專利名稱：一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)，屬于環(huán)境巖土工程技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
污泥、淤泥和污染土都屬于污染泥土范疇。我國污染泥土處理處置形勢十分嚴(yán)峻。 隨著中國城市化的迅速發(fā)展，城市污泥排放量急劇增長導(dǎo)致的環(huán)境安全問題日益突出。城 市脫水污泥具有高親水、高含水、高有機(jī)質(zhì)含量和低滲透等特點(diǎn)導(dǎo)致在工程中處置難度大， 如何進(jìn)一步處理利用成為關(guān)鍵問題。改善湖泊水質(zhì)、保持河道泄洪能力和內(nèi)陸航道暢通，大 規(guī)模的環(huán)境疏浚、清淤工程不可避免，由此而產(chǎn)生大量的水體疏浚淤泥涵待處理。污染土面 積廣大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國受污染的耕地約有1. 5億畝，污水灌溉污染耕地3250萬畝，固體廢棄 物堆存占地和毀田200萬畝，合計(jì)約占中國耕地總面積的1/10以上。污染泥土已成為亟待 解決的重要環(huán)境問題之一。
根據(jù)國家對污染泥土穩(wěn)定化、無害化、減量化、資源化發(fā)展的戰(zhàn)略需求，原位固化 穩(wěn)定化是污染泥土的重要的出路，原位固化穩(wěn)定化技術(shù)具有快速、高效、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)等特 點(diǎn)，能同時處理多金屬污染泥土，應(yīng)急作用突出，廣泛應(yīng)用于污泥、淤泥和污染土等各類危 險廢物的處理，歐美國家率先開展了該技術(shù)的研究，在美國超基金項(xiàng)目中，超過200個項(xiàng)目 (占20%以上)涉及該技術(shù)。通過原位固化穩(wěn)定化處理，能有效改善高含水率、低強(qiáng)度和重 金屬污染的污染泥土土質(zhì)，變?yōu)榫哂懈邚?qiáng)度、低滲透和重金屬固化穩(wěn)定化的性質(zhì)。處理后的 污染泥土主要成為填方材料，代替砂石和土料，用于填土工程、筑堤工程及道路工程等。由 于其不需要對污染泥土進(jìn)行搬運(yùn)，節(jié)省了運(yùn)輸費(fèi)用，同時減小了污染物環(huán)境暴露的可能性， 因此，原位固化穩(wěn)定化技術(shù)將是今后所廣泛采納的處理處置技術(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)深層土壤和固化劑的均混，通常要利用各種鉆探、攪拌和注漿等設(shè)備，根 據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況選擇合適的混合方式。由于我國相關(guān)行業(yè)起步較晚，原位固化穩(wěn)定化技術(shù) 及設(shè)備發(fā)展緩慢，如淤泥固化處理機(jī)(專利ZL200420028026. 9)處理效率低，成本高；淤泥 原位固化裝置(專利201120473034.4)的攪拌頭為機(jī)械驅(qū)動，已發(fā)生故障且攪拌頭的長度 有限，原位的處理深度有限，且對于有一定碎石的泥土難以處理，難以滿足工程的需要。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，集成現(xiàn)有儀器設(shè)備，研發(fā)污染泥土原位固化穩(wěn)定化裝置 是亟待解決的問題。發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)濟(jì)快捷的污染泥土原位固化 穩(wěn)定化處置系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為
一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)，包括履帶式挖機(jī)及履帶車，其中履帶式 挖機(jī)的挖掘臂的前端設(shè)置有攪拌頭，攪拌頭由殼體、鉆頭、鉆頭傳動器、攪拌輪傳動器、攪拌輪和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，攪拌頭通過液壓伸縮桿與履帶式挖機(jī)的挖掘臂連接，液壓伸縮桿與攪拌頭 和履帶式挖機(jī)之間分別采用法蘭盤連接，殼體呈容器狀，殼體內(nèi)底部設(shè)置有鉆頭傳動器，鉆 頭傳動器與鉆頭活動連接，鉆頭傳動器上方設(shè)置有攪拌輪傳動器和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸活動貫穿殼 體，轉(zhuǎn)軸兩端對稱設(shè)置有攪拌輪，轉(zhuǎn)軸與攪拌輪傳動器之間齒輪連接，轉(zhuǎn)軸垂直于鉆頭，殼 體上設(shè)置有第一液壓管接頭和第二液壓管接頭，攪拌輪傳動器和第一液壓管接頭之間管道 連接，鉆頭傳動器和第二液壓管接頭之間管道連接，殼體外壁上設(shè)置有含水率傳感器、溫度 傳感器、粉劑嗔頭固定器和水劑嗔頭固定器，粉劑嗔頭固定器上設(shè)直有粉劑嗔頭，水劑嗔頭 固定器上設(shè)置有水劑噴頭，攪拌頭的法蘭盤上設(shè)置有高壓氣噴頭，高壓氣噴頭的噴口平行 于鉆頭，履帶式挖機(jī)上設(shè)置有線管控制集合器、控制操作系統(tǒng)，線管控制集合器上設(shè)置有各 轉(zhuǎn)換接頭，各轉(zhuǎn)換接頭均設(shè)置有電磁閥，電磁閥和控制操作系統(tǒng)之間導(dǎo)線連接，粉劑罐、氣 壓動力裝置、水劑罐和液壓動力裝置設(shè)置在履帶車上，粉劑罐與氣壓動力裝置之間管道連 接，管道上設(shè)置有粉劑罐壓力控制器，粉劑罐的內(nèi)壁設(shè)置有粉劑計(jì)量傳感器，水劑罐與氣壓 動力裝置之間管道連接，管道上設(shè)置水劑罐壓力控制器，水劑罐內(nèi)壁設(shè)置有水劑計(jì)量傳感 器，粉劑罐上設(shè)有粉劑管，粉劑管通過線管控制集合器的轉(zhuǎn)換接頭與粉劑噴頭連接，氣壓動 力裝置上設(shè)有高壓氣管，高壓氣管通過線管控制集合器的轉(zhuǎn)換接頭與高壓氣噴頭連接，水 劑罐上設(shè)有水劑管，水劑管通過線管控制集合器的轉(zhuǎn)換接頭與水劑噴頭連接，液壓動力裝 置上設(shè)置有連接第二液壓管接頭的液壓管，液壓動力裝置上設(shè)置有連接第一液壓管接頭的 液壓管，液壓動力裝置上設(shè)置有連接液壓伸縮桿的液壓管，所述的液壓管分別通過線管控 制集合器的轉(zhuǎn)換接頭。
粉劑噴頭和水劑噴頭的噴口垂直于轉(zhuǎn)軸。
含水率傳感器和溫度傳感器位于高壓氣噴頭的噴口下方，含水率傳感器和溫度傳 感器分別經(jīng)導(dǎo)線連接控制操作系統(tǒng)。
粉劑罐壓力控制器、水劑罐壓力控制器、粉劑計(jì)量傳感器、水劑計(jì)量傳感器、氣壓 動力裝置和液壓動力裝置通過導(dǎo)線與控制操作系統(tǒng)連接。
由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)的攪 拌頭內(nèi)的攪拌輪傳動器和鉆頭傳動器通過液壓動力裝置驅(qū)動，較機(jī)械鏈條驅(qū)動更加方便可 靠，不容易出現(xiàn)故障；攪拌頭的底部設(shè)置的鉆頭能破碎污染泥土中的巖石和硬塊，從而保證 攪拌輪的工作效率，且能避免攪拌輪被巖石和硬塊破壞；攪拌頭上的水劑噴頭和粉劑噴頭 的噴口與轉(zhuǎn)軸垂直，能保證水劑和粉劑的噴射效率；攪拌頭通過液壓伸縮桿與履帶式挖機(jī) 的挖掘臂連接，借助液壓伸縮桿的伸縮功能，保證了攪拌頭能達(dá)到更大的施工深度；同時， 液壓伸縮桿、履帶式挖機(jī)的挖掘臂和攪拌頭之間采用法蘭盤連接，便于拆卸運(yùn)輸；粉劑罐、 氣壓動力裝置、水劑罐和液壓動力裝置安裝于履帶車上，運(yùn)輸施工方便與履帶式挖機(jī)同步， 適應(yīng)復(fù)雜的施工環(huán)境；電磁閥和傳感器與控制操作系統(tǒng)連接，在控制操作系統(tǒng)上設(shè)定相關(guān) 施工參數(shù)并實(shí)時記錄和處理數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。見附圖
一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)，處置系統(tǒng)由履帶式挖機(jī)27、履帶車31、 攪拌頭3、液壓伸縮桿11、線管控制集合器25、控制操作系統(tǒng)26、粉劑罐21、氣壓動力裝置 20、水劑罐39、液壓動力裝置29和相關(guān)傳感器構(gòu)成。其中履帶式挖機(jī)27的挖掘臂的前端 設(shè)置有攪拌頭3，攪拌頭3由殼體、鉆頭1、鉆頭傳動器2、攪拌輪傳動器19、攪拌輪4和轉(zhuǎn)軸 18構(gòu)成，攪拌頭3通過液壓伸縮桿11與履帶式挖機(jī)27的挖掘臂連接，液壓伸縮桿11與攪 拌頭3和履帶式挖機(jī)27之間分別采用法蘭盤連接，液壓伸縮桿11的外壁設(shè)置有柔性保護(hù) 層10，防止工作時污染泥土污染和損壞液壓伸縮桿11，液壓伸縮桿11靠近攪拌頭3的端部 設(shè)置有伸縮桿保護(hù)器9，用于保護(hù)液壓伸縮桿11，防止液壓伸縮桿11伸的過長而損壞，殼體 呈容器狀，殼體內(nèi)底部設(shè)置有鉆頭傳動器2，鉆頭傳動器2與鉆頭I活動連接，鉆頭傳動器2 上方設(shè)置有攪拌輪傳動器19和轉(zhuǎn)軸18，轉(zhuǎn)軸18活動貫穿殼體，轉(zhuǎn)軸18兩端對稱設(shè)置有攪 拌輪4，轉(zhuǎn)軸18與攪拌輪傳動器19之間齒輪連接，轉(zhuǎn)軸18垂直于鉆頭1，殼體上設(shè)置有第 一液壓管接頭15和第二液壓管接頭16，攪拌輪傳動器19和第一液壓管接頭15之間管道 連接，鉆頭傳動器2和第二液壓管接頭16之間管道連接，殼體外壁上設(shè)置有含水率傳感器 6、溫度傳感器7、粉劑噴頭固定器13和水劑噴頭固定器14，粉劑噴頭固定器13上設(shè)置有粉 劑噴頭5，水劑噴頭固定器14上設(shè)置有水劑噴頭17，粉劑噴頭5和水劑噴頭17的噴口垂直 于轉(zhuǎn)軸18，攪拌頭3的法蘭盤上設(shè)置有高壓氣噴頭8，高壓氣噴頭8的噴口平行于鉆頭1， 含水率傳感器6和溫度傳感器7位于高壓氣噴頭8的噴口下方，含水率傳感器6和溫度傳 感器7分別經(jīng)導(dǎo)線連接控制操作系統(tǒng)26，履帶式挖機(jī)27上設(shè)置有線管控制集合器25、控制 操作系統(tǒng)26，線管控制集合器25上設(shè)置有各轉(zhuǎn)換接頭，各轉(zhuǎn)換接頭均設(shè)置有電磁閥，電磁 閥和控制操作系統(tǒng)26之間導(dǎo)線連接，便于控制操作系統(tǒng)26控制污染泥土原位固化穩(wěn)定化 處置系統(tǒng)工作時相應(yīng)的氣壓、液壓、水劑速度和粉劑速度，粉劑罐21、氣壓動力裝置20、水 劑罐28和液壓動力裝置29設(shè)置在履帶車31上，粉劑罐21與氣壓動力裝置20之間管道連 接，管道上設(shè)置有粉劑罐壓力控制器32，粉劑罐21的內(nèi)壁設(shè)置有粉劑計(jì)量傳感器22，水劑 罐28與氣壓動力裝置20之間管道連接，管道上設(shè)置水劑罐壓力控制器33，水劑罐28內(nèi)壁 設(shè)置有水劑計(jì)量傳感器30，粉劑罐21上設(shè)有粉劑管，粉劑管通過線管控制集合器25的轉(zhuǎn)換 接頭與粉劑噴頭5連接，氣壓動力裝置20上設(shè)有高壓氣管，高壓氣管通過線管控制集合器 25的轉(zhuǎn)換接頭與高壓氣噴頭8連接，水劑罐28上設(shè)有水劑管，水劑管通過線管控制集合器 25的轉(zhuǎn)換接頭與水劑噴頭17連接，液壓動力裝置29上設(shè)置有連接第二液壓管接頭16的液 壓管，液壓動力裝置29上設(shè)置有連接第一液壓管接頭15的液壓管，液壓動力裝置29上設(shè) 置有連接液壓伸縮桿11的液壓管，所述的液壓管分別通過線管控制集合器25的轉(zhuǎn)換接頭， 管套24設(shè)置于線管控制集合器25和攪拌頭3之間，線管控制集合器25和攪拌頭3之間的 管道置于管套24內(nèi)，管套24置于線管卡套12內(nèi)，管套24通過線管鎖緊扣23固定，在履帶 式挖機(jī)27的挖掘臂和液壓伸縮桿11工作時，攪拌頭3和線管鎖緊扣23之間的管套24在 線管卡套12內(nèi)能夠自由移動，便于施工，粉劑罐壓力控制器32、水劑罐壓力控制器33、粉劑 計(jì)量傳感器22、水劑計(jì)量傳感器30、氣壓動力裝置20和液壓動力裝置29通過導(dǎo)線與控制 操作系統(tǒng)26連接。
本發(fā)明處置系統(tǒng)的工作原理
污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)使用前對各管道、導(dǎo)線、電磁閥、傳感器和轉(zhuǎn)換接頭做好相應(yīng)的標(biāo)記，施工時，用運(yùn)輸車裝運(yùn)輸履帶式挖機(jī)27、履帶車31、攪拌頭3、液壓伸 縮桿11、管道、導(dǎo)線和相關(guān)裝配件到施工現(xiàn)場，檢查攪拌頭3、液壓伸縮桿11和履帶式挖機(jī) 27之間的連接是否妥當(dāng)，按照對應(yīng)的標(biāo)記連接好相關(guān)管道、電磁閥和傳感器導(dǎo)線，打開控制 操作系統(tǒng)26，確保氣壓動力裝置20、液壓動力裝置29和各控制器處于關(guān)閉狀態(tài)，并檢查各 傳感器和電磁閥是否正常，通過控制操作系統(tǒng)26設(shè)定攪拌頭3工作溫度上限值，當(dāng)攪拌頭3 的工作溫度超過設(shè)定值時，裝置自動停止工作，以保護(hù)攪拌頭3，根據(jù)污染泥土的處理處置 要求向水劑罐28和粉劑罐21中添加相應(yīng)配方的水劑和粉劑，在控制操作系統(tǒng)26上打開氣 壓動力裝置20和液壓動力裝置29、各液壓管道電磁閥，使攪拌頭3開始工作，攪拌頭3 —直 工作到設(shè)計(jì)深度，然后在控制操作系統(tǒng)26上打開高壓氣電磁閥，高壓氣噴頭8噴出的高壓 氣體沖干凈含水率傳感器6，然后測定攪拌后的污染泥土的含水率，根據(jù)返回的污染泥土的 含水率，控制操作系統(tǒng)26自動計(jì)算并設(shè)置水劑速度、粉劑速度和攪拌頭3的上升速度，在控 制操作系統(tǒng)26上打開粉劑罐壓力控制器32、水劑罐壓力控制器33、水劑電磁閥和粉劑電磁 閥，攪拌頭3開始上升攪拌，并從粉劑噴頭5和水劑噴頭17噴出的粉劑和水劑，在攪拌頭3 的鉆頭I和攪拌輪4的協(xié)調(diào)工作下，原位固化穩(wěn)定化污染泥土，等攪拌頭3上升到污染泥土 工作面后，移動攪拌頭3開始下一輪工作，直至施工完整個場地，在施工過程中履帶車31要 跟隨履帶式挖機(jī)27并保持一定的距離，隨時梳理各管線，防止各管線被破壞，施工完成后， 關(guān)閉各電磁閥、傳感器、氣壓動力裝置20和液壓動力裝置29，然后關(guān)閉控制操作系統(tǒng)26，卸 掉履帶車31與履帶式挖機(jī)27之間連接的各管線，將履帶車31與履帶式挖機(jī)27開到?jīng)_洗 點(diǎn)，清洗裝置并護(hù)理，然后將裝置裝上運(yùn)輸車為下一個場地做準(zhǔn)備。
權(quán)利要求
1.一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)，包括履帶式挖機(jī)(27)及履帶車(31)，其特征在于其中履帶式挖機(jī)(27)的挖掘臂的前端設(shè)置有攪拌頭(3)，攪拌頭(3)由殼體、鉆頭 (I)、鉆頭傳動器(2)、攪拌輪傳動器(19)、攪拌輪(4)和轉(zhuǎn)軸(18)構(gòu)成，攪拌頭⑶通過液壓伸縮桿(11)與履帶式挖機(jī)(27)的挖掘臂連接，液壓伸縮桿(11)與攪拌頭(3)和履帶式挖機(jī)(27)之間分別采用法蘭盤連接，殼體呈容器狀，殼體內(nèi)底部設(shè)置有鉆頭傳動器(2)，鉆頭傳動器(2)與鉆頭(I)活動連接，鉆頭傳動器(2)上方設(shè)置有攪拌輪傳動器(19)和轉(zhuǎn)軸 (18)，轉(zhuǎn)軸(18)活動貫穿殼體，轉(zhuǎn)軸(18)兩端對稱設(shè)置有攪拌輪(4)，轉(zhuǎn)軸(18)與攪拌輪傳動器(19)之間齒輪連接，轉(zhuǎn)軸(18)垂直于鉆頭(I)，殼體上設(shè)置有第一液壓管接頭(15) 和第二液壓管接頭(16)，攪拌輪傳動器(19)和第一液壓管接頭(15)之間管道連接，鉆頭傳動器(2)和第二液壓管接頭(16)之間管道連接，殼體外壁上設(shè)置有含水率傳感器￠)、溫度傳感器(7)、粉劑噴頭固定器(13)和水劑噴頭固定器(14)，粉劑噴頭固定器(13)上設(shè)置有粉劑噴頭(5)，水劑噴頭固定器(14)上設(shè)置有水劑噴頭(17)，攪拌頭(3)的法蘭盤上設(shè)置有高壓氣噴頭(8)，高壓氣噴頭(8)的噴口平行于鉆頭(1)，履帶式挖機(jī)(27)上設(shè)置有線管控制集合器(25)、控制操作系統(tǒng)(26)，線管控制集合器(25)上設(shè)置有各轉(zhuǎn)換接頭，各轉(zhuǎn)換接頭均設(shè)置有電磁閥，電磁閥和控制操作系統(tǒng)(26)之間導(dǎo)線連接，粉劑罐(21)、氣壓動力裝置(20)、水劑罐(28)和液壓動力裝置(29)設(shè)置在履帶車(31)上，粉劑罐(21)與氣壓動力裝置(20)之間管道連接，管道上設(shè)置有粉劑罐壓力控制器(32)，粉劑罐(21)的內(nèi)壁設(shè)置有粉劑計(jì)量傳感器(22)，水劑罐(28)與氣壓動力裝置(20)之間管道連接，管道上設(shè)置水劑罐壓力控制器(33)，水劑罐(28)內(nèi)壁設(shè)置有水劑計(jì)量傳感器(30)，粉劑罐(21)上設(shè)有粉劑管，粉劑管通過線管控制集合器(25)的轉(zhuǎn)換接頭與粉劑噴頭(5)連接，氣壓動力裝置(20)上設(shè)有高壓氣管，高壓氣管通過線管控制集合器(25)的轉(zhuǎn)換接頭與高壓氣噴頭 (8)連接，水劑罐(28)上設(shè)有水劑管，水劑管通過線管控制集合器(25)的轉(zhuǎn)換接頭與水劑噴頭(17)連接，液壓動力裝置(29)上設(shè)置有連接第二液壓管接頭(16)的液壓管，液壓動力裝置(29)上設(shè)置有連接第一液壓管接頭(15)的液壓管，液壓動力裝置(29)上設(shè)置有連接液壓伸縮桿(11)的液壓管，所述的液壓管分別通過線管控制集合器(25)的轉(zhuǎn)換接頭。
2.如權(quán)利要求1所述的一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)，其特征在于粉劑噴頭(5)和水劑噴頭(17)的噴口垂直于轉(zhuǎn)軸(18)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)，其特征在于含水率傳感器(6)和溫度傳感器(7)位于高壓氣噴頭(8)的噴口下方，含水率傳感器(6)和溫度傳感器(7)分別經(jīng)導(dǎo)線連接控制操作系統(tǒng)(26)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)，其特征在于粉劑罐壓力控制器(32)、水劑罐壓力控制器(33)、粉劑計(jì)量傳感器(22)、水劑計(jì)量傳感器(30)、氣壓動力裝置(20)和液壓動力裝置(29)通過導(dǎo)線與控制操作系統(tǒng)(26)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污染泥土原位固化穩(wěn)定化處置系統(tǒng)，屬于環(huán)境巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。所述的處置系統(tǒng)由履帶式挖機(jī)、履帶車、攪拌頭、液壓伸縮桿、線管控制集合器、控制操作系統(tǒng)、粉劑罐、氣壓動力裝置、水劑罐、液壓動力裝置和相關(guān)傳感器構(gòu)成。攪拌頭的傳動器通過液壓動力裝置驅(qū)動，安全可靠；鉆頭能破碎污染泥土中的巖石和硬塊，能適應(yīng)復(fù)雜工況的施工、保證攪拌輪的工作效率和保證攪拌頭的安全運(yùn)行；液壓伸縮桿保證攪拌頭達(dá)到更大的施工深度；材料和動力裝置安裝于履帶車上，運(yùn)輸施工方便與履帶式挖機(jī)同步，適應(yīng)復(fù)雜的施工環(huán)境；電磁閥和傳感器與控制操作系統(tǒng)連接，在控制操作系統(tǒng)上設(shè)定相關(guān)施工參數(shù)并實(shí)時記錄和處理數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率。
文檔編號E02D3/12GK103046538SQ20131000619
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者薛強(qiáng), 陳億軍, 陳益人, 劉磊, 張民 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所