淤泥固化方法与搅拌设备与流程

本发明涉及一种淤泥固化方法与搅拌设备。

背景技术：

固化是疏波淤泥资源化利用的主要方式，但疏浚淤泥中有机质含量较高时会严重影响其固化效果，因此提出使用酒精溶液对疏浚淤泥进行前处理以降低其有机质含量，从而提高其固化性能。

现检索到中国水利学会学术年会论文中，有一篇由柴朝晖，杨国录，刘同宦，王茜共同发表的主题为一种提高疏浚淤泥固化性能的方法的论文，其中阐述了通过酒精除去淤泥中有机质的方法；

需将淤泥进行风干，研磨过目筛后装袋用于酒精反应，除去淤泥中的有机质，该方法优点在反应操作简单、且对环境污染少。

但是，由于湖底各个边沿的淤泥中有机含量不相同，单位重量的淤泥对酒精的体量要求有所不同；在酒精反应容器一定的情况下，若采用同样的比例酒精融合于不同的淤泥，对于有机质含量较低的淤泥，会因为酒精过量使多余酒精挥发让费。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种淤泥固化方法，通过搅拌桨淤泥进行混合，达到单位体积淤泥中有机质含量，提高酒精处理的利用率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种淤泥固化方法，第一步：对沿河床段采取的淤泥进行有机质含量的检测，按有机质含量进行淤泥的分类标号；

第二步：将分类标号的淤泥按有机含量由小至大的反比例进行淤泥的混合，并通过搅拌设备利用搅拌桨公转伴随自传的方式进行搅拌；

第三步：对搅拌后的淤泥依次进行风干、筛选，筛选后的淤泥颗粒放入酒精溶液中进行混合；

第四步：对酒精溶液挥发后的淤泥与固化剂混合固化，然后进行养护。

通过采用上述技术方案，通过检测，先判定个水床淤泥中有机质的含量，判定方法可以采用通过取样淤泥，然后用重铬酸钾氧化外加热法测定泥样中有机质含量；

分类标号，有利于后期淤泥混合处理；酒精反应的器皿大小是有限的，若放置的都是有机质含量较高的淤泥，极有可能出现，器皿中加满酒精也难以满足该类淤泥中高含量有机质的反应；

按照有机质含量反比投料，使得混合后的有单位立方淤泥中有机质的含量控制6%-30%，便于后期酒精与淤泥的充分反应。

采用公转带有自传的搅拌方式，更加有效的将各个类别中的有机质进行混合。

采用风干的目的是减少淤泥中的水分对酒精溶液中酒精容量比的影响，使得配好的酒精溶液可更加精准的按照混合反应要求进行除去有机质的反应。

筛选的目的在于除去一些大颗粒杂质，减少杂质对有机质与酒精的反应；

将淤泥通过固化剂固化并且养护后，新的淤泥具有较强的结构强度。

较佳的，第二步骤，搅拌设备中安装有来回上顶的破拱杆，破拱杆推动淤泥至搅拌桨处。

通过采用上述技术方案，搅拌桨以公转与自传配合的方式进行搅拌，具有提高搅拌桨辐射面积，提高搅拌效率的效果。

较佳的，第三步中，酒精溶液中酒精浓度采用41%，酒精溶液与淤泥的液固比例采用54：1。

通过采用上述技术方案，通过单因素试验：得到酒精处理最佳条件为：处理时间47分钟、酒精浓度41%、液固比54：1，相应有机物去除率为51.1%。

较佳的，第三步中，对风干后淤泥采用100目筛选取出颗粒。

通过采用上述技术方案，100目筛选取出颗粒，该颗粒大小的淤泥与酒精反应时最为快捷、充分。

本发明的第二目的是提供一种搅拌设备，达到均匀混合淤泥的效果达到单位体积淤泥中有机质含量，提高酒精处理的利用率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于淤泥固化方法的搅拌设备，包括承接搅拌料的容器、与旋轴线呈夹角并置于容器内的转轴、套设于转轴的搅拌桨、同时驱动搅拌浆绕转轴旋转以及驱动转轴绕旋轴线旋转的驱动组件。

通过采用上述技术方案，转轴绕着旋轴线转动，实现了搅拌桨的公转，其转轴的工作轨迹形成一个锥面；搅拌桨绕转轴的轴线实现了搅拌桨的自转，提高在搅拌桨下淤泥的混合度，通过驱动组件同步控制搅拌桨与转轴各自转动，减少人力对动力源的采购。

较佳的，驱动组件包括旋转动力源，转轴与旋转动力源带连动，搅拌桨与旋转动力源齿轮连动。

通过采用上述技术方案，旋转动力源以带传动与齿轮传动的同步实现了搅拌桨与转轴的同步转动。

较佳的，容器固定有架体，架体旋转连接有主轴，主轴与转轴交叉固定形成所述夹角；

架体上固定有支撑环，所述搅拌桨设有旋转滑移于支撑环的球形面块。

通过采用上述技术方案，支撑环用于搅拌桨的穿射转动，其通过对球形面块的支撑，起到对了对搅拌桨以及转轴的支撑；同时球形面较为光顺，有利于减少搅拌桨相对支撑环公转时两者的摩擦力。

较佳的，搅拌桨与转轴之间套设轴向活动的轴套。

通过采用上述技术方案，其目的是为了减少搅拌桨与转轴两者相对转动产生的摩擦阻力。

较佳的，所述容器底部包括滑插设置的破拱杆、弹性密封于容器与破拱杆之间的密封件、驱动破拱杆往复伸缩于容器的曲柄滑移机构，破拱杆置于搅拌桨公转范围内，所述驱动组件包括带动曲柄滑移机构的旋转动力源。

通过采用上述技术方案，破拱杆将淤泥朝搅拌桨方向顶出，有利提高搅拌桨对淤泥的混合效率；而且淤泥容易在搅拌桨公转范围内发生推挤，通过破拱杆可以有效的减少推挤现象的发生；密封件的作用在于破拱杆相对容器的滑移时，坚守容器发生漏料现象。

较佳的，还包括多组向容器输料的螺旋输送机。

通过采用上述技术方案，多组螺旋输送机可将多类淤泥同时的投放在容器中进行搅拌。

综上所述，本发明具有以下有益效果：淤泥按其中有机质含量的反比进行混合，使得混合后单位体积的淤泥中含有预定的有机质含量，便于酒精溶液与淤泥中有机质在有限的容器中充分反应，提高淤泥固化后的效果。

破拱杆将容器中心的淤泥朝搅拌桨工作的位置推移，提高设备对各类淤泥的搅拌效率与质量。

附图说明

图1是实施例2的结构示意图；

图2是实施例2除去螺旋输送机的正视图；

图3是实施例2切除容器部分外壳的内部结构示意图；

图4是实施例2中转轴与搅拌桨配合后的纵剖视图。

图中：

1、容器；11、出料口；

2、螺旋输送机；3、聚料斗；4、支架；5、架体；

61、连动轴；62、轴架；63、竖锥齿轮；64、横锥齿轮；65、电机；66、横轴；67、转盘；68、连杆；69、破拱杆。

71、圆锥端；72、密封件；

81、皮带；82、主轴；83、旋轴线；84、转轴；85、搅拌桨；

86、大齿轮；87、小齿轮；88、支撑环；89、球形面块；

91、上挡环；92、下挡环；93、轴套。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种淤泥固化方法，

第一步：对沿河床段采取的淤泥进行取样，取样为原始泥样0.3克，然后用重铬酸钾氧化外加热法测定原始泥样中有机质含量；

按有机质含量对河床位置的淤泥进行标号，标号采用数字1、2、3、4标记，在标记排上登记相应的有机质含量数值；

第二步：将分类标号的淤泥按有机含量由小至大的反比例进行淤泥的混合；

有机质含量为10%的1号淤泥，有机质含量为15%的2号淤泥，有机质含量为20%的3号淤泥；

在混合时，1号淤泥：2号淤泥：3号淤泥的体积比为3：2:1，进行混合，混合后的淤泥中有机质含量为13%。

按照淤泥的投放比例将各类淤泥通过螺旋输送机投放在搅拌设备中，搅拌桨以公转带动自传的方式，对淤泥进行混合搅拌；

并且在搅拌过程中，搅拌设备下方不停的有破拱杆上捅淤泥，使得淤泥向搅拌桨方向移动，提高搅拌效率。

第三步：对搅拌后的淤泥依次进行将其置于50度恒温鼓风干燥箱中干燥，然后通过100目筛选取出混合后的淤泥颗粒，筛选后的淤泥颗粒放入酒精溶液中进行混合；

酒精溶液中酒精浓度采用41%，酒精溶液与淤泥的液固比例采用54：1，反应时间为47分钟，改反应后淤泥中有机质的去除率达到50%。

第四步：对酒精溶液挥发后的淤泥与固化剂混合固化。固化剂，其由以下重量配比的组分制备得到：30份的粉煤灰，22份的膨胀树脂，16份的水泥，7份的水玻璃,11份的硅藻土，10份的生石灰，6份氢氧化钠，3份的硫酸铝，8份的聚丙烯酰胺，6份的高氯酸镁，5份的石英砂混合制得，具有较强的粘性。

然后对固化后的淤泥进行养护24小时。

实施例2，用于实施例1中淤泥搅拌的设备。

如图1所示，包括桶状的容器1，容器1的侧壁焊接有聚料斗3，聚料斗3与容器1相互连通，聚料斗3内的淤泥可以进入到容器1中。

而在地面上，安装三个倾斜放置的螺旋输送机2，螺旋输送机2的上端向聚料斗3吐料，螺旋输送机2的下端用于收集淤泥。通过三个螺旋输送机2可以同时向聚料斗3内投放三种类别的淤泥。

容器1的下端焊接有四个支架4，支架4将容器1顶起，为容器1下端的曲柄滑移机构提供空间，曲柄滑移机构向容器1内来回顶起，将容器1中心的淤泥分散到边沿。

在容器1的下端开设有出料口11，出料口11滑插有一个挡板，挡板对出料口11封堵，挡板用于控制出料口11的开闭，对混合后的淤泥进行排放。

容器1的上端安装架体5，架体5上连接有转轴84、搅拌桨85与驱动机构。

如图2所示，架体5上固定有旋转动力源，也就是电机65。

电机65的输出轴竖直向下，输出轴的下端固定有竖直的连动轴61，连动轴61上套设有轴架62，轴架62对输出轴的轴肩起到隔挡支撑作用。

输出轴穿过轴架62的下端固定有竖锥齿轮63轮，同时竖锥齿轮63咬合有横锥齿轮64。支架4上焊接有一块板，板上穿射有横轴66；横轴66的左端与竖锥齿轮63固定，横轴66的右端固定有转盘67。

如图3所示，转盘67的偏心位置铰接有连杆68，连杆68上交接有破拱杆69；破拱杆69竖直滑插在容器1底部，其破拱杆69置于容器1的中心处，在容器1加厚且竖向加长的桶壁约束下，破拱杆69只能竖向的来回移动。

在电机65的驱动下，转盘67旋转，带动铰接的破拱杆69在容器1内来回的上下移动。

破拱杆69在容器1内的上端为圆锥端71，且圆锥端71的直径大于破拱杆69的直径，该设计便于将容器1中心的淤泥推动到容器1圆周边沿的搅拌桨85位置。

而在破拱杆69与容器1的内底之间固定有密封件72，该密封件72为环形的橡胶片。

而在连动轴61上焊接有左带轮；

架体5上旋转连接有竖直的主轴82，主轴82可以饶自身轴线旋转，主轴82上固定有右带轮；左带轮与右带轮之间套有皮带81，故电机65通过皮带81的传动实现主轴82旋转。

主轴82的下端焊接有转轴84，转轴84的轴线与主轴82的轴线呈一个夹角，夹角为锐角，本实施例为30度；主轴82的轴线及为旋轴线83。当主轴82旋转时，转轴84进行偏心转动，转轴84的旋转轨迹形成两个锥面。

而在转轴84的下方设有搅拌桨85，搅拌桨85的轴杆套设在转轴84上。

架体5固定有支撑环88，支撑环88上表面为圆弧面，而搅拌桨85的轴杆上设有球形面块89，球形面块89其下表面为球形面；球形面块89与支撑环88相互贴合。在支撑环88的支撑作用下，搅拌桨85与转轴84绕球形面块89做圆周旋转，实现搅拌桨85在容器1内的公转。

而在连动轴61上固定有大齿轮86，而搅拌桨85的轴杆上固定有与大齿轮86啮合的小齿轮87，在搅拌桨85公转时，大齿轮86与小齿轮87始终啮合，故在大齿轮86的驱动下，搅拌桨85可以进行绕自身轴线的自传；在整个旋转搅拌过程中，破拱杆69与主轴82同轴线布置。

如图4所示，球形面块89套设在搅拌桨85的轴杆上，故球形面块89在旋转并支撑过程产生的阻力对搅拌桨85的自转影响较小。

搅拌桨85一体成型的轴杆上开设有轴向的盲孔，盲孔位于上端，转轴84插入到盲孔内，搅拌桨85与转轴84之间套设有滚珠轴承；滚珠轴承起到轴套93的作用，滚珠轴承用于减少搅拌桨85与转轴84相对旋转时产生的摩擦阻力。

在盲孔的内壁焊接固定有下挡环92，在转轴84的外壁固定有上挡环91，上挡环91支撑滚珠轴承的外圈，下挡环92抵触在滚珠轴承的内圈上端。