一種填埋庫汙泥原位化學調理裝置製造方法
2023-12-05 06:11:21
一種填埋庫汙泥原位化學調理裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種填埋庫汙泥原位化學調理裝置。溶藥箱底部經流量泵與橡膠管相連，橡膠管等間設有出液口，在每個出液口處分別安裝開孔套管；在汙泥填埋庫表面從下至上依次鋪編織土工布和開有多行多列孔的高強泡沫板，每個開孔套管上分別連接結構相同的塑料排水板部件；每個塑料排水板部件的連接管與手型接頭的管口連接，手型接頭的槽體與塑料排水板連接，連接管、手型接頭和塑料排水板組合體經高強泡沫板各孔穿過編織土工布插入到汙泥填埋庫底部；連接管穿過高強泡沫板和墊板後與開孔套管的管口連接，墊板壓入高強泡沫板的孔中。本實用新型對填埋庫汙泥實施原位減量處理，無須新增挖掘和運輸等工序，避免了二次汙染，同時減少了費用。
【專利說明】一種填埋庫汙泥原位化學調理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及固體廢物的處理技術，尤其是涉及一種填埋庫汙泥原位化學調理
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]汙泥是市政汙水處理過程中產生的固體沉澱物質。汙泥在汙水處理廠中經濃縮、消化、機械脫水後，其溼基含水率一般在80%-85%。近年來，隨著我國社會經濟的發展，汙泥產量逐年提高。據中國環境年鑑報導，2012年我國城市汙水處理廠產生的脫水汙泥高達2200萬噸，且仍以每年10%的速度增長。目前主要的汙泥處置方法有填埋、堆肥、焚燒。由於我國機械脫水汙泥的含水率較高，堆肥和焚燒因運行成本太高而難以推廣使用。
[0003]汙泥的衛生填埋是將汙水廠外運汙泥直接傾倒於開挖的汙泥填埋庫中。它具有投資少，運行費用低等特點，是我國目前以及今後一段時間內汙泥的主要處置方式。當前，在我國各大中城市周邊均存在大小、深度不同的汙泥填埋庫，如較早開展汙泥填埋的上海老港有120個汙泥填埋庫。
[0004]長期的開放式填埋導致雨水入滲進一步提高了汙泥含水率，以致汙泥填埋庫內汙泥呈流態狀、抗剪強度極低，具有較強的安全隱患。據調查，中國已有不少汙泥庫曾引發了人員及設備陷入汙泥庫、汙泥外湧等事故。同時我國許多城市填埋庫中汙泥每年填埋量高達數十萬噸，開始面臨無地可填的困境。因此對填埋庫汙泥進行原位減量處置，不僅可以消除汙泥庫的安全隱患，同時可以提高填埋空間的使用效率。
[0005]國內外學者提出了汙泥的原位固化技術，即在汙泥顆粒中摻入惰性骨架基材和膠結材料，通過發生一系列物理、化學反應後`形成具有一定強度的固化體。但由於汙泥的初始含水率高、無機顆粒少，需添加大量無機顆粒及固化劑，因此固化技術處理填埋庫汙泥時面臨著增容比大、成本聞等問題。
[0006]國內學者提出了真空預壓技術或改進真空預壓技術，已被用於加固處理軟土、淤泥、吹填泥等超軟弱地基。但由於汙泥的固結係數(10_5Cm2/iTl0_6Cm2/S)比軟土、淤泥(10-4cm2/s)低1-2個數量級，運用傳統真空預壓技術直接處理汙泥，並不能達到很好的排水減量效果。上述不足使得傳統真空預壓技術難以運用於填埋庫汙泥的處置。
[0007]國內學者和公司開發的汙泥二次脫水或深度脫水技術，主要用於汙水處理廠中處理脫水汙泥，但其處理量少，效率低。
【發明內容】
[0008]為了克服【背景技術】中存在的問題，本實用新型的目的在於提供一種填埋庫汙泥原位化學調理裝置。
[0009]本實用新型採用的技術方案是:
[0010]溶藥箱底部經流量泵與橡膠管的一端相連，橡膠管的另一端每隔0.4nT0.6m設有一個出液口，在每個出液口處分別安裝開孔套管；在汙泥填埋庫表面從下至上依次鋪編織土工布和開有多行多列孔的高強泡沫板，每個開孔套管上分別連接結構相同的塑料排水板部件；每個塑料排水板部件均包括:塑料排水板，手型接頭，連接管和不鏽鋼卡箍；連接管的一端與手型接頭的管口連接，手型接頭的槽體與塑料排水板連接，連接管、手型接頭和塑料排水板組合體經高強泡沫板各孔穿過編織土工布插入到汙泥填埋庫底部；連接管的另一端穿過高強泡沫板和墊板後與開孔套管的管口連接，連接管外套入一個緊固件，緊固件旋入墊板內槽螺紋中，墊板壓入高強泡沫板的孔中。
[0011]本實用新型的填埋庫汙泥原位化學調理及真空預壓減量方法:
[0012]步驟I)化學調理:向汙泥填埋庫汙泥中添加Fe3+調理劑以改善汙泥的排水固結特性，添加Fe3+調理劑後的汙泥靜置3飛天；
[0013]步驟2)真空預壓:在汙泥填埋庫汙泥表面鋪設密封膜，連接真空泵，施加負壓對調理後的汙泥進行排水固結，當排水板間距為0.4m~0.6m時，真空預壓處理時間為60天
~90天。
[0014]所述的Fe3+調理劑添加量為汙泥重量的0.5%~5%，並配置成濃度為200g/L~400g/L的水溶液。
[0015]所述的Fe3+調理劑為 FeCl3 或 Fe2 (SO4) 3。
[0016]所述的真空預壓施加的負壓為60kPa~80 kPa。
[0017]本實用新型 具有的有益效果是:
[0018]I)通過向汙泥填埋庫汙泥中添加Fe3+調理劑，提高了汙泥的固結係數。當排水板間距為0.4nT0.6m時，真空預壓處理時間為60天~90天。
[0019]2)可大幅對汙泥庫汙泥實施減量，處理後汙泥的含水率從80%~90%降低至60%~75%，汙泥總體積減少50%~60% ；
[0020]3) 一次性處理量大:可同時在原位處理填埋量達幾十萬立方米的汙泥；
[0021]4)減量後汙泥的不排水抗剪強度提高至5~10kPa，為後期其它處理作業提供了強度；
[0022]5)對填埋庫汙泥實施原位處理，無須新增挖掘和運輸等工序，避免了二次汙染，同時減少了費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的填埋庫汙泥原位調理裝置結構示意圖。
[0024]圖2是本實用新型的填埋庫汙泥真空預壓結構示意圖。
[0025]圖3是塑料排水板的平面布置示意圖。
[0026]圖4是塑料排水板部件與開孔套管連接示意圖。
[0027]圖5是塑料排水板與排水支管連接示意圖。
[0028]圖6是排水支管與排水主管連接示意圖。
[0029]圖中:1、溶藥箱，2、流量泵，3、橡膠管，4、開孔套管，5、連接管，6、墊板，7、高強泡沫板，8、手型接頭，9、塑料排水板，10、編織土工布，11、緊固件，12、不鏽鋼卡箍，13、螺栓，14三通接頭，15四通接頭，16、真空泵，17、真空表，18、閥門，19、排水主管，20、密封系統，21、排水支管，22、汙泥填埋庫。【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。
[0031]如圖1、圖3、圖4所示，本實用新型溶藥箱I底部經流量泵2與橡膠管3的一端相連，橡膠管3的另一端每隔0.4nT0.6m設有一個出液口，在每個出液口處分別安裝開孔套管
4。在汙泥填埋庫22表面從下至上依次鋪編織土工布10和開有多行多列孔的高強泡沫板
7,每個開孔套管4上分別連接結構相同的塑料排水板部件；每個塑料排水板部件均包括:塑料排水板9，手型接頭8，連接管5和不鏽鋼卡箍12。連接管5的一端與手型接頭8的管口連接，手型接頭8的槽體與塑料排水板9連接，連接管5、手型接頭8和塑料排水板9組合體經高強泡沫板7各孔穿過編織土工布10插入到汙泥填埋庫底部。連接管5的另一端穿過高強泡沫板7和墊板6後與開孔套管4的管口連接，連接管5外套入一個緊固件11，緊固件11旋入墊板6內槽螺紋中，墊板6壓入高強泡沫板7的孔中。
[0032]具體操作方法:
[0033]首先在汙泥填埋庫22表面鋪設編織土工布10。根據汙泥填埋庫22的形狀和大小，採用可攜式縫紉機對編織土工布10進行縫合拼接。然後將編織土工布10從汙泥填埋庫的一角拉到另外一角。在汙泥填埋庫22四周分段加設鐵欄杆，編織土工布10在汙泥填埋庫22表麵攤開後，其周邊通過鐵絲綁紮在鐵欄杆上。綁紮後的編織土工布10在汙泥填埋庫22表面形成了 一個能承受一定拉力的柔性覆蓋。
[0034]從汙泥填埋庫22的一角開始，將帶預留孔的高強泡沫板7鋪設在編織土工布10上。高強泡沫板7的預留孔洞直徑為18cm，孔洞間距根據塑料排水板9的間距確定，一般為0.4 m?0.6m。高強泡沫板7沿汙泥填埋庫22縱向和橫向同時鋪設，其長邊和短邊分別採用扎帶與相鄰泡沫板進行連接以增強其整體性。連接後的高強泡沫板7和編織土工布10共同形成一個工作平臺。由於汙泥具有一定的粘滯性，人員在泡沫板上行走和施工非常平穩。
[0035]用刀口劃開泡沫板底部的編織土工布10，直接在高強泡沫板7的預留孔中通過人工插設塑料排水板9(該板為標準件，可從市面購買)。插塑料排水板9之前，預先在該排水板一端安裝手型接頭8 (為標準件，可從市面購買)和連接管5。插設塑料排水板9時，將該排水板另一端彎折20cm，並用尼龍繩綁紮，隨後用0.7mm壁厚的不鏽鋼管戳住綁紮接頭處，迅速將塑料排水板9插至汙泥填埋庫底。塑料排水板9是添加調理劑的通道，如圖3所示，其在汙泥填埋庫22平面上沿縱、橫向交替布置，以保證藥劑能更均勻地添加到填埋汙泥中。
[0036]向汙泥填埋庫22汙泥中添加Fe3+調理劑。裝置由溶藥箱1，流量泵2、橡膠管3、開孔套管4、連接管5、手型接頭8和塑料排水板9組成。
[0037]填埋庫汙泥原位化學調理的步驟如下:
[0038]向汙泥填埋庫汙泥中添加Fe3+調理劑以改善市政汙泥的排水固結特性，添加Fe3+調理劑後的汙泥靜置3飛天；
[0039]具體操作方法:
[0040]將Fe3+調理劑添加到溶藥箱I中，加水配置成溶液後攪拌並混合均勻。橡膠管3 —端與溶藥箱I相連，另一端拉到汙泥填埋庫22高強泡沫板7上，實現藥劑溶液的水平輸送。橡膠管3按照一定距離安裝開孔套管4，以便將藥劑輸送到豎直方向的塑料排水板9中。一根橡膠管3連接多根塑料排水板9，以提高添加Fe3+調理劑的效率。[0041]如圖4所示，採用連接管5將安裝在橡膠管3上的開孔套管4與手型接頭8的上端管口相連；開孔套管4管口和連接管5的連接段採用不鏽鋼卡箍12和螺栓13進行緊固；手型接頭8的上端管口和連接管5的連接段採用液體生料帶增強密封。墊板6為中間開孔的聚丙烯板，其內孔徑比連接管5大，外徑與高強泡沫板7孔洞直徑相當。將墊板6沿著連接管5慢慢壓入高強泡沫板孔洞中，其底部與高強泡沫板7底平齊。隨後通過緊固件11將連接管5固定在墊板6上端，以減少添加調理劑過程中的位移。
[0042]通過流量泵2控制添加藥劑的壓力或流量，其流量可調節為0.lL/tT50L/h，其壓力可調節為IOkPa~500kPa。剛開始施加較小壓力，調理劑溶液從溶藥箱I經橡膠管3流入到塑料排水板9芯板中，待基本穩定後，增大泵壓，調理劑溶液經塑料排水板9濾膜水平噴射到汙泥處理單元中。計量泵的壓力或流量可以根據汙泥填埋庫22的深度、汙泥的含水率而調整。
[0043]某區域汙泥中調理劑添加結束後，拆卸連接管5外的不鏽鋼卡箍12和螺栓13，從連接管5中拔出開孔套管4，移動橡膠管3到下一個區域，重複上述連接、添加調理劑步驟。在平面上，汙泥填埋庫22中調理劑首先在中間一行添加後，然後依次向所有前行或所有後行添加。調理劑添加工序結束後，汙泥靜置3飛天，保證Fe3+調理劑在濃度梯度下進一步擴散，並與汙泥發生反應。
[0044]汙泥填埋庫汙泥原位真空預壓減量方法的步驟如下:
[0045]在汙泥填埋庫市政汙泥表面鋪設密封膜，連接真空泵，施加負壓對調理後的汙泥進行排水固結，當排水板間距為 0.4^0.6m時，真空預壓處理時間為60天~90天。
[0046]具體操作方法:
[0047]拆卸圖1中連接管5外的不鏽鋼卡箍12和螺栓13，從連接管5中拔出開孔套管4，將橡膠管3拉到汙泥填埋庫22外。在高強泡沫板7每一行孔上沿橫向分別鋪設排水支管21，沿縱向每隔30m鋪設一根排水主管19。如圖2所示，連接塑料排水板9和排水支管21、排水主管19 ;安裝真空泵16、真空表17、和閥門18，連接排水主管19和真空泵16。在高強泡沫板7表面依次鋪設二層無紡土工布和二層密封膜，組成密封系統20。在汙泥填埋庫22四周將密封膜埋入汙泥層中進行密封。
[0048]如圖5所示，所有塑料排水板部件中的連接管5分別通過三通接頭14與排水支管21進行連接。如圖6所示，排水支管21通過四通接頭15與排水主管19進行連接。排水支管21和排水主管19均採用波紋管，波紋管既具有剛性，又具有一定的柔性，可以適應汙泥表層的不均勻變形。密封膜下鋪設無紡土工布主要是避免密封膜直接承受拉力，防止密封膜在泡沫板邊界處被拉裂。
[0049]試抽真空，檢查密封系統是否漏氣。由於汙泥具有一定的流動性，真空預壓初期，慢慢增大真空泵16的開泵量，膜下真空度緩慢提高，10天後膜下真空度提高至60kPa~80kPa。現場監測膜下真空度和表面沉降與時間的關係，待汙泥減量達到要求後，卸除真空荷載。
[0050]本實用新型中的帶高強泡沫板7可根據幅面大小和預留孔的位置直接從工廠定製並運送至汙泥填埋庫22。溶藥箱1、流量泵2、橡膠管3、開孔套管4組成的藥劑投加系統，目前有企業可提供相應或類似功能的產品，可根據處理要求定製相應規格和尺寸。
【權利要求】
1.一種填埋庫汙泥原位化學調理裝置，其特徵在於:溶藥箱(I)底部經流量泵(2)與橡膠管(3)的一端相連，橡膠管(3)的另一端每隔0.4nT0.6m設有一個出液口，在每個出液口處分別安裝開孔套管(4);在汙泥填埋庫(22)表面從下至上依次鋪編織土工布(10)和開有多行多列孔的高強泡沫板(7)，每個開孔套管(4)上分別連接結構相同的塑料排水板部件；每個塑料排水板部件均包括:塑料排水板(9)，手型接頭(8)，連接管(5)和不鏽鋼卡箍(12);連接管(5)的一端與手型接頭(8)的管口連接，手型接頭(8)的槽體與塑料排水板(9)連接，連接管(5)、手型接頭(8)和塑料排水板(9)組合體經高強泡沫板(7)各孔穿過編織土工布(10)插入到汙泥填埋庫(22)底部；連接管(5)的另一端穿過高強泡沫板(7)和墊板(6)後與開孔套管(4)的管口連接，連接管(5)外套入一個緊固件(11)，緊固件(11)旋入墊板(6 )內槽螺紋中，墊板(6 )壓入高強泡沫板(7 )的孔中。
【文檔編號】C02F11/12GK203545861SQ201320492091
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年8月13日 優先權日:2013年8月13日
【發明者】詹良通, 佔鑫傑, 林偉岸, 陳雲敏 申請人:浙江大學