一种高含水率废弃泥浆脱水-制砖一体化系统及实施方法

技术领域

本发明涉及工程废弃泥浆的减量化及资源化一体化的方法，特别涉及一种高含水率废弃泥浆脱水-制砖一体化系统及实施方法。

背景技术

各类工程中产生了大量废弃泥浆，例如泥水平衡顶管工程、盾构工程、河湖绞吸式疏浚工程等；废弃泥浆含水率高、粘粒含量高，沉降缓慢，城市缺乏土地堆填，亟需减量化的方法；目前存在一些减量化的方法（传统工程上的废弃泥浆处理方法多与板框压滤、带式压滤、以及离心处理有关），然而泥浆减量后的泥土产物由于性质、需求不明确等问题，并不能直接进行资源化利用，仍然需要对减量后的泥土产物二次改性处理，再进行资源化利用，即目前缺少将废弃泥浆一步减量及资源化的方法。

现有的相关专利可以分为两类，一类是将高含水率废弃泥浆减量化的方法，另一类是将较低含水率的废弃泥资源化的方法。

对于将高含水率废弃泥浆减量化的方法，例如申请号为CN201911285683.9的中国发明专利公开一种河湖底泥板框压滤脱水方法，通过絮凝对泥水进行分离，然后通过板框压滤进行二次脱水，在一定程度上提升了浓缩效率。但是由于泥浆减量后的产物性质不明确，资源化利用的途径不明确，可能需要对处理后的产物进行再次改性处理，再进行资源化利用。

对于将较低含水率废弃泥资源化利用的方法，如申请号为CN201110100300.3的中国发明专利公开一种用污泥制作的免烧砖及其制作方法，通过不同材料的配比，通过搅拌使其混合均匀，然后装入制砖机制砖，极大程度上提高了对污泥的资源化利用,但该方法存在以下缺陷：

（1）该方法适用的对象为低含水率的污泥，对于含水率较高的泥浆无法直接应用，需要对泥浆进行脱水预先处理，再采用该专利方法进行制砖，适用范围具有局限性；

（2）该发明专利无法适用于含水率不均匀的废弃泥，若连续处理过程中污泥含水率发生变化，在后续制砖过程中会制成质量、强度不均一的砖体；

（3）该方法制取的免烧砖在制作成型后，需要脱模制成坯砖，将坯砖进行码垛，自然养护30

综上，工程上急需一种能够将高含水率废弃泥浆一次性减量并资源化利用的方法，更优的，该方法可以进一步优化，适用于各种泥浆初始含水率，并且资源化产物具有质量均一等特点,基于此提出了一种高含水率废弃泥浆脱水-制砖一体化系统及实施方法。

发明内容

发明目的：针对泥浆减量化后难以资源化或者减量化后需要另寻资源化出路，发明了一种高含水率废弃泥浆脱水-制砖一体化系统及实施方法。

技术方案：本发明提供一种高含水率废弃泥浆脱水-制砖一体化系统及实施方法，包括泥浆池、泥浆密度实时检测系统、泥浆密度统一处理系统、药剂添加系统和脱水压滤制砖系统，各系统之间通过泥浆输送管道连接。

本发明的进一步改进在于：所述泥浆密度实时检测系统包括泥浆输送口、力学传感器、信号传感器、信号接收器、开关控制器、第一开关、第二开关和第三开关。泥浆输送管道用于输送泥浆，在距离泥浆输送口30

力学传感器检通过检测泥浆的实时冲击力，通过公式实时计算泥浆的密度，信号传感器负责将泥浆的密度以电信号的形式传递至信号接收器；当信号接收器接受的泥浆密度时，开关控制器控制第二开关开合，第一开关和 第三开关闭合，泥浆通过泥浆输送管道直接进入下一系统；当信号接收器接收的信号为泥浆密度时，开关控制器控制第一开关开合，第二开关和第三开关闭合，泥浆通过泥浆输送管道进入泥浆沉降池；当信号接收器接收的信号为泥浆密度时，开关控制器控制第三开关开合，第一开关和第二开关闭合，泥浆通过泥浆输送管道进入泥浆稀释池。

本发明的进一步改进在于：所述泥浆密度统一处理系统包括泥浆沉降池、水位高度测量仪和悬梁式搅拌器以及泥浆稀释池，所述开关控制器通过控制第一开关、第二开关和第三开关的开合将该系统分为三个支路，泥浆沉降池与泥浆稀释池分别位于中心泥浆输送管道两侧，泥浆沉降池与泥浆稀释池两侧通过泥浆输送管道连接；水位高度测量仪分别位于泥浆沉降池和泥浆稀释池池边，悬梁式搅拌器分别悬于泥浆沉降池和泥浆稀释池上方。

当开关控制器控制第一开关开合，第二开关和第三开关闭合时，泥浆进入泥浆沉降池沉降处理，水位测量仪实时测试泥浆池中的水位高度，当泥浆的水位高度为时即此时泥浆的密度为，用抽水机将泥浆沉降池中的水抽出，接着悬梁式搅拌器以转速60r/min开始工作，搅拌均匀的泥浆经泥浆输送管道运至下一系统；当开关控制器控制第二开关开合，第一开关和第三开关闭合，即此时泥浆的密度，泥浆通过泥浆输送管道直接进入下一系统；当开关控制器控制第三开关开合，第一开关和第二开关闭合，泥浆通过泥浆输送管道进入泥浆稀释池，向池中注水，通过水位高度测量仪实时检测水位高度，当时，泥浆此时的密度为，此时悬梁式搅拌器开始工作，将泥浆搅拌均匀，然后泥浆通过泥浆输送管道进入下一系统。

本发明的进一步改进在于：所述药剂添加系统包括固化剂添加装置、固化稳定剂添加装置、固化剂输送管道、固化稳定剂输送管道和蛇形管道。其中固化剂添加装置通过固化剂输送管道与蛇形管道相连；固化稳定剂添加装置通过固化稳定剂输送管道与蛇形管道相连；蛇形管道两端通过泥浆输送管道相连。固化剂采用早强型水泥（磷酸铝水泥），其掺量为，计算公式为；固化稳定剂采用普通的硅酸盐水泥，其掺量为，计算公式。此处的蛇形管道可以使固化剂与固化稳定剂与泥浆充分均匀混合，混合处理后的泥浆通过泥浆输送管道进入下一系统。

本发明的进一步改进在于：所述脱水压滤制砖系统包括压滤机、注浆孔、制砖模和压力机以及挡板，所述压滤机通过泥浆输送管道连接，压力机与制砖模相连，与药剂充分混合的泥浆进入脱水压滤制砖系统并通过注浆孔进入砖模，压滤机设置10个制砖模，每个制砖模的尺寸的长宽高分别设置为240

更进一步地，上述各类系统所使用的泥浆输送管道、蛇形管道和固化剂输送管道以及固化稳定剂输送管道均采用防锈蚀管道，泥浆输送管道的横截面积为25

作为补充地，考虑到整个系统的连续性，可以在泥浆密度统一处理系统中设置多个泥浆沉降池和泥浆稀释池；在脱水压滤制砖系统中可以设置多个压滤机交替工作。

有益效果：

本发明的泥浆密度实时检测系统可以实时的检测出泥浆的密度，根据泥浆密度的不同，分别做出不同的处理方式；在泥浆密度统一处理系统中，对泥浆进行稀释或沉降处理，使泥浆的密度统一，便于后期固化处理以及脱水压滤制砖处理，以便于形成质量规格统一的免烧砖；在药剂添加系统，根据固定的泥浆含水率做出药剂添加处理，在蛇形管道内，能够使药剂与泥浆充分均匀混合，进一步保证了泥浆的密度统一和泥浆中药剂添加的均匀，从而保证脱水压滤制砖系统每块砖的强度均匀；脱水压滤制砖系统一方面对泥浆起到脱水减量化的效果，另一方面，使工程废弃泥浆减量后直接处理为免烧砖，节省工艺，一步到位。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为泥浆稀释池示意图；

图3为脱水压滤制砖系统示意图；

图4为脱水压滤制砖系统示意图。

具体实施方式

如图，本实施例的一种高含水率废弃泥浆脱水-制砖一体化系统及实施方法包括泥浆池1、泥浆密度实时检测系统2、泥浆密度统一处理系统3和药剂添加系统4以及脱水压滤制砖系统5。

首先，泥浆通过泥浆输送管道6以固定的流速，从泥浆池1经泥浆输送口24泵入泥浆密度实时监测系统2，力学传感器9接收到的力，然后根据公式计算泥浆的实时密度，此时，泥浆与力学传感器9的接触时间，体积；信号传感器10负责将泥浆的密度以电信号的形式传递至信号接收器7；当信号接收器7接受的泥浆密度时，开关控制器8控制第二开关12开合，第一开关11和 第三开关13闭合，泥浆通过泥浆输送管道6直接进入下一系统；当信号接收器7接收的信号为泥浆密度时，开关控制器8控制第一开关11开合，第二开关12和第三开关13闭合，泥浆通过泥浆输送管道6进入泥浆沉降池15；当信号接收器7接收的信号为泥浆密度时，开关控制器8控制第三开关13开合，第一开关11和第二开关12闭合，泥浆通过泥浆输送管道6进入泥浆稀释池17。

实施例1

某湖泊由于富营养化严重，并且底泥存在重金属污染，需要对底泥进行疏浚，采用绞吸式的疏浚方法进行疏浚，产生的废弃泥浆密度约为1.02

当信号接收器7接受的泥浆密度为

实施例2

某泥水盾构工程施工过程中产生了废弃泥浆需要进行处置处理，该工程产生的废弃泥浆密度约为1.10

当信号接收器7接受的泥浆密度为

实施例3

某建筑工地施工过程中产生了大量的废弃泥浆，废弃泥浆的密度约为1.18

当信号接收器7接受的泥浆密度为

工作原理：

运行中的系统，首先，泥浆池中的泥浆以固定的流速通过泥浆输送口进入泥浆密度实时监测系统，对泥浆的密度进行实时监测，此处根据力学传感器检测的泥浆实时冲击力，根据公式计算泥浆的实时密度，并由信号接收器各个开关的闭合，控制泥浆进入不同的泥浆密度处理装置。

其次，泥浆密度统一处理系统会根据泥浆的密度不同做出不同的处理方式：

①开关控制器控制第一开关开合，第二开关和第三开关闭合时，此时泥浆的密度为，泥浆通过泥浆输送管道进入泥浆沉降池进行沉降处理，水位测量仪实时测试泥浆池中的水位高度，当泥浆的水位高度为时即此时泥浆的密度为，用抽水机将泥浆沉降池中的水抽出，接着悬梁式搅拌器以转速60r/min开始工作，搅拌均匀的泥浆经泥浆输送管道运至下一系统；

②开关控制器控制第二开关开合，第一开关和第三开关闭合时，此时泥浆的密度为，泥浆通过泥浆输送管道直接进入下一系统；

③开关控制器控制第三开关开合，第一开关和第二开关闭合时，此时泥浆的密度为，泥浆通过泥浆输送管道进入泥浆稀释池进行稀释处理，水位测量仪实时测试泥浆池中的水位高度，当泥浆的水位高度为时即泥浆此时的密度为，此时悬梁式搅拌器开始工作，将泥浆搅拌均匀，然后泥浆通过泥浆输送管道进入下一系统。

再次，密度统一为的泥浆进入药剂添加系统，根据公式和分别计算固化剂和固化稳定剂的掺量，蛇形管道可以使固化剂和固化稳定剂与泥浆充分均匀混合。

最后，与药剂混合均匀的泥浆进入脱水压滤制砖系统，并通过注浆孔进入制砖模，压力机提供压力，使泥浆的体积按照6:1的体积进行压缩处理，成型的免烧砖静置一段时间后待早强型水泥充分作用后，取出放置养护箱养护并且对脱水压滤制砖系统进行冲洗。

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其他实施例，都属于本发明的保护范围。