“三合一”环保清淤固化脱水系统

“三合一”环保清淤固化脱水系统

王永生 张中

（山东浩海疏浚装备有限公司，山东潍坊 262500 ）

前言：我国中小河道淤积现象比较普遍，城市内陆河道清淤也提到了必须尽快解决对策的关头，近几年国家加强了中小河道和农村河道的治理力度，其中清淤工程作为主要措施被广泛实施。

从近期国内外同行业投放市场产品来看，大型清淤装备、清淤船只也基本上是为了港口、航道或大江大河的大规模疏浚工程而建造，无法进入中小河道进行施工，因此中小河流清淤工程一般没有非常合适的清淤装备进行施，同时施工清淤出来的淤泥无法进行二次处理，其性质不再适宜直接还田或经过沤肥后作为肥料使用，必须进行除污无害处理。本文提出了常态化内河清淤的系统处理方案---“三合一”环保清淤固化脱水系统。

关键词: 内河清淤 常态化 脱水固化

一、现状分析

对于小河道清淤，基本是在排干清淤和水下清淤这个阶段，市场上对城市河道、乡村沟渠等狭窄区域进行河道清理、淤泥抽取大都采用河道截流，采用浮挖船通过挖机等对淤泥进行清除作业，这种方式存在下述缺点：1）作业周期长，动用设备多；2）需要充足的作业场所；3）对河道二次污染严重，环保效果差；4）不适合于河道湖泊清淤船的连续流动作业；5）排出的水中混存的淤泥不能进行再处理.

二、解决方案

通过市场调研，派出技术研发人员与市场营销人员，走访沿海各地清淤施工公司、各县市区市政工程公司及相关施工单位，到国内外同类设备施工现场观摩学习，与操作者充分沟通，了解同类设备的优缺点；坚持走边开发、边设计、边试制、边实验、边改进、再设计、再改进，最后整机试验、整机改进的开发思路，在技术设计路线上，整体方案----总体布置----关键技术点对策----设计论证----部件试制----部件试验---部件检测----组装调试----下水试验；最终我们形成了“三合一”环保清淤固化脱水系统的概念，强调常态化清淤的工作模式。

该系统有多功能环保清淤船、环保型船载淤泥脱水设备及运输设备三部分组成，三个设备分工不同，各自负责承担不同的任务，三者的完美组合，共同完成了对淤泥进行无二次污染的环保型抽取、输送、脱水、固化、无公害处理、运输转场等全面工作，非常适合城市小河道及农村河道的环保型清淤要求。

一）、多功能环保清淤船（专利号：ZL201620693693.1）

功能环保清淤船是一种用于城市河道、乡村沟渠等狭窄区域进行淤泥清理抽取的多功能设备。包括船体、前支撑杆、前支撑油缸、牵引绞车、螺旋集料装置、泥泵、操作室、发动机、液压系统、护罩、后支撑杆1、后支撑杆2、耙子、后支撑油缸、后翻转油缸、行走推轮、后支撑杆3、升降绞车等，各装置及系统均以不同位置及方式固定在船体上，通过操作室内电器系统、液压系统的操作手柄完成对该船的各种动作进行控制；

1、前面工作装置为螺旋集料装置和泥泵，可以完成对淤泥的定量收集和泵吸输送；

2、螺旋集料装置为本公司专利产品（专利号ZL201520728960.X），不同倾斜角度的螺旋叶片，保证旋松的淤泥向泥泵吸口聚集，提高淤泥浓度；

3、集料装置上方的防溢罩，杜绝了淤泥的扩散，防止二次污染，切实做到环保清淤；

4、吸泥泵为公司与合作厂家联合开发的专利产品----无堵塞泵，该泵的采用，做到了过流颗粒大，叶片无缠绕，无堵塞，大大提高功效；

5、绞龙转动及泥泵驱动均采用液压马达，功率大，操作灵活，作业效率高；

6、螺旋集料装置采用油缸控制，可以方便的操作其工作深度，保证淤泥采集浓度的恒定；

7、后工作装置采用挖掘机工作装置结构形式，可以根据需求进行多种形式的更换，完成河道垃圾清理、水下杂物石块等打捞、河底淤泥挖掘等多功能作业；

8、多功能环保清淤船在工作时通过前后两台绞车牵引进行慢速前行作业，其行进速度无极调速，可以适合各种情况下的作业；

9、在设备转场时，采用“蹼”转动的驱动形式，推力大，行走速度快；

10、根据船体吃水不同，转璞需调整吃水深度（为保证最大的推力，转璞一半浸入水下时，效率最高），转璞通过绞车控制实现上下移动，以适合不同水深的作业区域；

二）、淤泥固化处理设备

载淤泥脱水设备是对清淤船抽取淤泥进行兑药、淤泥絮凝、脱水处理、泥饼输送为一体的环保型淤泥处理设备。淤泥脱水设备首先利用絮凝池将输送进来的淤泥进行絮凝，在此过程中，兑药池可以向絮凝池内源源不断地输送絮凝所需要的药液，之后絮凝的淤泥进入脱水机构进行脱水处理，经脱水后的干泥饼最终自出料机构输送出去，这种结构的设备可以集兑药、淤泥絮凝、脱水处理、泥饼输送为一体，大大降低了淤泥处理的成本。根据施工工况，可采用水上船在形式或陆地车载形式，主要设备是：环保型船载淤泥脱水设备（专利号：ZL201620687095.3）、一种污泥深度脱水固化车（专利号201620044987.1）。

1、环保型船载淤泥脱水设备

环保型船载淤泥脱水设备包括出料装置、船体、脱水设备、控制柜、水泵、絮凝池、兑药池、发电机组、操作台、托盘、水箱等；船体内固定有托盘、絮凝池、兑药池、发电机组、操作台等等均以不同方式安装固定在船体的不同位置；在托盘上方固定脱水设备、出料装置、控制柜、抽水泵、水箱；兑药池及淤泥池的絮凝均包括自动计量、自动输送的功能；出料装置可以选装带式传动、斗轮转动、螺旋传动等形式，将干泥饼传送出本机。

2、污泥深度脱水固化车

污泥深度脱水固化车。该车有汽驾驶室、操作室、拖盘、箱体、箱盖、连杆机构、中和筛分仓、絮凝仓、脱水仓、固化装置等组成；实现了污泥固化处理的移动式作业，就是一套可以动的污泥深度处理固化装置；以半挂车底盘为基础改进设计制作；后端设计为密闭的厢式结构；箱盖可以方便打开，便于内部设备安装调运；在箱体内根据施工要求可以安装中和筛分仓、絮凝仓、污泥脱水仓、固化装置等；上部设计有通风采光窗；该车可以通过半挂车头牵引进行转场作业，机动灵活，操作简便。

3、运输船（车）

对于处理后形成的泥饼，由于含水量极低，完全具备各种运输情况，不会存在滴漏污水污染城市道路等隐患，用户可以自己现有设备情况自备运输设备，大小形式不限。

4、联合作业控制

“三合一”环保清淤脱水系统运行时的关键控制点是各组成设备的匹配：清淤船抽取污泥的排量要与固化处理设备的处理量完全匹配，清淤船排量太大，会出现固化处理设备消化不了，未经处理的淤泥溢出，污染周边区域环境，清淤船排量太小，会出现固化设备吃不饱，影响工作效率的情况。

为此，我们设计了无线远传监控控制系统，对于一般的现场施工，我们以清淤船为主，在固化处理设备适当位置安装监控摄像头，实时监控设备工作液面情况，根据液面高低，随时调整清淤船排量大小；

对于要求自动化程度较高的客户，采用在固化处理设备安装液位传感器的模式，将固化处理设备液位变化信号无线传输到清淤船，清淤船根据液位变化，自动调节工作泵转速，进而调整淤泥排量。

三、实际应用

“三合一”环保清淤固化脱水系统的概念，是本公司在大量市场调研前提下结合公司实际准备开发的具有国内领先水平的环保清淤系列设备，具有下列创新点：

1、首次提出环保清淤系统的概念，不再只是简单地一个个独立的船体，而是将淤泥抽取、输送、脱水、固化、无公害处理、运输转场等作为一个系统工程来处理完成；

2、该系统有多功能环保清淤船、环保型船载淤泥脱水设备及运输船三部分组成，三个船分工不同，各自负责承担不同的任务，但三者共性参数却必须统一协调，抽多少泥？含土量多少？怎么控制抽取量大小？含土量怎么保证？抽取量与固化船的消化量如何匹配？怎么实现匹配？絮凝处理如何保证没有二次污染？所有这一切，都在本系统方案中得到解决；

3、螺旋集料装置为本公司专利产品（专利号：ZL201520728960.X)，为专为环保清淤而设计发明的工作装置，非常适合城市小河道及农村河道的环保型清淤要求；

4、多功能环保清淤船与环保型船载淤泥脱水设备工作量的完美配合完全实现自动控制，根据浓度测量仪参数反馈，螺旋集料装置与泥泵的深度可以自动调节、根据流量大小反馈，泥泵转速可以进行自动调节，整个系统的自动化程度国内领先。

结束语

“三合一”环保清淤固化脱水系统，经过前期几年的不断改进，通过超标，已经在南京水务局下属几个分局投入使用四套，使用效果良好，完全满足了城市内河河道常态化清淤的要求。

参考文献：

[1]王晓东,孙承福.城市河道生态清淤技术探讨[J].  中国水能及电气化. 2017(04)

[2]张立明. 浅谈城市河道清淤对策[J].  江苏水利. 2012(02)

[3]高扬,杨栋,倪守高,罗荣彪,王晓英. 疏浚泥浆在线脱水的工艺设计及试验[J].  水利水电科技进展. 2021(03)

[4]石稳民,黄文海,罗金学,邱震寰,薛强,姚雯.基于生态修复的河湖环保清淤关键问题研究[J].   环境科学与技术. 2019(S2)