一種底泥處理廠專用沉砂池余沙收集設備

李久春，林忠成，張道清

（中國電建集團港航建設有限公司，天津 300467）

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)三廢的排放加劇了環(huán)境污染，特別是水體。河道底泥是城市市政排水系統(tǒng)的副產(chǎn)品，主要來源于城市排水系統(tǒng)，包括排水管道、泵站和污水處理廠。污泥還可分為生物泥、熟污泥、化學污泥等，一旦污染物進入水體，遷移到底泥和沉積物中，具有極強的積累作用，對人體健康產(chǎn)生潛在風險，因此，受污染底泥和沉積物的處理在環(huán)境工程領域十分關注。目前，針對受污染底泥和沉積物的處理方法也有很多，包括物理方法和化學方法，而且底泥處理廠不僅對污染河流的底泥進行處理，同時，對底泥處理后的余沙進行收集，實現(xiàn)重復利用資源。目前，底泥處理廠現(xiàn)有的余沙收集設備大多通過鏈板機將沉砂池底下余沙進行收集。但是，現(xiàn)有的鏈板機大多不能夠調(diào)節(jié)高度，使用起來不夠方便。因此，本文介紹了一種底泥處理廠專用沉砂池余沙收集設備，通過對余沙收集設備進行結構改進，實現(xiàn)高度的調(diào)節(jié)，增加使用活動范圍，提高使用便利性。

1 對沉砂池余沙分析

1.1 余沙的分析

污泥成分對處理方案的選擇具有重要意義，一般以下質保是確定污泥性質的主要依據(jù)：含水率、有機物和無機物在干物質中的含量、無機物與惰性成分、揮發(fā)性成分的百分比、金屬等重污染物的濃度。

含水量：水分在污泥中的存在形式與含量，直接影響具有重要減量化處理效果的污泥工藝的選擇，市政污泥相當部分的水分以自由間隙水的形式存在于污泥中，易于在機械脫水過程中去除，但由于無機砂含量較高，對脫水機械的磨損也較為嚴重。

有機物和無機物在干物質中的含量：污水經(jīng)生物處理產(chǎn)生的污水污泥中很大一部分是微生物團，因污泥成分不同，未消化的市政污水污泥的有機物含量約占干物質的60%～75%，高效厭氧消化處理后可降至38%左右，其中有機硝酸鹽構成污泥中的有機物有限成分，應當施用到土壤。

1.2 余沙處理目的分析

減量化：減量化是指減少最終處理的污泥的容積。污泥一般由比較松散的小塊組成，含水量較高，故污水污泥的容積可達其所含固體容積的許多倍，減量化處理可為污泥最終處理減少技術上的困難和經(jīng)濟上的壓力。

無害化：由于污水污泥含有大量污染物，必須通過無害化處理避免其造成二次污染并使最終產(chǎn)品的衛(wèi)生指標達到要求。

資源化：污水污泥富含營養(yǎng)物質，有的還具有較高的熱值，具備一定的資源化利用的條件。

污泥的工業(yè)化利用，尤其是建筑材料的資源化利用，具有顯著的優(yōu)勢，河道底泥經(jīng)過采用低溫煅燒就可成為使用價值非常高的建筑材料；其中含有一定可燃物質，用于燒結建筑材料有顯著的節(jié)能效果；固體廢料的建材資源化往往不需進行大的固定資產(chǎn)投資，而經(jīng)濟效益非常顯著；選取適當?shù)睦猛窘?jīng)，可以實現(xiàn)清淤泥直接利用，成功把污泥處理處置費用轉移到有用的產(chǎn)品生產(chǎn)上來，消除污泥處置停頓的風險。

排污河道底泥本身的特性，決定了其以建材資源化途徑為處置方案的優(yōu)越性。污泥回收用于建材，能夠徹底達到污泥穩(wěn)定化、無害化，不但可以消納污泥，保護自然資源，利廢增效，節(jié)約耕地，同時，還能完善建筑材料的革新。國家為保護耕地，禁止使用實心黏土磚的政策，更為利用河道底泥生產(chǎn)環(huán)保磚提供了良好的契機。排污河道底泥建材資源化如能得到廣泛應用，必將取得明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

2 底泥處理廠專用沉砂池余沙收集設備的整體結構設計

底泥處理廠用沉砂池余沙收集設備，包括支撐架、電機、控制器、存砂箱、繞線盤、定滑輪、鋼纜、固定架、限位塊、活動桿、伸縮桿、主動輪、從動輪、支撐桿、挖斗和鎖定盤等裝置。在裝置之間，整體結構之間的連接關系：在支撐架的上端固定有安裝電機和定滑輪，在電機的前段固定并連接上繞線盤。在支撐架的內(nèi)部固定連接有固定架，固定架一側固定連接有限位塊，限位塊的內(nèi)部滑動連接有活動桿。在活動桿的一側固定連接有兩個伸縮桿，它們分別用于連接主動輪和從動輪，在從動輪與主動輪的外側則套設有鏈板，鏈板的外側固定連接有若干挖斗。在支撐架的下端固定連接有存砂箱，且存砂箱的一端位于挖斗的下方。活動桿的上端固定連接有鋼纜，鋼纜一端繞過定滑輪與繞線盤固定連接，從而使整個設備得以連接工作。

3 底泥處理廠專用沉砂池余沙收集設備的工作原理

將專用沉砂池余沙收集設備的支撐架固定安裝在沉砂池邊上，一部分挖斗放置在水中。在使用余沙收集設備的過程中，當電機啟動時，電機將帶動繞線盤轉動，繞線盤將鋼纜進行收放，通過鋼纜又帶動著活動桿上下移動，而活動桿通過伸縮桿帶著鏈板機進行上下移動。另外，控制器又同時控制了電機啟動，電機帶動著伸縮桿上連接的主動輪啟動，主動輪啟動后帶動挖斗，一部分挖斗被放置在水中，另一部分挖斗則繞著主動輪與從動輪轉動，將沉沙池底部的沙子運輸至存砂箱的內(nèi)部。另外，在對傳統(tǒng)鏈板機進行調(diào)節(jié)時，通過控制器控制伸縮桿下降，使伸縮桿下降并失去對鎖定盤的限制，同時，通過控制器控制電機的啟動，通過電機帶動了繞線盤的轉動，繞線盤則將鋼纜進行收放，通過鋼纜帶著活動桿上下移動，活動桿又通過伸縮桿帶著鏈板機進行上下移動，實現(xiàn)了調(diào)節(jié)挖斗所挖取的深度，增加了鏈板機使用的活動范圍，使用更加方便。調(diào)節(jié)結束后，再通過控制器控制伸縮桿升起限制鎖定盤的轉動，通過限制鎖定盤的轉動，減小了對電機的負荷，并增加了裝置在使用中的安全性和有效性。

4 傳統(tǒng)鏈板機與專用沉砂池余沙收集設備優(yōu)良對比

4.1 設備結構對比

傳統(tǒng)式鏈板輸送機由頭部驅動裝置、尾輪裝置、拉緊裝置、鏈板裝置及機架等部分組成。頭部驅動裝置：頭部驅動裝置是鏈板式輸送機的動力及傳動部分，它由電動機、減速器、傳動裝置及主動鏈輪裝置等組成。鏈板式輸送機的主動鏈輪裝置采用兩只齒數(shù)為6的鏈輪帶動二條片式牽引鏈，槽板沿導軌運動。尾輪裝置：尾輪裝置是板鏈式輸送機鏈板的改向部分，它由尾輪軸、二只尾輪、軸承等組成。拉緊裝置：拉緊裝置采用結構簡單，尺寸緊湊的螺旋拉緊裝置，用來調(diào)節(jié)牽引鏈條的松緊程度。鏈板部分：鏈板部分有牽引鏈和槽板組成。牽引鏈采用片式牽引鏈，內(nèi)鏈片之間裝有滾輪在軌道上滾動，以減少摩擦阻力。槽板有鋼板沖制、焊接而成，用螺栓將其與牽引鏈固在一起。機架：機架有頭架、尾架和中間架等組成。用槽鋼、角鋼及鋼板焊接而成。該機中間有四條供滾輪行走的軌道，而軌道采用輕軌制成。

底泥處理廠用沉沙收集設備也是改裝設計后的鏈板機，除了控制器本身的區(qū)別外，改裝的鏈板機包含了傳統(tǒng)的設備固有的結構外，還增添了固定架、活動桿、伸縮桿、挖斗、鎖定盤等一系列改裝物件和結構，在力求專業(yè)和便捷的過程中，添加了一系列使用方便的設施裝備。

4.2 工作原理對比

傳統(tǒng)式鏈板機的工作原理：鏈板機的工作原理首要是運用固接在牽引鏈上的一系列鏈條供應牽引力，用金屬板作承載體引領物料跟著水平或許歪斜方向運送。輸送鏈為傳動滾子鏈，連續(xù)斗式結構，用于泥沙等物料水平、爬坡。最大輸送才調(diào)可達526m3/h，最大傾角可達40度。輸送鏈是由牽引鏈、或反向搭接的料斗構成，有些可裝卸。鏈板輸送機承重的滾輪中帶有軸承，阻力可下降至55%～65%。鏈板輸送機牽引鏈和承載鏈分隔。

底泥處理廠專用沉沙池余沙收集設備，由于對控制器和伸縮桿的設計，使控制器控制伸縮桿、控制器控制電機的方式，改變傳統(tǒng)鏈板機平直和機械的工作原理，使其適應收集余沙工作的靈活性，使鏈板機不在保持平直的工作模式，而是使其上下移動中，有效地控制挖斗的深度，靈活工作，降低設備的磨損的同時，也增加工作的便捷和加大工作效率，同時，也保障了設備使用的安全性和舒適性。

5 結語

（1）本文開篇首先介紹國家對于處理回收污泥的決心和政策，對處理污泥的研究，首先從對污泥本身的研究開始，從污泥的成分和處理的目的開始展開了分析。

（2）本文設計的底泥處理廠專用沉砂池余沙收集設備是在原有設備基礎上設置活動桿與鎖定盤結構。

（3）通過增加活動桿結構，利用電機對鋼纜進行收放，使得活動桿帶著鏈板機上下移動，實現(xiàn)調(diào)節(jié)挖斗所挖取的深度，從而增加使用的活動范圍，使工作起來更方便。

（4）通過設計鎖定盤結構，然后，利用伸縮桿去限制鎖定盤的轉動，減小對電機的負荷，增加余沙收集設備在使用過程中的安全性。

（5）通過對比研究傳統(tǒng)鏈板式的設備結構和工作原理，深入底泥處理廠專用沉砂池余沙收集設備的改進的必要和有效性。