阅读说明：本技术 一种模块式全水上清淤作业系统 (Modular all-water dredging operation system ) 是由 张雄金 汪国民 徐伟 于 2020-04-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种模块式全水上清淤作业系统。包括底泥调查模块和底泥处理模块,底泥调查模块包括用于调查水下地形情况的测探仪、用于对水下淤泥进行取样的取样器、用于对取样后的淤泥进行分析的试验分析仪；底泥处理模块包括按照淤泥处理的流程依次连接的低扰动淤泥吸取装置、泥浆输送管道、泥沙杂物分离装置、淤泥脱水固化装置和余水净化处理装置；底泥调查模块通过电脑与GPS系统相连网,底泥调查模块对获取的待清淤水下地形数据和底泥数据进行数据处理而形成清淤规划,并通过电脑和GPS系统发送清淤规划至底泥处理模块,清淤作业时底泥处理模块根据清淤规划进行清淤作业。本发明能实现无扰动生态清淤,又能减少输送及疏浚余水处理成本。(The invention discloses a modular full-water dredging operation system. The system comprises a sediment investigation module and a sediment treatment module, wherein the sediment investigation module comprises a detector for investigating underwater topography conditions, a sampler for sampling underwater silt and a test analyzer for analyzing the sampled silt; the bottom sludge treatment module comprises a low-disturbance sludge suction device, a slurry conveying pipeline, a silt and impurity separation device, a sludge dehydration and solidification device and a residual water purification treatment device which are sequentially connected according to the sludge treatment flow; the sediment investigation module is connected with the GPS through a computer, the sediment investigation module carries out data processing on the acquired underwater topographic data to be desilted and sediment data to form a desilting plan, the desilting plan is sent to the sediment treatment module through the computer and the GPS, and the sediment treatment module carries out desilting operation according to the desilting plan during desilting operation. The invention can realize undisturbed ecological dredging and reduce the cost of conveying and dredging residual water treatment.)

一种模块式全水上清淤作业系统

技术领域

本发明涉及水域清淤技术领域，具体涉及一种模块式全水上清淤作业系统。

背景技术

随着国家“水污染防治行动计划”(水十条)的实施，湖库污染底泥的治理成为清除内源污染、保持水生态及水环境健康的重要手段。而传统的清淤设备在清淤过程中不仅增容率大，且对水体有较大扰动极易造成二次污染，清淤出的泥浆还需要通过管道输送或槽车运送至固定泥浆处理站进行后期处理，含固率低的泥浆不仅增加了输送成本，也增加了疏浚余水后期处理的成本。

因此，如何既能实施高浓度无扰动生态清淤，又能减少输送及疏浚余水处理成本，是急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有清淤技术的不足，开发出一种全新的模块式全水上清淤作业系统，其能够集污染底泥调查、清淤、脱水、余水处理等功能为一体，实现清淤作业的自动化、可连续化、流程化作业，达到清淤低扰动、淤泥不落地、余水达标排放的目的，真正实现生态清淤与淤泥无害化减量化处置一体化。具体的技术方案如下：

一种模块式全水上清淤作业系统，包括设置在清淤作业船上的用于预先获取待清淤水域底泥数据的底泥调查模块和用于对底泥进行一体化处理的底泥处理模块，所述底泥调查模块包括用于调查水下地形情况的测探仪、用于对水下淤泥进行取样的取样器、用于对取样后的淤泥进行试验分析的试验分析仪；所述底泥处理模块包括按照淤泥处理的流程依次连接的低扰动淤泥吸取装置、泥浆输送管道、泥沙杂物分离装置、淤泥脱水固化装置和余水净化处理装置；所述底泥调查模块通过电脑与GPS系统相连网，所述底泥调查模块对获取的待清淤水下地形数据和底泥数据进行数据处理而形成清淤规划，并通过电脑和GPS系统发送清淤规划至底泥处理模块，清淤作业时所述底泥处理模块根据清淤规划进行清淤作业。

其中，所述水下地形数据和底泥数据包括水下淤泥的淤积特征数据、淤积总数数据和污染特征数据。

优选的，本发明的一种模块式全水上清淤作业系统还包括泥浆调理模块，所述淤泥通过所述泥沙杂物分离装置分离掉杂物后，通过泥浆调理模块向淤泥中加入泥浆调理剂。

优选的，本发明的一种模块式全水上清淤作业系统还包括环保絮凝模块，所述淤泥通过淤泥脱水固化装置处理后，通过环保絮凝模块向水中加入环保絮凝剂。

作为本发明中的低扰动淤泥吸取装置的优选方案之一，所述低扰动淤泥吸取装置为气力泵。

作为本发明中的低扰动淤泥吸取装置的优选方案之二，所述低扰动淤泥吸取装置为柱塞式吸泥泵。

作为进一步的改进，本发明的一种模块式全水上清淤作业系统还包括设置在所述低扰动淤泥吸取装置的吸泥口上方外围的用于对所述吸泥口上方周围水体进行吸附过滤的外围水滤清组件。

其中，所述外围水滤清组件包括固定在所述低扰动淤泥吸取装置的吸泥口上方外围的环形过滤箱、连接在所述环形过滤箱外围的环形水箱，所述环形水箱的外周上密布有呈径向放射发散分布的且与所述环形水箱内部相连通的吸水管，所述吸水管上密布有吸水孔；所述环形水箱与环形过滤箱之间设置有吸附管路，所述吸附管路上设置有用于将所述环形水箱内的水输送到环形过滤箱内的输送泵。

优选的，所述环形过滤箱的内腔上端腔壁和内腔两侧腔壁为密闭腔壁，所述环形过滤箱的内腔下端腔壁为带网孔腔壁，所述环形过滤箱的内腔还设置有带网孔隔板，所述带网孔隔板将所述环形过滤箱的内腔分隔为上腔和下腔，所述下腔内填充有过滤用的石英砂；所述吸附管路的一端与所述上腔相连通。

由于有密集放射发散分布的吸水管位于吸泥口的上方外围，清淤作业时在输送泵的泵吸作用下，受扰动上浮扩散的细微颗粒会通过吸水管和环形水箱最后进入到外围水滤清组件的环形过滤箱的内腔进行滤清处理，最后通过石英砂过滤层向下排出。

优选的，所述环形过滤箱与所述吸泥口管道之间设置有旁通管，所述旁通管上设置有截止阀。

优选的，所述截止阀为电动截止阀。

清淤作业时，可以通过控制系统来控制外围水滤清组件与低扰动淤泥吸取装置相联动。旁通管的设置用于定时间歇开启电动截止阀以便将环形过滤箱内积聚的污泥被低扰动淤泥吸取装置定时吸走，并起到对石英砂过滤池的反冲洗作用。

本发明中，所述底泥处理模块中，所述泥沙杂物分离装置包括内进水微滤机和污泥浓缩池，所述淤泥脱水固化装置为带式压滤机，所述污泥浓缩池与所述带式压滤机之间通过污泥泵进行泥浆输送。

本发明中，所述泥浆调理模块为PAC及PAM联合加药装置，所述环保絮凝模块为PAM加药装置。

其中，所述PAC为聚合氯化铝，所述PAM为聚丙烯酰胺。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种模块式全水上清淤作业系统，设置有底泥调查模块和底泥处理模块，底泥调查模块采用测深仪结合GPS-RTK实时动态测量技术测量水下地形，可以准确反映库底淤泥表面形态和高程状况；并通过泥取样器对底泥取样和分析，可以掌握底泥空间分布及污染特征，查明淤积总量和底泥污染状况，并形成清淤规划；底泥处理模块按照清淤规划进行自动化、连续化、流程化的清淤作业。

第二，本发明的一种模块式全水上清淤作业系统，底泥处理模块采用气力泵疏浚系统对淤积物进行无扰动清淤并快速吸取，泥浆通过密闭管道进入垃圾分离装置，分离后砂石、垃圾杂物外运，泥浆进入污泥浓缩池，通过投加调理剂，使泥浆进行絮凝、沉淀，沉淀后泥浆由泵提升至脱水装置，再次投加环保絮凝剂进行二次絮凝，再进入污泥脱水装置，压出泥饼后外运。污泥浓缩池上清液及压滤出的水、冲洗水输送至压滤水池，通过絮凝、沉淀、过滤净化处理，达标排放，整个清淤过程均可在水上进行，无需将泥浆运送至专门的泥浆处理站进行后期处理。

第三，本发明的一种模块式全水上清淤作业系统，采用低扰动淤泥吸取装置进行清淤，低扰动淤泥吸取装置上设置有外围水滤清组件，清淤作业时受扰动上浮扩散的细微颗粒被吸附到环形过滤箱的内腔进行滤清处理，最后通过石英砂过滤层向下排出，从而能够最大限度防止清淤作业的二次污染，实现环保清淤。

附图说明

图1是本发明的一种模块式全水上清淤作业系统的结构示意图；

图2是底泥调查模块的工艺流程示意图；

图3是外围水滤清组件的结构示意图。

图中：1、外围水滤清组件，2、吸泥口，3、环形过滤箱，4、环形水箱，5、吸水管，6、吸水孔，7、吸附管路，8、输送泵，9、密闭腔壁，10、带网孔腔壁，11、带网孔隔板，12、石英砂，13、旁通管，14、截止阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至3所示为本发明的一种模块式全水上清淤作业系统的实施例，包括设置在清淤作业船上的用于预先获取待清淤水域底泥数据的底泥调查模块和用于对底泥进行一体化处理的底泥处理模块，所述底泥调查模块包括用于调查水下地形情况的测探仪、用于对水下淤泥进行取样的取样器、用于对取样后的淤泥进行试验分析的试验分析仪；所述底泥处理模块包括按照淤泥处理的流程依次连接的低扰动淤泥吸取装置、泥浆输送管道、泥沙杂物分离装置、淤泥脱水固化装置和余水净化处理装置；所述底泥调查模块通过电脑与GPS系统相连网，所述底泥调查模块对获取的待清淤水下地形数据和底泥数据进行数据处理而形成清淤规划，并通过电脑和GPS系统发送清淤规划至底泥处理模块，清淤作业时所述底泥处理模块根据清淤规划进行清淤作业。

其中，所述水下地形数据和底泥数据包括水下淤泥的淤积特征数据、淤积总数数据和污染特征数据。

优选的，本实施例的一种模块式全水上清淤作业系统还包括泥浆调理模块，所述淤泥通过所述泥沙杂物分离装置分离掉杂物后，通过泥浆调理模块向淤泥中加入泥浆调理剂。

优选的，本实施例的一种模块式全水上清淤作业系统还包括环保絮凝模块，所述淤泥通过淤泥脱水固化装置处理后，通过环保絮凝模块向水中加入环保絮凝剂。

作为本实施例中的低扰动淤泥吸取装置的优选方案之一，所述低扰动淤泥吸取装置为气力泵。

作为本实施例中的低扰动淤泥吸取装置的优选方案之二，所述低扰动淤泥吸取装置为柱塞式吸泥泵。

作为进一步的改进，本实施例的一种模块式全水上清淤作业系统还包括设置在所述低扰动淤泥吸取装置的吸泥口上方外围的用于对所述吸泥口上方周围水体进行吸附过滤的外围水滤清组件。

其中，所述外围水滤清组件1包括固定在所述低扰动淤泥吸取装置的吸泥口2上方外围的环形过滤箱3、连接在所述环形过滤箱3外围的环形水箱4，所述环形水箱4的外周上密布有呈径向放射发散分布的且与所述环形水箱4内部相连通的吸水管5，所述吸水管5上密布有吸水孔6；所述环形水箱4与环形过滤箱3之间设置有吸附管路7，所述吸附管路7上设置有用于将所述环形水箱4内的水输送到环形过滤箱3内的输送泵。

优选的，所述环形过滤箱3的内腔上端腔壁和内腔两侧腔壁为密闭腔壁9，所述环形过滤箱3的内腔下端腔壁为带网孔腔壁10，所述环形过滤箱3的内腔还设置有带网孔隔板11，所述带网孔隔板11将所述环形过滤箱3的内腔分隔为上腔和下腔，所述下腔内填充有过滤用的石英砂12；所述吸附管路7的一端与所述上腔相连通。

由于有密集放射发散分布的吸水管5位于吸泥口2的上方外围，清淤作业时在输送泵8的泵吸作用下，受扰动上浮扩散的细微颗粒会通过吸水管5和环形水箱4最后进入到外围水滤清组件1的环形过滤箱3的内腔进行滤清处理，最后通过石英砂12过滤层向下排出。

优选的，所述环形过滤箱3与所述吸泥口2管道之间设置有旁通管13，所述旁通管13上设置有截止阀14。

优选的，所述截止阀14为电动截止阀。

清淤作业时，可以通过控制系统来控制外围水滤清组件1与低扰动淤泥吸取装置相联动。旁通管13的设置用于定时间歇开启电动截止阀14以便将环形过滤箱3内积聚的污泥被低扰动淤泥吸取装置定时吸走，并起到对石英砂12过滤池的反冲洗作用。

本实施例中，所述底泥处理模块中，所述泥沙杂物分离装置包括内进水微滤机和污泥浓缩池，所述淤泥脱水固化装置为带式压滤机，所述污泥浓缩池与所述带式压滤机之间通过污泥泵进行泥浆输送。

本实施例中，所述泥浆调理模块为PAC及PAM联合加药装置，所述环保絮凝模块为PAM加药装置。

其中，所述PAC为聚合氯化铝，所述PAM为聚丙烯酰胺。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。