一种移动式通沟污泥处置车的制作方法

本发明属于市政公共服务技术领域，具体的说，涉及一种移动式通沟污泥处置车。

背景技术：

排水管道作为城市排水系统的重要组成部分，承担着城市生活污水、工业废水和雨水的收集和输送功能，是保障城市正常生产、生活和防洪的重要城市基础设施之一。

生活污水、雨水或工业污水流入污水管道、雨水管道或雨污混流管道不可避免地夹带一定量的生活垃圾、厨余垃圾、地面泥沙或工业废渣而进入管道，并在管道内发生囤积或堵塞，降低了管道的有效输送能力。

管道污水堵塞严重的，污水会自窨井盖溢出，污水泛滥伴随的恶臭气味影响周边居民的生活和工作；暴雨天囤积于管道内淤泥又会随雨水进入河道，造成水体污染，堵塞严重时，甚至引发雨季城市内涝灾害的发生。因此，要对排水管道内积存的通沟污泥作到及时与经常性清捞。然而，随着环境保护的要求的提高，还要求将清捞至地面的通沟污泥进行处置，避免产生二次污染。近年来，随着城市化进程的加快，排水管网的建设和维护相对滞后，夏季发生城市内涝的频次和破坏程度逐年增加，给城市生产、生活和人民财产安全带来严重影响。

目前，通沟污泥的清捞大都是人工作业，由于作业条件脏、乱、差，年轻人不愿意干此工作，大都是年纪大的非在编人员作此项作业，因此，有必要实行机械化方式清捞通沟污泥。

目前，对清捞至地面的通沟污泥处置现状是：

1.就地晾晒

人工自窨井清捞上来的通沟污泥含水率较高，无法远距离运输，基本由人力车、电动三轮车或小型污泥卡车运至城市相对偏僻地带就地排放了之。此种方法直接造成城市区域的二次污染，且由于隐蔽性污泥散发的臭气和有毒病菌的传播，直接危害附近居民的日常生活及身心健康，也是近年来污泥扰民投诉和群体上访事件增加的主要原因。

2.远郊晾晒

专业清捞机自窨井捞上来的通沟污泥含水率相对于人工清捞的低一些，但仍不能满足污泥填埋场的填埋要求。所以大多由大型污泥卡车或船运至城市远郊空地自然晾晒，最终，原地覆土绿化，或再转运至市政污泥填埋场。此种方法中，大量通沟污泥远距离运至郊外，一方面，运输途中产生滴漏和臭气污染沿途路面与周边环境；另一方面，通沟污泥露天堆存，无卫生处理，污泥中重金属渗入农田，不仅严重威胁农业生产安全和地下水资源，恶臭气体大面积扩散造成严重二次污染，同时浪费大量土地资源。

3.市区集中处置

市区选址建设清淤污泥处理站。将周边局部区域内清捞出的通沟污泥由专用车辆集中运至处理站，将其处理为大宗城市垃圾、有机杂物、砂石和剩余有机尾水。垃圾和有机杂物统一运至垃圾填埋场填埋，砂石建材利用或填埋，剩余有机尾水排入市政地下管道，流入污水处理厂统一处理。该方法弊端在于：

⑴处理站涉及建设征地、基建、机电设备安装和运行，以及进出车辆道路修建等，一次性投资高昂。

⑵服务半径受限。由于通沟污泥成分复杂，含水率高，不适于远距离运输，因此，处理站服务半径受到一定限制。

⑶处理站选址难，在城区，尤其是老城区很难落实处理站址。

⑷水力清洗砂石，包裹砂石的有机物去除率有限，灼减率都是5~10%，尚有恶臭气味，还不能用于大宗建筑材料，只能入填埋场。

(5)处理站剩余有机尾水排入地下管网点固定，极易在此处堵塞排水管道。

技术实现要素：

根据上述背景技术分析通沟污泥沿排水管线分散清捞的特点，为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供一种适用于通沟污泥处置的移动式处置车。本发明的通沟污泥处置车可以将区域内分散产生的污泥就地处理为城市垃圾、有机杂物、无机砂石和尾水，从而在污泥产地实现其减量化和无害化处置。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种移动式通沟污泥处置车，其包括全系统程序运行监控单元、平板卡车、以及安装在平板卡车上的依次连接的自动取泥单元、自动出料单元、污泥振动筛分单元、砂石分级洗涤单元和细沙洗涤脱水单元；

振动筛分单元分离出的生活垃圾，砂石分级洗涤单元分离出的粗砂石和有机杂物，以及细沙洗涤脱水单元分离出的细砂石由平板卡车运载至附近的中转站；其中：

所述自动取泥单元为抓斗式取泥单元，包括抓斗和机械臂，抓斗安装在机械臂的一端；

所述砂石分级洗涤单元包括洗砂机，所述洗砂机为水力超声砂石分级洗涤机；

所述平板卡车上设置封闭外罩，所述封闭外罩由外罩骨架、侧面外罩和顶棚外罩组成；所述侧面外罩由若干个卷帘门组成，顶棚外罩包括固定顶棚和若干个移动顶棚，固定顶棚位于顶棚外罩的前端，每个移动顶棚依次顺序展开，同时卷帘门关闭时，平板卡车呈封闭未工作状态；若干个移动顶棚依次回缩时，回缩至固定顶棚的下方，且卷帘门打开，平板卡车处于工作状态。

本发明中，所述固定顶棚直接固定在处置车顶的前端驾驶室之上；每个移动顶棚的底部四角均连接有四个导轨滑块，导轨滑块可以在其下对应的导轨上自由滑动，每个移动顶棚能够依次沿导轨展开覆盖全车顶部，也可沿导轨依次回缩至固定顶棚之下;驱动电机带动齿型皮带传动，齿型皮带传动通过传动轴与两侧的齿型皮带相连接，两个连接块分别固定在齿型皮带上且与分别于最内侧移动顶棚的一对导轨滑块相连接。当顶棚外罩关闭时，由驱动电机驱动的两侧齿型皮带的连接块牵引与之相连接的导轨滑块依次碰触其它移动顶棚导轨滑块，使每个移动顶棚顺序收缩至固定顶棚之下，或顺序展开覆盖全车的顶部。

本发明中，自动出料单元为螺旋式自动出料单元，其包括污泥仓和排料螺旋；自动取泥单元抓取的通沟污泥存在污泥仓中，排料螺旋置于污泥仓底部，将污泥仓中的通沟污泥排出送至污泥振动筛分单元。

本发明中，污泥振动筛分单元包括振动筛，振动筛设置一层从进料端至出料端筛孔间距分布逐渐加密的圆孔平板筛面，筛孔直径8~12mm；筛面上筛出的大宗生活垃圾经清水喷淋装置冲洗，再经振动筛后段振动脱水后通过振动筛出料口，排入垃圾桶内。筛面下的泥沙和水通过渣浆泵加压后泵入洗砂机。本发明中，洗砂机的底部依次连接静态脱水装置、输送设备将洗干净的粗砂排入粗砂桶；洗砂机的顶部溢流口连接有机碎物振动筛，筛面碎物输送至有机碎物桶；筛下的泥砂和水通过渣浆泵泵入细沙洗涤脱水单元。

本发明中，所述细砂洗涤脱水单元包括细砂超声洗涤机、旋流器和离心脱水机；有机碎物振动筛的筛下细泥砂及污水先通过渣浆泵泵入细砂超声洗涤机进行超声洗涤；之后洗涤液给入旋流器进行初步的固液分离，旋流器底流浓度较高的细沙水进入离心脱水机强化固液分离，离心脱水机分离出的细砂石输送至细砂桶内，离心机离心液作为尾水回流窨井。

本发明中，生活垃圾、粗砂石、有机杂物和细砂石分离后分别存放在相应的桶器内；可通过自动取泥单元的机械臂将各桶器吊到平板卡车上随处置车一起移动。

本发明中，系统动力由平板卡车上设置的发电机提供，发电机传动轴与平板卡车的底盘传动轴皮带传动相连接，通过汽车柴油发动机提供动力自发电，无需额外配置柴油机发电机组。

本发明中，全系统运行监控单元，包括plc程序控制单元与配电柜，全系统可按设定程序控制在相应仪表传感器监控下自动运行，系统也可手动控制运行。

本发明的移动式处置车在污泥产地将其处理成大宗生活垃圾、有机杂物、粗砂石、细砂石和有机尾水。有机尾水返流回窨井,流往专业污水处理厂无害处理。生活垃圾，有机杂物和砂石分别储存于专用存储桶内，直至存储桶全部盛满后随车一起寄送至通沟污泥处理产物指定寄存点，再由生活垃圾或有机杂物由专业运输车载收集后，分别送往垃圾焚烧厂或填埋厂；砂石物料专业运输车辆收集后送往建筑材料厂或填埋厂。

本发明能克服传统吸污车上大容积污泥储罐，运送高含水污泥穿梭城区，浪费能源与污染环境的技术问题，适用于通沟污泥的处置。和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明的移动式处理车在污泥产地将其处理成大宗生活垃圾、有机杂物、粗砂石、细砂石和有机尾水。减少运输途中携带高含水率污泥所造成的运输成本及污泥滴漏造成的环境二次污染。有机尾水返流回窨井，保证碳源不流失有利于专业污水处理厂无害处理。

2、本发明的移动式处理车现场处理方式可以解决通沟污泥的乱排乱放问题，避免污泥露天堆存、无卫生处理所造成的环境问题和病毒传播。

3、本发明的移动式处理车现场处理方式可以解决集中式污泥处理站所具有的基础建设一次性投入成本高、服务半径受限、处理站选址难等问题，提供一种分散性、就地解决的新途径。

4、本发明的平板卡车上的外罩容易打开与关闭，在不影响通沟污泥处置效率、节省设备所占空间的同时，使通沟污设备在卡车运输和停靠过程得到可靠的保护；

5、本发明中外罩上轨道的每条导轨之间存在缝隙，当遇到下雨天气时，雨水可以顺着外罩轮廓透过导轨间隙流入到排水槽中去，从而顺着外罩侧壁流出车外，同时，本发明的平板卡车的平板设置排水口，保证车内设备不受雨水的淋湿而产生的设备故障。

6、本发明中采用的粗砂石洗砂机采用了水力流化床洗涤与超声洗涤有机结合的方式，大大提高了粗砂的洗涤分离效率。

7、本发明还可用于处置黑臭水体清淤污泥，能避免污泥塘占用土地资源和臭气污染问题。

附图说明

图1是实施例的通沟污泥处理系统流程图。

图2是移动式通沟污泥处置车总体结构图。

图3是外罩封闭式移动通沟污泥处置车外形图。

图4是外罩打开式移动通沟污泥处置车结构图。

图5是外罩打开式移动通沟污泥处置车局部结构图。

图6是外罩打开式移动通沟污泥处置车局部结构细节图。

图7是外罩关闭式移动通沟污泥处置车局部结构图。

图中标号：1-安全桩；2-空垃圾桶；3-平板卡车；4-格栅；5-电控溢流阀；6-溢流管；7-闸板阀；8-垃圾存满桶；9-砂石存满桶；10-有机物桶；11，12-尾水管；13，14-窨井；15-抓斗；16-机械臂；17-污泥仓；18-排料螺旋；19-振动筛；20，21-清水喷淋装置；22,27,37-溜槽；23-垃圾桶；24-洗砂机；25-有机物振动筛；26-振动筛接水槽；28-有机碎物桶；29-有机物振动筛接水槽；30，32，41，53-渣浆泵；31-细沙超声洗涤机；33-旋流器；34-离心脱水机；35-螺旋输送机；36-细沙桶；39-粗砂桶；40-清水箱；42-清水泵；43,44-尾水回流窨井管路；45-清水补充管路；46-清水箱排水管路；47-振动筛清水喷淋管路；48-洗砂机进水管路；49-液压站；50-发电机；51-plc程序控制柜；52-配电柜;54-外罩；55-固定顶棚；56-外罩侧棚；57-外罩骨架；58、69、70和71-移动顶棚；66-振动筛筛面；67-静态脱水装置；68-有机物振动筛筛面；72、73、74、75、76、77和78-卷帘门；79-外罩导轨；80-外罩顶棚；81-平板卡车排水口；82-驱动电机；83-齿型皮带；84-排水槽；85-连接块；86，87，88,89导轨滑块；90-齿型轮带传动；91-传动轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1和图2所示，将移动式通沟污泥处置系统集成于平板卡车3之上。从车辆的尾端至头端依次设置如下系统：自动取泥单元、自动排泥单元、污泥振动筛分单元、砂石分级洗涤单元、细沙洗涤脱水单元和全系统程序运行监控单元。

所述自动取泥单元，用于抓取窨井内的通沟污泥；所述自动排泥单元，用于将污泥仓内的通沟污泥排出送至污泥振动筛分单元；所述污泥振动筛分单元，用于从污泥中分离出大宗生活垃圾，并将剩余的污泥及尾水送至砂石分级洗涤单元；所述砂石分级洗涤单元，用于从剩余的污泥中分离出粗砂石和有机碎物和细沙；细砂石随水进入细沙洗涤脱水单元；所述细沙洗涤脱水单元，用于分离出洁净细砂石和尾水；平板卡车3将处理后产物运载至附近的中转站；所述全系统程序运行监控单元，包括plc程序控制柜51和配电柜52；用于对全系统进行预定程序控制或手动控制，在监测仪表和传感器监控下实现系统的自动运行。具体如下：

⑴自动取泥单元，包括抓斗15、机械臂16和污泥仓17。机械臂上安装有适用于抓取污泥的抓斗15，当机械臂16运动到窨井口13上方时，抓斗15伸入到窨井13中，抓斗15抓取污泥，通过机械臂16提升将污泥存放于污泥仓17内。

⑵自动排泥单元，包括污泥仓17、自动排料螺旋18。自动排料螺旋18位于污泥仓17底部，排料螺旋18启动时，推动存放于污泥仓17内的污泥排出，进入振动筛分单元61。

⑶污泥振动筛分单元，包括振动筛19、振动筛接水槽26、振动筛筛面66、清水喷淋装置20和21、清水喷淋管路47、水泵41、溜槽27、和垃圾桶23。振动筛19设置一层从进料端至出料端筛孔间距分布逐渐加密的圆孔平板筛面，筛孔直径8~12mm。振动筛筛面66上筛出的大宗生活垃圾经筛面66上、下层设置的清水喷淋装置20和21冲洗干净，经振动筛19出料口落入螺旋输送机22，再排入垃圾桶23内。振动筛筛面66下的物料落入振动筛接水槽26，经渣浆泵53泵送至砂石分级洗涤单元32内。

⑷砂石分级洗涤单元，包括水力超声砂石分级洗涤机24、渣浆泵30、渣浆泵32、渣浆泵53、阀门f4、阀门f7，有机物振动筛25、溜槽27、溜槽37、有机物桶28、粗砂桶39、有机物振动筛25和有机碎物桶28。振动筛筛面66下物料落入其下的振动筛接水槽26，物料经渣浆泵53泵送至进洗砂机24，洗砂机24为水力超声砂石分级洗涤机，其分级粒径0.1～2mm左右，大于0.1～2mm的粗砂沉入洗砂机24的下部，经管路48外部给入高压清水，形成粗砂石液固流化床，充分洗涤掉砂石上粘附的有机质细泥，同时，位于洗砂机24中部棱柱段外侧平面的超声振子发射高频超声波，加大有机细泥的洗涤强度。之后，洗涤后的粗砂石经洗砂机24附带的静态脱水装置67送至溜槽37，再排入粗砂桶39内。水力超声砂石分级洗涤机上部水面漂浮的有机碎物和0.1～2mm的细砂石，在充入的大量洗涤水推动下沿其溢流堰溢流出洗砂机24，进入有机物振动筛25，有机物振动筛筛面68为不锈钢焊接筛网，筛网间隙可设置为1～3mm。有机物振动筛筛面68上设清水喷管52，有机碎物经溜槽27排入有机碎物桶28内。

⑸细沙洗涤脱水单元，包括有机物振动筛25、有机物振动筛接水槽29、渣浆泵30、渣浆泵32、电控阀门f5、电控阀门f6、细沙超声洗涤机31、回流管路43,44、管道泵42、旋流器33、离心脱水机34、溜槽37、螺旋输送机35、细沙桶36、粗砂桶39、清水箱40。有机物振动筛25的筛下物料落入其下有机物振动筛接水槽29，通过渣浆泵30泵入细沙超声洗涤机31中进行洗涤，随后洗涤液经由渣浆泵32送入旋流器33中进行分级，从旋流器33溢流排出的尾水经管路43回流至窨井14，旋流器33的底流细沙进入离心脱水机34固液分离，离心液经回流管路44回流窨井14，离心脱水机34分离出的细砂石经螺旋输送机35，再排入细沙桶35内。

(6)全系统程序运行监控单元，包括plc程序控制柜51、配电柜52、电控阀门，监测仪表和传感器。对车载工作系统的设备和电控阀门等进行预定程序控制或手动控制，并在监测仪表和传感器监控下，实现系统污泥管路，水路，气路，液压站49和电气线路有序、准确和安全运行。

最后，当污泥仓17内的通沟污泥处置完成后，通过机械臂16将垃圾桶23、有机物桶28、细沙桶36、粗砂桶39吊起放至于平板卡车3上，到达下一通沟污泥处置地点后重复上述作业流程。待垃圾桶23、有机碎物桶28、细沙桶36、粗砂桶39内的物料存满后，随移动式处置车运至指定的处理后产物中专站，等待后续的专业运输车辆将砂石、垃圾、有机物等运送至砂石处理厂或者垃圾焚烧厂。

系统中还包括发电机50，为系统提供动力且尽可能减少发电机所占空间，所设置的发电机50主轴与车辆发动机传动主轴相连，通过卡车柴油发动机带动传动主轴的转动为发电机提供动力，无需额外配置柴油机发电机组。此外，系统动力也可由外接现场动力电源提供。

如图3所示，该移动式通沟污泥处置车在非作业时间，设置处置设施封闭外罩54，防止灰尘或者雨露浸入车厢内部。封闭外罩54由外罩骨架57、侧面外罩56和顶棚外罩80组成。侧面外罩由卷帘门72、73、74、75、76、77和78组成。顶棚外罩80由固定顶棚55轨道79、移动顶棚58、69、70、71、导轨滑块86、87、88、99、连接块85、齿型皮带83组成。车外罩封闭时，移动顶棚55与各卷帘门处于图中所示位置，保持封闭状态。

如图4所示，当移动式通沟污泥处置车处于工作状态时，移动顶棚58、69、70、71依次沿轨道79回缩至固定顶棚55下，卷帘门72、73、74、75、76、77和78向上卷起，为机械臂工作与设备进出物料提供作业空间。同时车平板上还设有排水口81，用以排出设备清洗维护产生的污水和意外进入设备内部的雨水等。本实施例的优点在于外罩可以灵活打开与关闭，节省设备所占空间的同时，便于装置设备在卡车运输和停靠过程得到可靠的保护。

如图5所示，驱动电机82与齿型皮带传动90相连接，齿型皮带传动90通过传动轴91与两端的齿型皮带83相连接，连接块85固定在齿型皮带83上且与移动顶棚71的导轨滑块相连接，每个移动顶棚底部四角固定安装有4个导轨滑块可以沿着其下对应的导轨自由滑动，靠车头端的一对导轨滑块称为该移动顶棚的前端滑块，靠车尾端的一对导轨滑块称为后端滑块。当驱动电机82进行转动时，依次通过齿型皮带传动90、传动轴91、两侧齿型皮带83传动并带动固定在齿型皮带83上的一对连接块85移动，连接块85带动与其相连接的最内侧移动顶棚71的后端导轨滑块86移动，从而使得移动顶棚71移动。移动顶棚71的后端导轨滑块86通过触碰移动顶棚70的后端导轨滑块87，从而推动移动顶棚70移动，以此运动方式，移动顶棚69、移动顶棚58相继移动，到达图示位置，顶棚移动外罩58、69、70全部缩到固定外罩55之下完成顶部外罩的打开状态。

相应的，当驱动电机82反向转动，依次通过齿型皮带传动90、传动轴91、齿型皮带83传动并带动固定在两端的齿型皮带83上的连接块85移动，连接块85带动与其相连接的移动顶棚71的后端导轨滑块86反向移动，从而使得移动顶棚71朝相反方向移动。位移动顶棚71的前端导轨滑块88同时反向移动，与移动顶棚70的后端导轨滑块89通过直接碰触，推动移动顶棚70向车后方移动，以此运动方式，移动顶棚69、移动顶棚58相继移动，到达图6所示位置，完成顶部外罩的打开状态。

外罩导轨79的每条导轨之间存在缝隙，当遇到下雨天气时，雨水可以顺着外罩轮廓透过导轨间隙流入到排水槽84中去，从而顺着外罩侧壁流出车外，保证车内设备不受雨水的淋湿而产生的设备故障。