一种疏浚泥水原位高效减容的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种疏浚泥水原位高效减容的方法及其装置，在疏浚船舶上设置泥泵(Ⅰ)、两级串联水力旋流系统(Ⅲ)、混凝剂混合投加系统(Ⅱ)和离心脱水机(Ⅳ)。离心脱水机与两级串联水力旋流系统直接相连。利用疏浚船舶上的泥泵(Ⅰ)抽吸疏浚泥水，送入两级水力旋流系统进行浓缩减容处理，减容后的浓缩底流排泥排入离心脱水机脱水，溢流清液直接排入水体。脱水后的泥饼驳运至陆地处置，脱水滤液一部分回用至混凝剂混合投加系统(Ⅱ)，其余直接排入水体。本发明专利技术是一种体积小、占地面积小、固液分离效率高且出水可直接排放到水体的疏浚泥水原位高效减容的方法及其装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种疏浚泥水减容的方法，特别是涉及一种疏浚泥水原位高效减容的方法。本专利技术还涉及实现该疏浚泥水原位高效减容的方法的装置。
技术介绍
当前，针对水体疏浚产生的疏浚泥水，主要采用异位处理模式，即长距离吹送或驳运疏浚泥水至陆地堆场/处理场。然而，随着疏浚技术的突飞猛进，目前疏浚所用的挖泥船产率都比较大，如天津航道局“天鲸”号绞吸式挖泥船，挖泥量高达4500m3/h；即便是用于小水域环保疏浚的挖泥船，产量也比较大，如以结构紧凑、小水域适应能力强著称的美国Mudcat公司MC-2000型环保挖泥船，挖泥量也达600m3/h。在此条件下，异位处理所需堆场较大，并且相应的处理设备/构筑物规模也较大，处理成本高，不利于实施。因此，有必要对疏浚泥水进行原位的减容化处理，以削减后续处理处置工艺的规模。疏浚泥水的原位减容技术与方法，关键在于高效的固液分离效率。目前，针对污泥水的固液分离技术方法可分为2类：一类是以重力浓缩和机械浓缩为主的传统浓缩技术；一类是浓缩效率和浓缩时间均优于传统浓缩技术的一体化浓缩设备，如流化床浓缩、水力旋流造粒浓缩，在中国专利(公开号CN2600432，黄廷林等；公开号CN102078708A，张建峰等)中均有公开。第一类技术方法所需浓缩时间较长，一般在数小时以上，无法实现疏浚现场的原位处理。第二类技术尽管浓缩时间得到大幅降低，但一般也在0.5小时以上，设备体积和所需占地面积都较大，在疏浚船舶上实施存在一定难度。中国专利(公开号CN103288324A，蒋昌波等)公开了“一种疏浚泥水原位固液分离的方法及装置”。该装置以水力旋流造粒浓缩和带式压滤为核心，通过水力旋流实现混凝药剂与疏浚泥水的快速反应，并在水力旋流造粒装置内同步完成泥水浓缩和脱水预处理，过程紧凑且彼此独立，不会相互影响，从而实现了装置连续运做；水力旋流造粒装置所得浓缩泥渣直接进行带式压滤脱水，实现疏浚泥水在疏浚船舶上的即时高效固液分离。但该装置出水的悬浮物浓度较高，难以满足目前我国疏浚行业执行的《污水综合排放标准》(GB8978-96)三级标准值400mg/L。水力旋流器是一种通用分离设备，具有占地面积小、处理能力大、分离效率高和无运动部件等优点，已被广泛应用于矿冶、石化、食品和环境等领域的固液分离单元操作。水力旋流器对疏浚泥水的高效快速固液分离效果已得到证实。ParkK.H.等采用水力旋流器处理疏浚泥水，实现了减容90％左右，但水力旋流器溢流液悬浮物浓度也较高，需要经占地面积较大的气浮装置处理之后，才能达到排入水体的标准。迄今为止，尚未见既能实现疏浚泥水高效浓缩减容，同时出水又能满足《污水综合排放标准》(GB8978-96)三级标准的疏浚泥水原位处理技术与装备的相关报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种体积小、占地面积小、固液分离效率高且出水可直接排放到水体的疏浚泥水原位高效减容的方法。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种实现该浚泥水原位高效减容的方法的装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的疏浚泥水原位高效减容的方法，在疏浚船舶上设置两级串联水力旋流系统，离心脱水机与两级串联水力旋流系统直接相连，疏浚船舶抽吸的疏浚泥水与来自混凝剂混合投加系统的混凝剂混合后进入两级水力旋流系统进行浓缩减容处理，减容后的浓缩排泥排入离心脱水机脱水，溢流清液直接排入水体。具体地，利用疏浚船舶的泥泵抽吸疏浚泥水，疏浚泥水与来自混凝剂混合投加系统的混凝剂混合后，进入两级串联水力旋流系统的一级水力旋流器进行固液分离，得到浓缩泥渣和一级溢流清液；一级溢流清液与来自混凝剂混合投加系统的混凝剂混合后，进入两级串联水力旋流系统的二级水力旋流器进行固液分离，得到浓缩泥渣和二级溢流清液；二级溢流清液直接排入水体，浓缩泥渣与一级水力旋流器的浓缩泥渣合并后，进入离心脱水机进行离心脱水；脱水泥饼驳运至陆地处置，脱水滤液一部分直接排入水体，一部分送入混凝剂混合投加系统配置混凝剂。混凝剂混合投加系统包括阴离子PAM和阳离子PAM，阴离子PAM投加点位于一级水力旋流器之前，阳离子PAM投加点位于二级水力旋流器之前。所述阴离子PAM分子量在200～500万之间，所述阳离子PAM分子量在1000～2000万之间。为了解决上述第二个技术问题，本专利技术提供的实现疏浚泥水原位高效减容的方法的装置，包括泥泵、混凝剂混合投加系统、两级串联水力旋流系统和离心脱水机，所述的两级串联水力旋流系统由串联的一级管式静态混合器、一级水力旋流器、二级管式静态混合器和二级水力旋流器组成，所述的泥泵的出口与所述的一级管式静态混合器的进口连接，所述的一级水力旋流器的底部连接有一级底流管阀门，出口连接有一级溢流管阀门；所述的二级水力旋流器的底部连接有二级底流管阀门，出口连接有二级溢流管阀门；所述的一级底流管阀门和二级底流管阀门的出口与离心脱水机连接；所述的二级溢流管阀门排出的溢流清液直接排入水体；所述的混凝剂混合投加系统由阴离子PAM配制桶、与所述的阴离子PAM配制桶连接的阴离子PAM投加泵、阳离子PAM配制桶以及与阳离子PAM配制桶连接的阳离子PAM投加泵组成，阴离子PAM投加泵连接于一级管式静态混合器进口前，阳离子PAM投加泵连接于二级管式静态混合器的进口前；所述的离心脱水机的脱水出口的一支直接排入水体，另一支与所述的混凝剂混合投加系统的所述的阴离子PAM配制桶和所述的阳离子PAM配制桶连接。所述的一级水力旋流器和二级水力旋流器的主体自上向下依次为具溢流管盲板、双入口法兰、直管段旋流腔、圆锥段旋流腔和底流管，各部分采用法兰连接。所述的一级水力旋流器的圆锥段旋流腔的锥角为10°。所述的二级水力旋流器的圆锥段旋流腔的锥角为5°。所述的双入口法兰盘采用渐缩截面直线型入口方式，截面尺寸根据处理规模和疏浚泥水性质选择不同规格。采用上述技术方案的疏浚泥水原位高效减容的方法及其装置，其机理简述于下：由泥泵抽吸的疏浚泥水首先在一级管式静态混合器中与阴离子PAM混合反应，固体颗粒粒径得以增大。之后疏浚泥水通过一级水力旋流器的双入口法兰由切向入口进入直管段旋流腔，在直管段旋流腔内液体高速旋转呈螺旋形向下运动，进入圆锥段旋流腔。由于液体的螺旋运动，水力旋流器轴线附近成为低压区，器壁附近处压力最高。同时，疏浚泥水固相和液相都受到离心力作用，大粒径颗粒将克服阻力作用向水力旋流器边壁移动，与液体分离开，最终由底流管排出，形成浓缩泥渣，送至离心脱水机脱水；水和细微颗粒向低压区移动，边旋转边向上做螺旋运动，形成内旋流，最终从具溢流管盲板上的溢流口排出。一级水力旋流器的溢流清液在二级管式静态混合器中与阳离子PAM混合反应，在阳离子PAM的固体颗粒粒径增大，之后进入二级水力旋流器，再次进行水力旋流固液分离，溢流清液达标排放至水体，浓缩泥渣与一级水力旋流器浓缩泥渣合并送至离心脱水机脱水。脱水滤液一部分回用至混凝剂混合投加系统配制混凝剂，其余达标排放至水体。本专利技术具有的优点及有益效果：1、利用疏浚船舶泥泵自身动力条件，在两级水力旋流系统中形成高速水流，实现固相和液相的水力旋流分离，无需额外分离动力，并且两级水力旋流系统与离心脱水机直接相连，整个减容过程均在疏浚船舶上完成，无需对全部疏浚泥水进行吹送或驳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏浚泥水原位高效减容的方法，其特征是：在疏浚船舶上设置两级串联水力旋流系统，离心脱水机与两级串联水力旋流系统直接相连，疏浚船舶抽吸的疏浚泥水与来自混凝剂混合投加系统的混凝剂混合后进入两级水力旋流系统进行浓缩减容处理，减容后的浓缩排泥排入离心脱水机脱水，溢流清液直接排入水体。

【技术特征摘要】
1.一种疏浚泥水原位高效减容的方法，其特征是：在疏浚船舶上设置两级串联水力旋流系统，离心脱水机与两级串联水力旋流系统直接相连，疏浚船舶抽吸的疏浚泥水与来自混凝剂混合投加系统的混凝剂混合后进入两级水力旋流系统进行浓缩减容处理，减容后的浓缩排泥排入离心脱水机脱水，溢流清液直接排入水体。2.根据权利要求1所述的疏浚泥水原位高效减容的方法，其特征是：利用疏浚船舶的泥泵(I)抽吸疏浚泥水，疏浚泥水与来自混凝剂混合投加系统(Ⅱ)的混凝剂混合后，进入两级串联水力旋流系统(Ⅲ)的一级水力旋流器进行固液分离，得到浓缩泥渣和一级溢流清液；一级溢流清液与来自混凝剂混合投加系统(Ⅱ)的混凝剂混合后，进入两级串联水力旋流系统(Ⅲ)的二级水力旋流器进行固液分离，得到浓缩泥渣和二级溢流清液；二级溢流清液直接排入水体，浓缩泥渣与一级水力旋流器的浓缩泥渣合并后，进入离心脱水机(IV)进行离心脱水；脱水泥饼驳运至陆地处置，脱水滤液一部分直接排入水体，一部分送入混凝剂混合投加系统(Ⅱ)配置混凝剂。3.根据权利要求2所述的疏浚泥水原位高效减容的方法，其特征是：混凝剂混合投加系统(Ⅱ)包括阴离子PAM和阳离子PAM，阴离子PAM投加点位于一级水力旋流器之前，阳离子PAM投加点位于二级水力旋流器之前。4.根据权利要求3所述的疏浚泥水原位高效减容的方法，其特征是：所述阴离子PAM分子量在200～500万之间，所述阳离子PAM分子量在1000～2000万之间。5.实现权利要求1所述的疏浚泥水原位高效减容的方法的装置，其特征是：包括泥泵(I)、混凝剂混合投加系统(Ⅱ)、两级串联水力旋流系统(Ⅲ)和离心脱水机(IV)，所述的两级串联水力旋流系统(Ⅲ)由串联的一级管式静态混合器(3)、一级水力旋流器(1)、二级管式静态混合器(4)和二级水力旋流器(2)组成，所述的泥泵(...

【专利技术属性】
技术研发人员：隆院男，李志宏，蒋昌波，聂小保，吴长山，何盼盼，徐超，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43