一种固化和砂滤为一体处理湖泊底泥装置及其处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于湖泊生态治理装置领域，具体涉及一种固化和砂滤为一体处理湖泊底 泥装置。
【背景技术】
[0002] 在内陆湖泊治理行业都知道，浅水湖泊中的淤泥需定期进行收集和处理，否则，随 着淤泥的增多，不仅会减少湖泊的蓄水量，还会降低湖水的水质。目前，对浅水湖泊中的淤 泥处理方法主要有两种，一种方法是先采用抓斗将湖底的淤泥抓到运泥船上，再通过运泥 船将淤泥运到岸上的淤泥堆放或后期在堆场进行搅拌、泥水分离和固化处理等后续处理； 另一种方法是先采用带有螺旋切削头的绞吸式淤泥收集装置在对湖底的淤泥进行搅拌的 同时将淤泥吸取和栗送到岸上的淤泥堆场进行堆放，或后期在堆场进行泥水分离和固化处 理等后续处理。在内陆湖泊治理行业都知道，淤泥的上层为浮泥，容易流动。当采用前一种 方法用抓斗挖掘湖底淤泥时，会使上层的浮泥漂移到其它地方。而淤泥中的污染物大都处 在浮泥中。因此，采用抓斗收集淤泥，不仅难以改善浅水湖泊的水质，而且浮泥吸不上来，治 理效果不好。采用带有螺旋切削头的绞吸式淤泥收集装置收集淤泥，是在对湖底的淤泥进 行搅拌的同时将淤泥吸到岸上，由于湖底高低不平，在对湖底的淤泥进行搅吸过程中，不可 避免地会将湖底产生扰动，会使淤泥上层的浮泥漂流到其它地方，因此，采用后一种方法同 样是难以最大限度地清除湖底浮泥，治理效率不高。另一方面，由于上述两种方法都需采用 运泥船或输送管道把收集出来的淤泥输送到岸上的淤泥堆场进行处理，不能在现场就地进 行处理，需要运送淤泥的运输工具或管道，使得治理成本较高。又由于需要在岸上设置淤泥 堆场，不仅占用耕地，还会对环境带来二次污染。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种固化和砂滤为一体处理湖泊底泥装置， 包括:掘泥犁1，第一抽泥装置2，底泥池3，絮凝剂池4，第一泥水输水装置5，第一砂滤器6，第 二砂滤器7，泥水过滤池8，清水排放管9，第二泥水输水装置10，第三泥水输水装置11，泥水 分离装置12,储泥池13,第二抽泥装置14,固化料存放池15,螺旋搅拌装置16,皮带输送机 17,运泥船18,浮动平台19,控制系统20;所述掘泥犁1与底泥池3之间设有第一抽泥装置2， 所述底泥池3下方设有浮动平台19，所述浮动平台19 一侧设有运泥船18，所述浮动平台19与 运泥船18之间设有皮带输送机17,所述底泥池3与第一砂滤器6、第二砂滤器7及泥水过滤池 8之间通过第一泥水输水装置5相连接，所述泥水过滤池8的侧壁底部设有清水排放管9,所 述底泥池3与泥水分离装置12之间设有第三泥水输水装置11，所述第一砂滤器6底部与泥水 分离装置12之间设有第二泥水输水装置10,所述泥水分离装置12与储泥池13之间设有第二 抽泥装置14,所述储泥池13与固化料存放池15的下方设有螺旋搅拌装置16,三者贯通;在浮 动平台19的上方设有控制系统20;所述絮凝剂池4下方与底泥池3之间设有絮凝剂出料管， 二者通过絮凝剂出料管连接;所述第一砂滤器6上方与第二砂滤器7下方圆锥部位出口处通 过管道相连接;所述第一砂滤器6上方与第二砂滤器7内部均设有压差控制装置，压差控制 装置与控制系统20通过导线连接。
[0004] 进一步的，所述掘泥犁1与浮动平台19传动连接，掘泥犁1的斜面与水平面夹角示 为β，所述邱勺范围值在15~60°之间，掘泥犁1角度受控制系统20控制并可调节。
[0005] 进一步的，所述底泥池3包括:倾斜过滤板3-1，底泥池搅拌装置3-2,过滤板角度电 机3-3，混凝效果监测仪3-4;所述倾斜过滤板3-1位于底泥池3内部底泥进口处，倾斜过滤板 3- 1底边与过滤板角度电机3-3转动连接，倾斜过滤板3-1与水平面夹角示为α，所述α范围值 为30~60° ;所述倾斜过滤板3-1表面均勾分布着大量的小孔，数量为100~500,孔径大小为 30~50mm;所述底泥池搅拌装置3-2位于底泥池3中部，底泥池搅拌装置3-2的数量为1~5 个，多个底泥池搅拌装置3-2平行等距排列，相邻二个底泥池搅拌装置3-2间距为300~ 500mm，底泥池搅拌装置3-2与控制系统20导线连接;所述底泥池搅拌装置3-2由搅拌电机， 转动轴，搅拌叶片组成，所述转动轴一端与搅拌电机转动连接，另一端深入底泥池3底部，所 述搅拌叶片与转动轴垂直固定连接，搅拌叶片的数量为4~8个，多个搅拌叶片组成四组，四 组搅拌叶片竖直平行排列，相邻二组间距为30~50cm，每组搅拌叶片为4个，相邻二个搅拌 叶片以转动轴为圆心等角度排列;所述过滤板角度电机3-3位于底泥池3外部，过滤板角度 电机3-3控制倾斜过滤板3-1在α角度范围内转动;所述混凝效果监测仪3-4位于底泥池3内 侧上部，混凝效果监测仪3-4与控制系统20导线连接。
[0006] 进一步的，所述泥水过滤池8包括:泥水过滤板8-1，角度微调电机8-2,滤板同步悬 臂8-3,进泥管电磁阀8-4，C0D监测仪8-5;所述泥水过滤板8-1位于泥水过滤池8上中部，泥 水过滤板8-1的表面均勾分布着大量的过滤孔，数量为200~600个，孔径大小为1mm~10mm， 泥水过滤板8-1为倾斜结构，泥水过滤板8-1与水平面夹角示为γ，所述γ的范围值为15~ 30°，泥水过滤板8-1的数量为2~8个，多个泥水过滤板8-1上下γ角度错位排列;所述滤板 同步悬臂8-3-端与多个泥水过滤板8-1转动连接，滤板同步悬臂8-3另一端与角度微调电 机8-2驱动链接;角度微调电机8-2带动滤板同步悬臂8-3对多个泥水过滤板8-1角度可控调 节，角度微调电机8-2与控制系统20通过导线连接;所述C0D监测仪8-5位于泥水过滤池8上 部内侧，C0D监测仪8-5与控制系统20通过导线连接;所述进泥管电磁阀8-4与进泥管串联， 进泥管电磁阀8-4与控制系统20通过导线连接。
[0007] 进一步的，所述螺旋搅拌装置16包括:螺旋搅拌机16-1，外壳16-2，主轴16-3，螺旋 搅拌叶轮16-4，出料口 16-5，轴温检测器16-6;所述主轴16-3固定在螺旋搅拌机16-1的输出 端，所述主轴16-3上固定有螺旋搅拌叶轮16-4,所述螺旋搅拌叶轮16-4数量为3~5个，相邻 螺旋搅拌叶轮16-4间距为10mm~20mm，螺旋搅拌叶轮16-4依次两两垂直均匀排布，所述主 轴16-3及螺旋搅拌叶轮16-4均以主轴16-3中心轴线为轴心做圆周旋转运动;所述出料口 16-5用销轴固定在外壳16-2尾部位置，出料口 16-5斜面与水平面夹角示为δ，所述δ范围值 为20~80°;轴温检测器16-6所述位于螺旋搅拌机16-1与主轴16-3之间，轴温检测器16-6中 的感温探头与主轴16-3紧密贴合，轴温检测器16-6与控制系统20通过导线连接。
[0008] 进一步的，所述螺旋搅拌叶轮16-4包括:矩形搅拌叶片16-4-1，弧形搅拌叶片16- 4- 2;所述矩形搅拌叶片16-4-1为矩形结构，其长30cm~180cm，其宽为30cm~180cm，其矩形 截面为3cm~10cm X 3cm~10cm，在矩形搅拌叶片16-4-1的上下部分别设有弧形搅拌叶片 16-4-2,上下二个弧形搅拌叶片16-4-2对称固定在矩形搅拌框16-4-1两个对立面上，其中 一面弧形搅拌叶片16-4-2两端分别固定在矩形搅拌框16-4-1对角线位置，另一面固定在另 外两个对角线上;所述弧形搅拌叶片16-4-2弧高为30cm~150cm，半径为30cm~150cm。
[0009] 进一步的，所述第一抽泥装置2、第一泥水输水装置5、第一砂滤器6、第二砂滤器7、 第二泥水输水装置10、第三泥水输水装置11、第二抽泥装置14、皮带输送机17均与控制系统 20导线控制连接。
[0010] 进一步的，所述螺旋搅拌叶轮16-4由高分子材料压模成型，螺旋搅拌叶轮16-4的 组成成分和制造过程如下： 一、 螺旋搅拌叶轮16-4组成成分： 按重量份数计，四甲基乙撑二胺7~35份，三乙烯四胺15~26份，对乙基苯酚9~40份， 一氯三溴甲烷1~10份，二氯乙基铝6~22份，异辛酸亚锡7~20份，聚乙烯醇7~20份，浓度 为llppm~130ppm的异氛酸乙酯400~600份，苯基间苯甲酸10~25份，对甲苯苯甲酸14~33 份，交联剂9~25份，硝酸苯甲酸8~26份，高邻苯二酸3~19份，二丁氨基甲酸乙酯6~17份， 十六烷酸乙酯2~12份； 所述交联剂为邻氯苯甲酸、十二烷醇、硫二甘醇中的任意一种； 二、 螺旋搅拌叶轮16-4的制造过程，包含以下步骤： 第1步、在反应釜中加入电导率为0.008yS/cm~0.04yS/cm的超纯水300~800份，启动 反应釜内搅拌器，转速为120rpm~210rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至45°C~60 °C;依次加入四甲基乙撑二胺、三乙烯四胺、对乙基苯酚，搅拌至完全溶解，调节pH值为3.5 ~6.5,将搅拌器转速调至75rpm~96rpm，温度为55~75°C，酯化反应3~12小时； 第2步、取一氯三溴甲烷、二氯乙基铝进行粉碎，粉末粒径为430~530目；加入异辛酸亚 锡混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为21~53mm，采用剂量为1.36kGy~4.36kGy、能量为 1 · 55MeV~9 · 58MeV的α射线辐照18~40分钟； 第3步、经第2步处理的混合粉末溶于聚乙烯醇中，加入反应釜，搅拌器转速为46rpm~ 87rpm，温度为75°C~90°C，启动真空栗使反应釜的真空度达到_0.07MPa~-0.04MPa，保持 此状态反应4~12小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.009~0.030MPa，保温静置1 ~5小时；搅拌器转速提升至90rpm~175rpm，同时反应爸泄压至OMPa;依次加入异氰酸乙 酯、苯基间苯甲酸、对甲苯苯甲酸完