一种原位底泥收集装置及方法与流程 专利技术说明

物理化学装置的制造及其应用技术1.本发明涉及环境工程用清淤设备及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种原位底泥收集装置及方法。背景技术：2.现有技术中，比较常用的河道清淤技术主要有排干清淤、水下清淤、环保清淤三大类，其中排干清淤主要分干挖清淤、水力冲挖清淤；水下清淤技术主要分抓斗式清淤、潜吸式清淤、普通绞吸式清淤、斗轮式清淤、链斗式清淤、铲斗式清淤、机器人清淤；环保清淤主要分环保绞刀清淤、射流式清淤、原位环保清淤。3.大家都公认底泥对水质有重要影响作用，清淤作为水质治理的重要手段毋庸置疑，但清淤如何清、底泥怎么处置，更重要的是要清楚地认识到清淤施工过程中水质如何来保证，才是环保清淤工作的出发点。4.目前市场上使用比较普遍的、所谓的“生态清淤”采用的方法是，传统绞吸上岸再干化后处置利用为主，这种做法存在的问题主要是清淤时间长、绞吸后清除的基本都是表层淤积以下的无机硬土，清淤工程对水体扰动大、导致表层淤积物释放到水体，清淤单位对水质无保证责任、底泥上岸后处置点选址困难(土地资源紧张和可能的邻避效应等)，而且底泥的后续处置去向也是一个很大的问题，将底泥通过挖泥船疏浚清除外运，因疏浚技术清除淤积中的含泥量即无机物无法集中焚烧，只能弃土堆放，这样的治理方式耗能大，且引起二次污染。5.因此，如何解决现有技术中，清淤工程中底泥处理难度大的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的。技术实现要素：6.本发明的目的是提供一种原位底泥收集装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现底泥原位收集，降低清淤工程的施工难度，大幅度降低了清淤成本，解决了淤泥外送、填埋或焚烧等环境问题。7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种原位底泥收集装置，包括：8.装置本体，所述装置本体为顶部开口的容器，所述装置本体内设置隔板并将所述装置本体的内腔分隔出过滤腔和储存腔，所述过滤腔位于所述储存腔的顶部，所述储存腔与其相邻的所述过滤腔相连通，所述过滤腔的数量至少为一个；当所述过滤腔的数量为多个时，所述过滤腔沿竖直方向依次排列，相邻的所述过滤腔相连通，最上部的所述过滤腔为敞口腔体：最上部的所述过滤腔设置过滤元件；9.进料组件，所述进料组件包括进料管，所述进料管的一端能够与河床底泥相连通，所述进料管的另一端与所述储存腔相连通。10.优选地，所述过滤腔的数量为多个，所述隔板的数量为多块，上方的所述隔板与所述装置本体的第一内侧壁之间具有间隙并形成连通通道，下方的所述隔板与所述装置本体的第二内侧壁之间具有间隙并形成连通通道，所述第一内侧壁与所述第二内侧壁位于所述装置本体的相对的两侧。11.优选地，所述过滤元件包括过滤毛刷和过滤网，所述过滤毛刷靠近所述过滤腔与相邻的过滤腔相连通的一侧设置，所述过滤网远离所述过滤腔与相邻的过滤腔相连通的一侧设置；12.所述装置本体连接有钢丝绳，所述过滤毛刷设置于所述钢丝绳上，所述过滤网由网格材质制成，所述过滤网的目数为50目～100目。13.优选地，所述隔板平行于所述装置本体的底壁设置，所述过滤腔内还设置有挡水板，所述挡水板垂直于所述隔板设置，所述挡水板将所述过滤腔分隔出多个分腔体，相邻的所述分腔体相连通。14.优选地，所述挡水板的数量为多块，所述挡水板具有缺口形成过水通道，相邻的所述挡水板的所述缺口交错设置，相邻的所述分腔体利用所述过水通道相连通；所述缺口位于所述挡水板的顶部。15.优选地，最下方的所述隔板具有脱泥缝，当所述过滤腔的数量为多个时，相邻的所述过滤腔能够利用所述脱泥缝相连通；所述储存腔能够利用所述脱泥缝与所述过滤腔相连通。16.优选地，所述进料组件还包括淤泥导流管，所述进料管利用所述淤泥导流管与所述储存腔相连通，所述淤泥导流管平行于竖直方向设置。17.优选地，所述进料组件还包括分流管，所述进料管利用所述分流管与所述淤泥导流管相连通，所述分流管垂直于所述淤泥导流管设置，所述分流管以及所述淤泥导流管的数量均为多根。18.优选地，所述装置本体包括箱体和支撑浮管，所述箱体为顶部开口的长方体结构，所述支撑浮管呈矩形，所述支撑浮管与所述箱体的侧壁顶部相连，所述箱体以及所述隔板均由刀刮布制成。19.本发明还提供一种原位底泥收集方法，用上述的原位底泥收集装置，将所述原位底泥收集装置放置于河床上，收集的淤泥由所述进料管导入所述储存腔内，以使进入所述储存腔的泥浆水外溢到上方的过滤腔，沉淀过滤后的泥浆水经过所述过滤元件的过滤后由所述装置本体内溢出，沉淀的底泥留存在储存腔内，实现底泥的原位储存。20.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的原位底泥收集装置，包括装置本体和进料组件，装置本体内设置隔板并分隔出过滤腔和储存腔，提升的淤泥由进料管进入储存腔内，底泥留在储存腔内，泥浆水向上进入过滤腔，过滤后的泥浆水通过顶部过滤腔内设置的过滤元件的过滤净化后由装置本体溢出，沉淀的底泥回流到储存腔内，从而实现底泥的原位收集。21.本发明还提供一种原位底泥收集方法，利用上述的原位底泥收集装置，将原位底泥收集装置放置于河床上，实现底泥的原位收集，降低清淤施工对水体的扰动，达到快速泥水分离效果，从而保证清淤时与清淤后水质，且底泥原位收集储存，降低了底泥处理难度，大幅度降低了清淤成本，解决了淤泥外送、填埋或焚烧等环境问题，减少了环境污染。本发明做到直接影响水体的存量污染得到快速独立隔离，收集后的有机物可一直较稳定安全保存，也可定时定量提供给水体滤食性生物精准消化利用，作为水体生物多样性治理的储存粮仓，做到污水资源化利用。附图说明22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。23.图1为本发明的原位底泥收集装置的结构示意图；24.图2为本发明的原位底泥收集装置的工作示意图。25.其中，100为原位底泥收集装置；26.1为装置本体，2为隔板，3为过滤腔，4为储存腔，5为进料管，6为连通通道，7为挡水板，8为过水通道，9为脱泥缝，10为淤泥导流管，11为分流管，12为箱体，13为支撑浮管，14为阀门，15为过滤毛刷，16为过滤网，17为钢丝绳。具体实施方式27.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。28.本发明的目的是提供一种原位底泥收集装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现底泥原位收集，降低清淤工程的施工难度，大幅度降低了清淤成本，解决了淤泥外送、填埋或焚烧等环境问题。29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。30.本发明提供一种原位底泥收集装置100，包括装置本体1和进料组件，其中，装置本体1为顶部开口的容器，装置本体1内设置隔板2并将装置本体1的内腔分隔出过滤腔3和储存腔4，过滤腔3位于储存腔4的顶部，储存腔4与其相邻的过滤腔3相连通，过滤腔3的数量至少为一个；当过滤腔3的数量为多个时，过滤腔3沿竖直方向依次排列，相邻的过滤腔3相连通，最上部的过滤腔3为敞口腔体，最顶部的过滤腔3设置过滤元件；进料组件包括进料管5，进料管5的一端能够与河床底泥相连通，进料管5的另一端与储存腔4相连通。31.本发明的原位底泥收集装置100，装置本体1内设置隔板2并分隔出过滤腔3和储存腔4，提升的淤泥由进料管5进入储存腔4内，底泥留在储存腔4内，泥浆水向上进入过滤腔3，过滤后的泥浆水由装置本体1溢出，沉淀的底泥回流到储存腔4内，从而实现底泥的原位收集。降低清淤施工对水体的扰动，从而保证清淤时与清淤后水质，且底泥原位收集储存，降低了底泥处理难度，减少了环境污染，大幅度降低了清淤成本，解决了淤泥外送、填埋或焚烧等环境问题。32.在本具体实施方式中，过滤腔3的数量为两个，隔板2的数量为两块，上方的隔板2与装置本体1的第一内侧壁之间具有间隙并形成连通通道6，下方的隔板2与装置本体1的第二内侧壁之间具有间隙并形成连通通道6，第一内侧壁与第二内侧壁位于装置本体1的相对的两侧，即下方的过滤腔3与储存腔4的连通通道6远离下方的过滤腔3与上方的过滤腔3的连通通道6，从而使由储存腔4进入过滤腔3的泥浆水进行充分的过滤沉淀，提高底泥的收集效率。在实际应用中，可根据实际需要设置隔板2的数量，进而调整过滤腔3的数量，以提高装置的灵活适应性。33.还需要说明的是，过滤元件包括过滤毛刷15和过滤网16，过滤毛刷15靠近过滤腔3与相邻的过滤腔3相连通的一侧设置，过滤网16远离过滤腔3与相邻的过滤腔3相连通的一侧设置；沉淀后的泥浆水到达最顶部的过滤腔3后，经过过滤毛刷15和过滤网16的过滤后，由装置本体1内溢出，设置过滤元件进一步增强了过滤腔3对泥浆水的过滤效果，保证了清淤时和清淤后水质。34.在本发明的其他具体实施方式中，装置本体1连接有钢丝绳17，过滤毛刷15和过滤网16设置于钢丝绳17上，方便拆装维护或更换，过滤网16由网格材质制成，过滤网16的目数为50目～100目，在实际应用中还可以根据水质以及过滤需求调整过滤网16的目数。在实际应用中，定期对过滤元件进行冲洗，以保证过滤元件的过滤效果。35.具体地，隔板2平行于装置本体1的底壁设置，过滤腔3内还设置有挡水板7，挡水板7垂直于隔板2设置，挡水板7将过滤腔3分隔出多个分腔体，相邻的分腔体相连通，利用挡水板7将过滤腔3分隔出多个分腔体，使泥浆水分别流过各个分腔体，分腔体沿泥浆水的流动方向排列，保证过滤腔3的过滤沉淀效果，且有利于提高泥浆水的沉淀均匀性。36.在本发明的其他具体实施方式中，挡水板7的数量为多块，挡水板7具有缺口形成过水通道8，相邻的挡水板7的缺口交错设置，相邻的分腔体利用过水通道8相连通，使得泥浆水在过滤腔3内呈蛇形流动，延长泥浆水的流动路径，以进一步保证过滤腔3的过滤沉淀效果。37.需要说明的是，缺口位于挡水板7的顶部，保证泥浆水顺利流通的同时，可起到阻挡沉淀的底泥的作用。38.为了使过滤腔3沉淀得到的底泥顺利回流到储存腔4中，最隔板2具有脱泥缝9，当设置多个过滤腔3时，相邻的过滤腔3能够利用脱泥缝9相连通，储存腔4能够利用脱泥缝9与过滤腔3相连通，形成多层上下贯穿具备自动脱泥功能；另外，可在过滤腔3中设置多个脱泥缝9，从而使脱泥缝9与下方的过滤腔3的分腔体一一对应，保证底泥顺利进入储存腔4中实现原位收集储存。39.更具体地，进料组件还包括淤泥导流管10，进料管5利用淤泥导流管10与储存腔4相连通，淤泥导流管10平行于竖直方向设置，利用淤泥导流管10可直接将淤泥输送至最下方的储存腔4内。40.为了提高进料均匀性和进料效率，进料组件还包括分流管11，进料管5利用分流管11与淤泥导流管10相连通，分流管11垂直于淤泥导流管10设置，分流管11以及淤泥导流管10的数量均为多根，淤泥导流管10和分流管11相配合形成淤泥输送管路，进料管5先将淤泥输送至分流管11形成的水平输送管路中，再利用水平输送管路向淤泥导流管10将淤泥向下输送至储存腔4内，在本具体实施方式中，分流管11呈井字分布。41.还需要说明的是，装置本体1包括箱体12和支撑浮管13，箱体12为顶部开口的长方体结构，支撑浮管13呈矩形，支撑浮管13与箱体12的侧壁顶部相连，箱体12以及隔板2均由刀刮布制成，箱体12为柔性结构，在装置本体1放置于河床上时，装置本体1可利用支撑浮管13保持形状并漂浮于水中，装置本体1由柔性材质制成，由于重力作用，位于最下方的隔板2上的底泥能够使脱泥缝9变大，底泥进入储存腔4后，脱泥缝9恢复，在节约生产成本的前提下，提高装置的可靠性。另外，在实际应用中，可利用支撑浮管13与分流管11相连，以支撑分流管11，为了避免分流管11内的淤泥进入支撑浮管13，在支撑浮管13与分流管11之间设置阀门14。42.进一步地，本发明还提供一种原位底泥收集方法，用上述的原位底泥收集装置100，将原位底泥收集装置100放置于河床上，收集的淤泥上提，由进料管5导入储存腔4内，进入储存腔4的泥浆水外溢到上方的过滤腔3，沉淀过滤后的泥浆水经过过滤元件的过滤净化后由装置本体1内溢出，每一层过滤腔3中沉积的底泥达到一定重量后自动从脱泥缝9中滑落到下一层隔板2上，以此类推实现底泥最终滑落到最底层的储存腔4内，做到原位储存，底泥滑落后，脱泥缝9自动闭合，防止了水流旁路流失而无法实现蛇形流动高效截留沉淀效果。沉淀的底泥留存在储存腔4内，实现底泥的原位储存，降低清淤施工对水体造成的扰动，达到快速泥水分离效，保证清淤时与清淤后的水质。此处需要说明的是，淤泥由提升泵提升后，经由进料管5输送至储存腔4内，在实际应用中，可根据不同需求标准相对调整淤泥提升泵的功率以及箱体12的大小，最终进行沉淀时间的调整，对应完成净化标准。43.如图2所示，以100m长的河道为例，河道宽25m，水深2m，在清淤之前，河道水容量为5000m3，利用本发明的原位底泥收集装置100，对底泥进行原位收集后，支流河道的水容量为4994.4m3，为原河道的99.89％，主干河道的水容量为6238.8m3，为原河道的99.82％，由此可见，利用本发明的原位底泥收集装置100，对底泥进行原位收集，对河道水利的影响很小。44.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。









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