中部竖直设有一焊接钢板，在其中一个浮箱上安装有一淤泥螺旋挤出机，所述淤泥螺旋挤出机包括泥箱体、设置在泥箱体上方的进泥口、在泥箱体一侧的缸体、挤出口、排泥口，泥箱体内紧靠进泥口设有数条碎泥栅，泥箱体中部设有螺杆，挤出口设置在临近淤泥螺旋挤出机的泥槽上方。通过上述结构，该发明可连续输送淤泥，工作效率高，且淤泥先经过粉碎再输送，降低了局部淤泥的压强，改善了淤泥由于压力过大而流动性大的弊端。

CN103364225A公开了一种淤泥质浮泥采集装置，包括以下部件：驱动缸、外套筒、取样筒、耳朵盖板、翻盖、控制圈和控制杆，驱动缸包括缸套、活塞和活塞杆；外套筒固定连接在缸套下方；取样筒可拆卸地安装在外套筒内部；耳朵盖板与活塞杆的下端固定连接，并可以封闭所述取样筒的上端开口；翻盖可翻转地安装在外套筒下端，并可以封闭取样筒的下端开口；控制圈位于取样筒的下方，用于挡住呈打开状态的翻盖；控制杆上端与耳朵盖板相连接，下端与控制圈相连接。驱动缸可以带动耳朵盖板和翻盖分别封闭取样筒的上端开口和下端开口，在取样筒封闭之前，无需提升采样装置，从而可以很好地保存泥样的原状性；并且不受环境、水深等影响。

CN102786148A公开了一种水底淤泥提升装置，漂浮在水面上的两条并列船形浮体由横跨的桥形支架连接为“工”字型的一体，在桥形支架中段的下方固定一个“7”字型的折弯中空排水筒，排水筒竖段的中心线上布置一个螺旋桨，排水筒下侧布置一根直形的吸水筒，排水筒与吸水筒之间为侧壁接触连接，在通孔内配置一根轴，轴两端分别水密封安装在排水筒和吸水筒侧壁上，吸水筒下端下垂，端口与水底淤泥表面相接触，下端可绕轴转动。所述装置不需要操作人员在下水前进行手动调节，装置下端可根据水体深度自动置于池底，操作大大简化；装置的吸入口能贴合起伏不定的底质淤泥表面，装置密封性好，保证了淤泥的提取抽吸效果。

CN102926419A公开了一种环保型淤泥管道输送的吸送装置，其包括工作缸、换向阀、吸头、表面膜液喷嘴、输料管道、接头、密封外罩。用于可塑状态和流动状态的淤泥，即天然含水量大于塑限的泥土的吸送。着力于缩短吸距，防止空气吸入，工作缸转换和提高吸送速度，解决了管道输送的淤泥吸送难题和搬运中的二次污染问题。不仅适用于土方搬运和城市污泥清运，而且在石油、化工、采矿、水利、建筑工程中有着广泛的用途。

CN102296656A公开了一种清除湖泊淤泥的方法和***，所述方法包括如下步骤：1、挖泥船(11)抽出沉淀在湖泊底部的淤泥；2、水上浮管(12)将淤泥送进第一浓缩池(13)；3、浓缩后的泥浆经过第一通道(31)送到泥浆运输船(14)；4、泥浆运输船(14)将泥浆运送到泵站(150；5、泵站(15)将泥浆运送到脱水站(16)；6、泥浆经过脱水站(16)，变成滤饼，滤饼经过第二通道(32)运送到综合利用站(17)进行综合利用。采用该发明中的方法和***清理湖泊淤泥，可以提高清除淤泥的工作效率；降低清除淤泥产生的污染；降低清除淤泥的成本。

如上所述，现有技术中已经报道了多种淤泥处理方法和/或装置，但对于新型的处理装置以及处理方法仍存在迫切的需求，这也是目前该领域中的研究热点和重点之一。该处理方法和装置的研究，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础所倚。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种河道淤泥工厂化固结处理方法，以解决目前河道疏浚过程中淤泥处理成本高、泥沙运输过程中影响环境的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种河道淤泥工厂化固结处理方法，所述河道淤泥工厂化固结处理方法包括以下步骤：

(1)淤泥收集；

(2)固液分离；

(3)泥沙固结。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述步骤(1)具体为：将搅拌自吸式船停靠在淤泥待处理区域，启动搅拌装置在水下淤泥层进行密闭搅拌，同时开启砂浆泵抽吸所形成的泥浆。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述步骤(2)具体为：启动真空滤带机，将砂浆泵抽吸的泥浆打入所述真空滤带机的滤带，所述真空滤带机的真空泵对泥浆进行真空吸附排水，清水直接排放至河流中，所得到的泥沙通过所述真空滤带机的刮板收集至运输船中。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述步骤(3)具体为：运输船将泥沙卸入固结池中，使用电极管进行电渗排水法进行处理，同时开启真空泵对电极管进行真空排水，排水结束后，泥沙完成固结。

该步骤中的电渗排水法属于公知技术，本领域技术人员可进行合适的选择，在此不再一一赘述。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，在步骤(1)中，首先将搅拌自吸式船停靠在淤泥待处理区域(即需要挖掘、处理的河道水面上)，然后搅拌装置在水下淤泥层进行密闭搅拌，从而将淤泥搅拌成泥浆，同时开启砂浆泵抽吸所形成的泥浆。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述搅拌自吸式船包括船体，所述船体的船舷上设置有两两对称的搅拌吸泥装置(即为4个)，所述船体的船仓内设有泥浆池，所述船体的甲板上设有所述真空滤带机。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述搅拌吸泥装置包括由液压动力装置驱动的转动动力头，所述转动动力头连接输泥管，所述输泥管包括搅拌管和与所述搅拌管依次通过接箍螺纹连接的若干导泥管。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述搅拌管包括管体，所述管体两端敞口且所述管体内固定安装有中心轴，所述中心轴上端固定安装有箅板，所述箅板位于搅拌管的管口位置，且所述箅板上开设有若干供淤泥通过的通孔，所述中心轴的下端设置有固定在管体上的若干沿中心轴径向分布的翅板，中心轴远离所述转动动力头的一段设有若干搅拌块(例如可为2-20块，可根据需要进行合适的数量选择)，所述中心轴上靠近所述转动动力头的一段设有输料螺旋。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述搅拌块在所述中心轴上螺旋布置(即呈螺旋状布置)。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述搅拌块包括固定设置于所述中心轴上的搅拌叶片，所述搅拌叶片上设有两条相对设置的凸棱，所述凸棱沿所述中心轴的径向延伸，两条所述凸棱之间形成导流沟槽；所述搅拌叶片上设有沿所述中心轴的轴向延伸的翼翅。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述搅拌管的端部且位于所述管体的外表面设有若干螺旋桨片，所述螺旋桨片与所述搅拌块位于同一端。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述四个搅拌吸泥装置分别设有独立的液控单元。

其中，所述液控单元属于机械领域的常用控制装置，在此不再一一赘述。

在本发明的一种河道淤泥工厂化固结处理方法中，所述真空滤带机的滤带的回程段位于水下。

如上所述，本发明提供了一种河道淤泥工厂化固结处理方法，该方法通过高效的处理装置，可以对河道淤泥进行快速清理和固结，从而可以高效率疏浚河道，取得了诸多优异效果，更具体的如下：

(1)采用这种工厂化的独特处理河道淤泥方法，与目前传统的方法对比，体现出很高的经济价值，河泥中富含氮、磷、钾元素，是一种很好的有机肥料，处理结束的泥土可以广泛用于肥田沃地，城市绿化建设的土壤，城市建筑工程建设中泥土的填方工程，砖瓦厂的砖瓦烧结材料等；传统的方法，由于淤泥堆积占用耕地，须赔偿青苗费和土地平整费的同时，还造成作物减产，使得国家并不宽裕的耕地面积变得更少；此法还可把河泥用来平整土地，使闲置的土地资源得到盘活利用；河泥填入耕地，可以针对一些地方因地下水超采而造成地表沉降、农田无法耕种的实际，抬高田面，改善农田的耕作条件。

(2)采用这种工厂化的独特处理河道淤泥方法，与目前传统的方法对比，同时也体现出了很高的环保价值：避免了传统方法运输过程中马路上产生的“滴，洒，漏”现象，干燥后而造成扬尘等环境污染，避免了传统方法中产生的淤泥浆就地堆放，一经下雨产生水土流失，流入河道等状况。

(3)采用这种工厂化的独特处理河道淤泥方法，适合大规模、流水化作业，大大提高了生产效率。

(4)由于泥浆池和真空滤带机设置在船体上，可直接在船体上实现泥浆的过滤等操作，从而提高了效率，极大地降低了所得泥沙的含水量，避免了运输过程中的“滴，洒，漏”现象，保护了环境，同时，真空滤带机的滤带的回程段位于水下，在工作过程中完成滤带的清洗，提高了固液分离的效率。

(5)由于四个搅拌吸泥装置分别设有独立的液控单元，可以分别单独控制，既能够利用螺旋桨片前行，也能够启动单独一侧的螺旋桨片同时停止另一侧的螺旋桨片进行转向，而不必启动船体的行进马达，在处理淤泥时实现了节能减排。

附图说明

图1是本发明实施例中搅拌自吸式船的结构示意图；

图2是本发明实施例中搅拌吸泥装置的局部放大图；

其中，在图1和图2中，各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件和/或部件。

图中：1、船体，2、搅拌管，3、导泥管，4、真空滤带机，401、滤带，402、转向辊，5、接箍，6、中心轴，7、箅板，8、通孔，9、输料螺旋，10、搅拌叶片，11、翼翅，12、凸棱，13、翅板，14、螺旋桨片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

如图1和图2共同所示，本发明所提供了一种河道淤泥工厂化固结处理方法，包括以下步骤：

(1)淤泥收集：将搅拌自吸式船停靠在淤泥待处理区域(即需要挖掘、处理的河道水面上)，然后搅拌装置在水下淤泥层进行密闭搅拌，从而将淤泥搅拌成泥浆，同时开启砂浆泵抽吸所形成的泥浆。

(2)固液分离：启动真空滤带机4，将砂浆泵抽吸的泥浆打入所述真空滤带机4的滤带401，真空滤带机4的真空泵(未示出)对泥沙混合物进行真空吸附排水，清水直接排放至河流中，得到的泥沙通过真空滤带机4的刮板(未示出)收集至旁边停靠的运输船(未示出)中(可将滤带401设计成延伸到旁边的运输船上方，类似于煤场或港口的皮带输送机的形式，从而顺利地将泥沙收集到运输船中)；

(3)泥沙固结：将电极管垂直***固定于固结池的底部，间距为2-2.2米，再将电极管与真空泵连接；待运输船将泥沙缓慢卸入固结池中后，平整泥沙，使用电渗排水法对已布好的电极管进行处理，同时开启真空泵对电极管进行真空排水；排水方式有两种，一种是持续排水，初期泥沙含水率较高，需持续排水，当出水量很小时停止；另一种是间隔排水，泥沙沉降过程中，水受挤压，形成积水后，可间隔排水，排水结束后完成泥沙的固结。

所述搅拌自吸式船包括船体1，船体1的船舷上设置有两两对称的搅拌吸泥装置(未示出)，船体1的船仓内设有泥浆池(未示出)，船体1的甲板上设有真空滤带机4，通过高压泵将泥浆池中的泥浆打入真空滤带机4，真空滤带机4进行固液分离后，水直接排入河道，刮板则将泥沙刮落到旁边停靠的运输船中。这种泥浆池、真空滤带机4均设置在船体1上的方式，避免了运输过程中的“滴、洒、漏”现象，提高了清淤效率，保护了环境。

所述搅拌吸泥装置包括由液压动力装置驱动的转动动力头，转动动力头连接输泥管，转动动力头在油田钻探中使用广泛，其结构和原理为公众所知，在此不再赘述。

所述输泥管包括搅拌管2和与搅拌管2依次通过接箍5螺纹连接的若干导泥管3，具体工作时，可以根据输泥管输出的淤泥状况得知搅拌管2目前所处的淤泥层深度，从而判断是否继续使用接箍5连接导泥管3。搅拌管2包括管体，管体两端敞口且管体内固定安装有中心轴6，具体地说，中心轴6上端固定安装一箅板7，箅板7位于搅拌管2的管口位置，且箅板7上开设有若干通孔8，供淤泥通过，而中心轴6的下端设置有固定在管体上的若干沿中心轴6径向分布的翅板13，搅拌管2转动时，翅板13可以将淤泥中的大块石头推离，避免石块进入搅拌管2，中心轴6远离转动动力头的一段设有若干搅拌块，中心轴6上靠近转动动力头的一段设有输料螺旋9，通过输泥管在转动动力头的作用下自身转动，搅拌块对水下淤泥进行搅拌，输料螺旋9将淤泥沿导泥管3输送至泥浆池。若干搅拌块在中心轴6上螺旋布置，在搅拌的同时，可以利用螺旋布置的搅拌块将淤泥进行提升。

搅拌块包括固定设置于中心轴6上的搅拌叶片10，搅拌叶片10上设有两条相对设置凸棱12，凸棱12沿中心轴6的径向延伸，两凸棱12之间形成导流沟槽；搅拌叶片10上设有沿中心轴6的轴向延伸的翼翅11，翼翅11起到搅拌作用，提高了搅拌叶片10的搅拌效果，而导流沟槽则起到将搅拌起的淤泥往上提升，以及有利于淤泥中水分的向下流出(起到降低淤泥的含水量，方便后续操作、减轻后续操作负担和压力等诸多有利效果)的作用。

搅拌管2的端部且位于管体的外表面设有若干螺旋桨片14，螺旋桨片14与搅拌块位于同一端。四个搅拌吸泥装置分别设有独立的液控单元，当搅拌自吸式船移动到需要处理淤泥的区域时，停止行进马达，开启所有液控单元进行搅拌吸料，吸料完成后，关闭船头两侧的搅拌吸泥装置，利用船尾两侧的搅拌吸泥装置的螺旋桨片14带动船体1缓慢前移一距离，进行地毯式淤泥处理，并且，也可以启动单独一侧的螺旋桨片14同时停止另一侧的螺旋桨片14进行船体1转向。

真空滤带机4的滤带401的回程段位于水下，具体的说，真空滤带机4有一个转向辊402安装在船体1的水下位置，滤带401环绕该转向辊402后回程段也位于水下，在工作过程中完成滤带401的在线清洗，避免了泥浆堵塞滤带401的网眼，提高了固液分离的效率。

本发明工厂化的独特河道淤泥的处理方法，适合大规模、流水化和工厂化作业与处理，从而大大提高了清淤和处理效率，具有良好的使用前景和潜力，在工业上具有显著的应用价值。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种河道淤泥工厂化固结处理方法，所述河道淤泥工厂化固结处理方法包括以下步骤：

(1)淤泥收集；

(2)固液分离；

(3)泥沙固结；

所述步骤(1)具体为：将搅拌自吸式船停靠在淤泥待处理区域，启动搅拌装置在水下淤泥层进行密闭搅拌，同时开启砂浆泵抽吸所形成的泥浆；

所述搅拌自吸式船包括船体，所述船体的船舷上设置有两两对称的搅拌吸泥装置，所述船体的船仓内设有泥浆池，所述船体的甲板上设有真空滤带机；

所述搅拌吸泥装置包括由液压动力装置驱动的转动动力头，所述转动动力头连接输泥管，所述输泥管包括搅拌管和与所述搅拌管依次通过接箍螺纹连接的若干导泥管；

所述搅拌管包括管体，所述管体两端敞口且所述管体内固定安装有中心轴，所述中心轴上端固定安装有箅板，所述箅板位于搅拌管的管口位置，且所述箅板上开设有若干供淤泥通过的通孔，所述中心轴的下端设置有固定在管体上的若干沿中心轴径向分布的翅板，中心轴远离所述转动动力头的一段设有若干搅拌块，所述中心轴上靠近所述转动动力头的一段设有输料螺旋；

所述搅拌块包括固定设置于所述中心轴上的搅拌叶片，所述搅拌叶片上设有两条相对设置的凸棱，所述凸棱沿所述中心轴的径向延伸，两条所述凸棱之间形成导流沟槽；所述搅拌叶片上设有沿所述中心轴的轴向延伸的翼翅。

2.如权利要求1所述的河道淤泥工厂化固结处理方法，所述步骤(2)具体为：启动真空滤带机，将砂浆泵抽吸的泥浆打入所述真空滤带机的滤带，所述真空滤带机的真空泵对泥浆进行真空吸附排水，清水直接排放至河流中，所得到的泥沙通过所述真空滤带机的刮板收集至运输船中。

3.如权利要求1所述的河道淤泥工厂化固结处理方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为：运输船将泥沙卸入固结池中，使用电极管进行电渗排水法处理，同时开启真空泵对电极管进行真空排水，排水结束后，泥沙完成固结。

4.如权利要求1所述的河道淤泥工厂化固结处理方法，其特征在于：所述搅拌块在所述中心轴上螺旋布置。

5.如权利要求1-4任一项所述的河道淤泥工厂化固结处理方法，其特征在于：所述搅拌管的端部且位于所述管体的外表面设有若干螺旋桨片，所述螺旋桨片与所述搅拌块位于同一端。