一种非恒定流速脉冲底泥修复装置及运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非恒定流速脉冲底泥修复装置及运行方法，该系统包括底泥系统、检测修复系统、控制补给系统三个子系统。针对河流/湖泊水位变化频繁、底泥污染难以及时查明、缺乏有效的检测清理修复装置及方法等突出问题，本发明专利技术基于可测量水位高低的检测修复系统，构建修复不同深度、不同种类、不同程度底泥污染查明体系，实现非恒定水位湖泊底泥污染的智能高效修复，提高底泥修复精准性、效率和持久性。降低受污染底泥对水体的污染，使其对生态和环境无害。本发明专利技术具有成本低、投资少、操作运行方便、修复效率高、性能稳定等优点。性能稳定等优点。性能稳定等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种非恒定流速脉冲底泥修复装置及运行方法


[0001]本专利技术涉及生态修复
，具体涉及一种非恒定流速脉冲底泥修复装置及运行方法。

技术介绍

[0002]河涌黑臭产生的主要原因是河道底泥受有机物污染的负荷过高，有机物分解消耗大量氧气导致水体和底泥缺氧，有机物被微生物厌氧分解从而产生黑臭物质。治理黑臭水体有物理、化学和生物修复三大类。
[0003]化学法是通过筛选或合成化学药剂来控制水中导致黑臭的成分，将某一种或几种合成的性能安全的化学产品以安全可靠的剂量进行投放，从而可以迅速达到减缓黑臭的目的，并可在一定时间内对黑臭现象产生抑制作用。目前最常用、技术最成熟的手段就是化学药剂的投加。通过投加化学药剂可以迅速提升水体的景观效果，但在药剂的使用上有一定的技巧，否则容易造成药剂残留，在改善水环境的同时产生二次污染。
[0004]申请号为CN202210038129.6的专利申请文件公开了一种基于高速水射流的原位底泥修复剂投加装置及方法，包括高速水射流动力组件、进药组件、末端射流控制组件；高速水射流动力组件包括水泵机构、变压控制器和稳压机构，末端射流控制组件包括多个呈矩阵排列的末端射流控制单体以及分流机构，进药组件包括加药箱和主体框架，所述加药箱位于所述主体框架内部中心位置，所述加药箱上设有进水口和加药口，所述加药箱内部设有搅拌机构。但其未考虑河流/湖泊水位变化频繁的特点，未能针对不同深度、不同种类底泥的修复进行探讨。
[0005]申请号为CN 202110107642.1的专利申请文件公开了一种黑臭底泥修复剂及其制备方法与应用，本专利技术黑臭河道底泥修复剂为颗粒剂，主要有三部分组成：
①
修复剂和稳定剂；
②
辅料(物理吸附材料)；
③
包埋剂。修复剂和稳定剂分别为过氧化钙(CaO2)和纳米羟基磷灰石(Ca
10
(OH)2(PO4)6)，辅料为沸石粉，包埋剂为质量浓度为5％的聚乙烯(PVA)溶液。该专利技术针对黑臭底泥，可以在不排水条件下，投加颗粒剂，修复污染底泥，达到同时去除AVS，稳定磷和多种重金属，控制底泥氨氮释放的效果，可以避免异位修复引发二次污染风险，同时减少原位修复的工程量，提高底泥治理效率。对城市黑臭水体治理具有重要意义。
[0006]申请号为CN202010611047.7的专利申请文件公开了基于物化
‑
微生态组合措施的黑臭水体治理方法，包括以下步骤：直排污染控制，利用澄清设备与金属膜活性炭过滤装置，处理排入河流的废水，减少入河污染负荷；底质改良，首先投加固定化微生物底泥修复剂，降解污染物，原位修复受污染底泥，然后投加生态型底质改良剂，钝化底泥并削减水体中的氮、磷污染；原位净化，应用原位净化措施，在水体构建适宜于微生物生长作用的多样性生境，促进微生态系统的构建，强化微生物对于污染物的分解作用。但是上述黑臭底泥修复剂的应用方式是简单投加至水体，但对于不同深度、不同种类底泥的修复没有针对性，而且未结合河流/湖泊水位变化频繁的特点。因此，业内亟须一种机械、智能、高效、精准、省时省力的底泥修复装置。

技术实现思路

[0007]针对现有技术无法针对湖泊水位变化频繁、底泥污染难的问题及时查明、有效检测清理修复的问题，本专利技术提供一种非恒定流速脉冲底泥修复装置及运行方法，基于可测量水位高低的探测机器人装置，构建修复不同深度、不同种类、不同程度底泥污染查明装置，实现非恒定水位湖泊底泥污染的智能高效修复，提高底泥修复精准性、效率和持久性。降低受污染底泥对水体的污染，使其对生态和环境无害。本专利技术具有成本低、投资少、操作运行方便、修复效率高、性能稳定等优点。
[0008]技术方案
[0009]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种非恒定流速脉冲底泥修复装置，所述的非恒定水位脉冲底泥修复装置，包括底泥系统(1)、检测修复系统(2)、控制补给系统(3)三个子系统；
[0011]其中底泥系统(1)包括底泥(1
‑
1)、水体(1
‑
2)、沙坡(1
‑
3)、污染底泥层(1
‑1‑
1)、过渡层(1
‑1‑
2)、正常潮泥层(1
‑1‑
3)；所述的底泥(1
‑
1)主要为湖泊污染底泥，水体(1
‑
2)是水位持续变化的非恒定水体；沙坡(1
‑
3)是河床中由沙砾堆积的地貌。它为平行状排列，或呈鳞片状分布。沙坡的两侧面斜坡不对称，陡坡朝向河流下游，达30度左右，迎水面的一坡较缓；
[0012]检测修复系统(2)包括液压整平机构(2
‑
1)、液压探测机构(2
‑
2)、液压采样系统(2
‑
3)、检测器(2
‑
4)、投加缸(2
‑
5)、液压缸(2
‑
6)、脉冲器(2
‑
7)、多层储藏罐(2
‑
8)；所述液压探测机构(2
‑
2)端部安装有压力传感器，灵敏度为1～2mV/V；
[0013]控制补给系统(3)包括稳定器(3
‑
1)，中央控制器(3
‑
2)，动力装置(3
‑
3)；
[0014]稳定器(3
‑
1)连接至中央控制器(3
‑
2)，用于维持水下装置的稳定，减轻水的切应力对装置的损害；
[0015]液压缸(2
‑
6)与投加缸(2
‑
5)和脉冲器(2
‑
7)相连，提供一定的液压，加速修复剂等投加料的投加；
[0016]动力装置(3
‑
3)为本系统所采用的装置提供主要驱动力，最大推力5000～6000N，推进速度0.03～0.12m/s，空转速度约为60～120r/min；
[0017]脉冲器(2
‑
7)的内管分为三部分，分别用于修复剂、藻种去除剂和沉水植物种子的投加，下端安装有生态板，根据流速测量装置所测得的湖泊流速信息，延伸相应的长度，防止底泥上浮。
[0018]所述液压整平机构2
‑
1由车架，推土装置，履带，液压推动器组成，液压推动结构进行水下作业。
[0019]所述液压探测机构2
‑
2由定位系统，剖面仪，液压推动器，控制组件组成。
[0020]所述液压采样系统2
‑
3由抓杆、液压伸缩杆、滤水器组成，所述滤水器前后侧有开槽，能迅速滤去泥样中的污水。
[0021]所述脉冲器2
‑
7由液压脉冲发生器、脉冲管、生态板和搅拌装置组成。
[0022]一种非恒定流速脉冲底泥修复装置的运行方法，包括以下步骤：
[0023]步骤1)首先由监测修复系统2的液压探测机构2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非恒定流速脉冲底泥修复装置，其特征在于，包括底泥系统(1)、检测修复系统(2)、控制补给系统(3)三个子系统；其中底泥系统(1)包括底泥(1
‑
1)、水体(1
‑
2)、沙坡(1
‑
3)；所述的底泥(1
‑
1)主要为湖泊污染底泥；水体(1
‑
2)是水位持续变化的非恒定水体；沙坡(1
‑
3)是河床中由沙砾堆积的地貌结构；检测修复系统(2)包括液压整平机构(2
‑
1)、液压探测机构(2
‑
2)、液压采样系统(2
‑
3)、检测器(2
‑
4)、投加缸(2
‑
5)、液压缸(2
‑
6)、脉冲器(2
‑
7)、多层储藏罐(2
‑
8)；所述液压探测机构(2
‑
2)端部安装有压力传感器，灵敏度为1～2mV/V；其中，多层储藏罐(2
‑
8)、脉冲器(2
‑
7)与中央控制器连接，中央控制器控制多层储藏罐的投加料输出量X，以及脉冲器(2
‑
7)的生态板伸入底泥(1
‑
1)的深度L；液压缸(2
‑
6)与投加缸(2
‑
5)和脉冲器(2
‑
7)相连，提供液压，促进投加料的投加；多层储藏罐(2
‑
8)输出至投加缸的投加料在液压缸(2
‑
6)的作用下经脉冲器(2
‑
7)注入不同底泥深度并施以搅拌作用，进行针对性修复；液压采样系统(2
‑
3)连接至检测器(2
‑
4)，将采集的底泥样本输送至检测器(2
‑
4)，检测器将已修复底泥的数据输送给连接的中央控制器，所述的数据包括但不限于藻种密度D、原始底泥的体积V、污染指数；中央控制器连接液压探测机构和液压整平机构，液压探测机构(2
‑
2)接触底泥，将是否存在沙坡的信息输送给中央控制器，中央控制器控制液压整平机构对沙坡铲平处理；控制补给系统(3)包括稳定器(3
‑
1)，中央控制器(3
‑
2)，动力装置(3
‑
3)，其中；稳定器(3
‑
1)连接至中央控制器(3
‑
2)，用于维持水下装置的稳定，减轻水的切应力对装置的损害；动力装置(3
‑
3)为本系统提供驱动力，最大推力5000～6000N，推进速度0.03～0.12m/s，空转速度约为60～120r/min。2.根据权利要求1所述的非恒定流速脉冲底泥修复装置，其特征在于，所述的底泥(1
‑
1)从上到下依次包括：污染底泥层(1
‑1‑
1)、过渡层(1
‑1‑
2)、正常潮泥层(1
‑1‑
3)；所述的沙坡(1
‑
3)是河床中由沙砾堆积的地貌，其为平行状排列，或呈鳞片状分布；沙坡的两侧面斜坡不对称，陡坡朝向河流下游，达30度左右，迎水面的一坡较缓。3.根据权利要求1所述的非恒定流速脉冲底泥修复装置，其特征在于，所述的脉冲器(2
‑
7)的内管沿着径向分为三部分，分别用于修复剂、藻种去除剂和沉水植物种子的投加，脉冲器的下端安装有生态板和搅拌装置，生态板根据检测器(2
‑
4)所测得的湖泊流速信息，延伸相应的长度，防止底泥上浮，以及对待修复底泥的搅拌，加速修复效率。4.权利要求1所述的非恒定流速脉冲底泥修复装置的运行工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)首先由监测修复系统(2)的液压探测机构(2
‑
2)对目标底泥(1)进行探测，并将探测数据传输至中央控制器(3
‑
2)；中央控制器(3
‑
2)将探测数据反馈至液压整平机构(2
‑
1)，并由液压整平机构(2
‑
1)对
沙坡(1
‑
3)进行铲平处理；所述的探测数据包括但不限于：原始底泥的体积V、底泥厚度H1、水深H2、水流速度v；步骤2)液压采样系统(2
‑
3)开始工作，采集底泥(1
‑
1)至检测器(2
‑
4)中进行检测，检测器(2
‑
4)将探测数据传输至中央控制器(3
‑
2)，中央控制器(3
‑
2)先将底泥污染物测定值与底泥污染限值比较计算污染指数，计算该样品的平均指数Pi，相对综合污染指数M,并且对M值进行判定，其判定方法如式1、2；该步骤中所采用的底泥污染限值参考全国平均值及土壤环境质量标准中二级(pH＞7.5)标准值；7.5)标准值；注：I
i
max：样品各检测项目污染指数的最大值；I0：湖底最下层检测项目均值计算出的综合污染指数；I：综合污染指数；当输出为0时，中央控制器(3
‑
2)判定底泥(1
‑
1)中并无污染；则进行步骤5)；当输出为1时，中央控制器(3
‑
2)判定底泥(1
‑
1)存在污染，则启动液压探测机构(2
‑
2)对底泥体积V进行测算，并将测算数据传输至中央控制器(3
‑
2)，中央控制器(3
‑
2)对数据进行计算，得出修复剂投加量X，计算方法如式3
‑
7：k
m
＝(1+w1)/(1+w2)
ꢀꢀꢀꢀ
(式3)V
H
＝k
M
M2/r1ꢀꢀꢀꢀ
(式4)k
v
＝S
r2
(S
r1
+w1G
s
)/S
r1
(S
r2
+w2G
s
)
ꢀꢀꢀꢀ
(式5)V＝V2/k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明，赵如彬，徐辰宇，沈晓笑，熊世金，薛春森，杨梓豪，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：