一种河道治理环保清淤装置及其方法与流程

1.本发明涉及河道治理技术领域，具体为一种河道治理环保清淤装置及其方法。


背景技术：

2.众所周知，河道淤泥的产生，是水体底部多年长期积存形成的沉积物，河道淤泥是水体多相生态系统的重要组成部分之一，是环境污染物在河道广泛的空间和长久时间内的聚集交汇环境点，随着国家环境综合整治的深入开展，人居环境得到大幅提升。全国各地农村污水处理、垃圾处理、河道治理等工程相继实施，恢复自然生态环境。
3.目前，河道清淤工程已经从过去的仅以提高河道防洪、排涝和灌溉能力的传统水利工程目标向生态环境修复目标发展。因此，河道清淤工程，就是减少河道内源污染，为改善河道水质提供保障，河道淤泥清淤技术方式，较为常用的技术有干式清淤、水下清淤和环保清淤等方式，两种清淤处置方式都是将河道淤泥打捞到岸边，堆积、倒运处理，沉积淤泥暴露在空气中散发出恶臭味，同时淤泥二次倒运，跑冒滴漏形成的道路遗撒，造成对周边环境的二次污染，且成本高、效率低，不便于管理，产生的淤泥无法二次利用，淤泥处理困难。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种河道治理环保清淤装置及其方法，解决了现有技术中河道清淤成本高、效率低、不便于管理以及易造成周边环境二次污染的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种河道治理环保清淤装置，包括操作平台，所述操作平台一侧设有水陆两栖吸泥装置，所述操作平台侧壁连接有两个溶药仓，所述溶药仓内侧设有气动搅拌装置，所述溶药仓下方设有储药仓，两个所述溶药仓之间设有混合器，所述混合器外侧设有污泥进口，所述污泥进口通过污泥输送管道与水陆两栖吸泥装置连接；所述溶药仓和储药仓之间连接有出液管，所述储药仓底部设有出药口，所述出药口侧壁连接有导药管道，所述混合器和导药管道之间设有加药泵，所述加药泵进药口通过法兰盘与导药管道连接，所述加药泵出药口通过法兰盘连接有加药管道，所述加药管道远离加药泵一端固定连接有进药管道，所述进药管道远离加药管道一端延伸至混合器内部，所述混合器一侧设有滤袋堆场，所述滤袋堆场上方设有多个环保滤袋，所述混合器出料口固定连接有混合输送管道，所述环保滤袋上设有污泥填充管，所述污泥填充管通过分支管与混合输送管道连接，所述分支管侧壁连接有排污阀，所述滤袋堆场周侧设有排水沟，所述排水沟一侧连接有清水回流管。
8.优选的，所述水陆两栖吸泥装置包括水陆两栖吸泥机器和与水陆两栖吸泥机器连接的绞吸泵，所述绞吸泵吸泥口固定连接有高压橡胶管，所述高压橡胶管通过连接管依次连接有多个浮筒。
9.优选的，所述溶药仓顶部连接有定量投药器，所述溶药仓顶部外侧壁从上到下依
次贯穿连接有清水进水管和溢流管。
10.优选的，所述气动搅拌装置包括与溶药仓连接的气动搅拌机，所述气动搅拌机输出端固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴底部延伸至溶药仓内部并固定连接有多根气动搅拌管。
11.优选的，所述出液管外侧壁固定连接有排气管，所述出液管8侧壁连接有泄流阀。
12.优选的，所述导药管道侧壁连接有出药阀，所述加药管道侧壁连接有流量计和止回阀。
13.优选的，所述滤袋堆场基底设有两布一膜，所述两布一膜上方堆设有碎石过滤层，所述环保滤袋铺设在碎石过滤层上方。
14.优选的，所述混合器采用碳钢材料制成，所述混合器内侧壁固定连接有多个上下交错设置的隔板。
15.一种河道治理环保清淤的方法，包括以下步骤：
16.s1：在河道周围选择一处地势平坦，较为宽阔的场地，场地平整后，摊铺一层厚5-8cm的级配卵石，然后铺设防渗土工膜，防渗施工采用“两布一膜”的方法，即“针刺无纺土工布200g/m2，hdpe土工膜2mm，针刺无纺土工布200g/m2，防渗材料直接敷设在压实粘土上，在防渗结构上直接摊铺一层厚20-35cm的级配卵石过滤层；
17.s2：由场地中央开始充填第1个环保滤袋，再依次往两侧分别充填其他环保滤袋，使中心线两侧的环保滤袋可以顺着场地的坡向往中间靠拢且紧密贴合；环保滤袋第一次充填到滤袋的总高度的1/6，6个小时后再进行第二次充填，第二次充填到滤袋总高度的1/3，静置12个小时后，进行第三次充填，以此类推，以后每间隔12个小时进行充填，每次充填完成后打开充填口并检查环保滤袋内的淤泥固化形态，当环保滤袋流出物为清水且逐渐看不见流水时，再继续下一次充填，直至环保滤袋满，充填完毕，充填完毕充填口用绳子，绑扎固定好，再平铺在碎石过滤层上方，填充完毕后，固结1-2个月；
18.s3：将絮凝剂和重金属捕捉剂经定量投药器分别投入两个溶药仓内，并通过清水进水管往溶药仓内加入清水，启动两个气动搅拌机，气动搅拌机带动搅拌轴和气动搅拌管转动，使得絮凝剂和重金属捕捉剂与清水混合
19.s4：启动水陆两栖吸泥装置将污泥经污泥输送管道吸入混合器内，打开泄流阀，溶药仓内的混合药液经出液管进入储药仓内，关闭泄流阀，溶药仓内继续溶药，打开出药阀，并启动加药泵，加药泵将溶药仓内与水混合后的絮凝剂和重金属捕捉剂分别经出液管、导药管道和加药管道抽入混合器内，使得污泥与絮凝剂和重金属捕捉剂混合，形成絮体；
20.s5：絮体经混合输送管道、分支管进入环保滤袋内，利用环保滤袋等效孔径具有的过滤结构和袋内液体压力两个动力因素，使水渗出环保滤袋外，污泥存留在环保滤袋内，对含水淤泥进行絮凝、脱水处理，脱出的清水通过排水沟和清水回流管回流至河道内，环保滤袋同步去除淤泥中的有害重金属，脱水后的污泥变成干泥，就地用于岸边绿化改良种植土。
21.优选的，所述步骤3中絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺溶液，所述阴离子型聚丙烯酰胺分子量为1800万单位，投加量30-50ppm/吨水。
22.(三)有益效果
23.本发明提供了一种河道治理环保清淤装置及其方法。具备以下有益效果：
24.1、通过水陆两栖吸泥装置、溶药仓、气动搅拌装置、混合器、污泥输送管道、混合输
送管道和环保滤袋之间的相互配合，利用水陆两栖吸泥装置，将抽吸的淤泥通过污泥输送管道送入混合器，经投入的絮凝剂、重金属捕捉剂与含水淤泥混合絮凝后，进入环保滤袋，将絮凝淤泥、脱水处理，脱出的清水经沉淀处理达标后返回河道，脱水后的污泥变成干泥，治理过程方便快捷，无需倒运运输，节省运输费用。
25.2、抽吸输送的污泥直接进入环保滤袋，避免了直接暴露在空气中，抑制恶臭的扩散，不会对周边环境产生任何影响，清淤效率高，且占地面积小，无二次污染。
26.3、清淤后的污泥经环保滤袋脱水干化、淤泥中的重金属离子捕捉固化后，可直接用于园林绿化种植土及土壤改良使用，既环保又资源化利用，经济效益和社会效益显著。
附图说明
27.图1为本发明结构示意图；
28.图2为本发明中环保滤袋排布示意图；
29.图3为本发明中操作平台与溶药仓的连接结构示意图；
30.图4为本发明中水陆两栖吸泥装置的结构示意图；
31.图5为本发明中环保滤袋堆场基础剖面图；
32.图6为本发明中混合器的剖视图。
33.其中，1、操作平台；2、水陆两栖吸泥装置；201、水陆两栖吸泥机器；202、绞吸泵；203、高压橡胶管；204、浮筒；3、溶药仓；4、气动搅拌装置；401、气动搅拌机；402、搅拌轴；403、气动搅拌管；5、混合器；6、污泥进口；7、污泥输送管道；8、出液管；9、导药管道；10、加药泵；11、加药管道；12、进药管道；13、滤袋堆场；14、环保滤袋；15、混合输送管道；16、排水沟；17、清水回流管；18、定量投药器；19、清水进水管；20、溢流管；21、排气管；22、泄流阀；23、出药阀；24、流量计；25、止回阀；26、两布一膜；27、碎石过滤层；28、隔板；29、污泥填充管；30、分支管。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.如图1-6所示，本发明实施例提供一种河道治理环保清淤装置，包括操作平台1，操作平台1一侧设有水陆两栖吸泥装置2，水陆两栖吸泥装置2包括水陆两栖吸泥机器201和与水陆两栖吸泥机器201连接的绞吸泵202，绞吸泵202吸泥口固定连接有高压橡胶管203，高压橡胶管203通过连接管依次连接有多个浮筒204，浮筒204采用pe塑料密封桶，固定在连接管上，起到在水里使连接管浮在水面的作用，便于淤泥输送，操作平台1两侧设有扶梯，便于操作人员攀爬至操作平台1上。
36.操作平台1侧壁连接有两个溶药仓3，溶药仓3顶部连接有定量投药器18，溶药仓3顶部外侧壁从上到下依次贯穿连接有清水进水管19和溢流管20，溶药仓3内侧设有气动搅拌装置4，溶药仓3下方设有储药仓31，气动搅拌装置4包括与溶药仓3连接的气动搅拌机401，气动搅拌机401输出端固定连接有搅拌轴402，搅拌轴402底部延伸至溶药仓3内部并固
定连接有多根气动搅拌管403。
37.两个溶药仓3之间设有混合器5，混合器5采用碳钢材料制成，混合器5内侧壁固定连接有多个上下交错设置的隔板28，在混合器5内形成多孔道、错流、曲向的混流效果，使淤泥与絮凝剂、重金属捕捉剂达到完全混合，絮凝的目的，便于后续絮凝沉淀、脱水处理。
38.混合器5外侧设有污泥进口6，污泥进口6通过污泥输送管道7与水陆两栖吸泥装置2连接；溶药仓3底部连接有出液管8，出液管8外侧壁固定连接有排气管21，出液管8侧壁连接有泄流阀22。
39.出液管8侧壁连接有导药管道9，混合器5和导药管道9之间设有加药泵10，加药泵10进药口通过法兰盘与导药管道9连接，加药泵10出药口通过法兰盘连接有加药管道11，加药管道11远离加药泵10一端固定连接有进药管道12，进药管道12远离加药管道11一端延伸至混合器5内部，导药管道9侧壁连接有出药阀23，加药管道11侧壁连接有流量计24和止回阀25。
40.混合器5一侧设有滤袋堆场13，滤袋堆场13上方设有多个环保滤袋14，混合器5出料口固定连接有混合输送管道15，环保滤袋14上设有污泥填充管29，污泥填充管29通过分支管30与混合输送管道15连接，分支管30侧壁连接有排污阀，滤袋堆场13周侧设有排水沟16，排水沟16一侧连接有清水回流管17。
41.需要说明的是：环保滤袋14是一种由高韧聚丙烯纱线编织而成的具有过滤结构的管状环保滤袋14，环保滤袋14脱水固化法是在水下疏浚的过程中将高分子絮凝剂按一定比例剂量的溶液投入到淤泥泥浆，充分混合后充填到环保滤袋14中，利用环保滤袋14等效孔径具有的过滤结构和袋内液体压力两个动力因素，使水渗出环保滤袋14外，污泥存留在环保滤袋14内，从而达到淤泥脱水、减少淤泥体积的效果，固化后泥土含水率达到50％以下，脱出的清水经沉淀处理达标后返回河道，脱水后的污泥变成干泥，就地用于绿化改良种植土；整个淤泥抽吸至脱水过程、絮凝剂制备及投加均可实现自动化控制，操作简便，便于管理。
42.滤袋堆场13基底设有两布一膜26，两布一膜26上方堆设有碎石过滤层27，环保滤袋14铺设在碎石过滤层27上方。
43.一种河道治理环保清淤的方法，包括以下步骤：
44.s1：在河道周围选择一处地势平坦，较为宽阔的场地，场地平整后，摊铺一层厚5-8cm的级配卵石，然后铺设防渗土工膜，防渗施工采用“两布一膜”的方法，即“针刺无纺土工布200g/m2，hdpe土工膜2mm，针刺无纺土工布200g/m2，防渗材料直接敷设在压实粘土上，在防渗结构上直接摊铺一层厚20-35cm的级配卵石过滤层；
45.s2：由场地中央开始充填第1个环保滤袋14，再依次往两侧分别充填其他环保滤袋14，使中心线两侧的环保滤袋14可以顺着场地的坡向往中间靠拢且紧密贴合；环保滤袋14第一次充填到滤袋的总高度的1/6，6个小时后再进行第二次充填，第二次充填到滤袋总高度的1/3，静置12个小时后，进行第三次充填，以此类推，以后每间隔12个小时进行充填，每次充填完成后打开充填口并检查环保滤袋14内的淤泥固化形态，当环保滤袋14流出物为清水且逐渐看不见流水时，再继续下一次充填，直至环保滤袋14满，充填完毕，充填完毕充填口用绳子，绑扎固定好，再平铺在碎石过滤层27上方，填充完毕后，固结1-2个月；其中需要注意的是：环保滤袋14充填操作时需要专门的人员负责测量环保滤袋14的充填高度以及排
污阀的开、闭，填充式时采用多次充填方式，尽量避免一次性充填满，以免环保滤袋14损坏，在环保滤袋14达到最大安全充填高度时，一定要及时关闭充填该环保滤袋14边侧的排污阀，以确保环保滤袋14的安全。环保滤袋14充填过程中需要操作人员使用非尖锐工具定期敲击或者振动环保滤袋14表面，加快脱水过程，并且同时检查环保滤袋14表面是否有破损，如有破损处，则需停止充填，关闭对应排污阀，并用针将环保滤袋14缝补好，缝线针距不得大于5mm，确保滤袋14使用安全。
46.s3：将絮凝剂和重金属捕捉剂经定量投药器18分别投入两个溶药仓3内，并通过清水进水管19往溶药仓3内加入清水，启动两个气动搅拌机401，气动搅拌机401带动搅拌轴402和气动搅拌管403转动，使得絮凝剂和重金属捕捉剂与清水混合；步骤3中絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺溶液，阴离子型聚丙烯酰胺分子量为1800万单位，投加量30-50ppm/吨水；重金属捕捉剂是一种有效去除各种污水、废水中重金属，环境友好型，无毒性重金属去除剂，能与水溶液中的大多数一价和二价的重金属离子，如：fe2 ，ni2 ，pb2 ，ag ，zn2 ，cd2 ，hg2 ，ti 以及cr3 等离子形成稳定的化合物而沉淀分离出来，从而达到去除重金属离子的目的。经处理后形成的沉淀物不会被雨水等物质溶解，不存在二次污染环境问题，安全，无毒，对环境无害，无难闻气味，沉淀金属时不会产生有毒物质，其添加量根据淤泥中金属含量而定。
47.s4：启动水陆两栖吸泥装置2将污泥经污泥输送管道7吸入混合器5内，打开泄流阀22，溶药仓3内的混合药液经出液管8进入储药仓31内，关闭泄流阀22，溶药仓3内继续溶药，打开出药阀23，并启动加药泵10，加药泵10将溶药仓3内与水混合后的絮凝剂和重金属捕捉剂分别经出液管8、导药管道9和加药管道11抽入混合器5内，使得污泥与絮凝剂和重金属捕捉剂混合，形成絮体；两种药剂其投药点一侧的管道压力应该比污泥输送管道7中的压力高0.01～0.02mpa，以满足泥浆对进药管道12的反冲压力。
48.s5：絮体经混合输送管道15、分支管30进入环保滤袋14内，利用环保滤袋14等效孔径具有的过滤结构和袋内液体压力两个动力因素，使水渗出环保滤袋14外，污泥存留在环保滤袋14内，对含水淤泥进行絮凝、脱水处理，脱出的清水通过排水沟16和清水回流管17回流至河道内，环保滤袋14同步去除淤泥中的有害重金属，脱水后的污泥变成干泥，就地用于岸边绿化改良种植土。
49.具体地，经环保滤袋14脱水后达到设计的含水率目标后，第一种方式：生物滤袋14可直接原位覆土填埋，堆叠放置的环保滤袋14可起到土层稳固的作用，其原理类似市政道路修建中添加的加筋土工布。第二种方式：环保滤袋14中脱水后污泥需要异位处理时，就需要使用施工机械将环保滤袋14破袋，用于绿化用土、土壤改良或将破碎的环保滤袋14与污泥一同外运填埋或者焚烧处理，在堆场中进行破袋、散垛、晾晒后，去除破损的环保滤袋14，将污泥直接回用于岸带修复及绿化用土处理，资源利用，无二次污染，经济环保。
50.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除
在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。