專利名稱：大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生活污泥處理裝置，特別是大面積生活污泥原位固結處理裝置。
背景技術：
污泥池填埋的污泥一般為城市污水處理廠的污泥，作為城市污水處理過程中的副產品，污泥是包含水、泥沙、纖維、動植物殘體及各種絮體、膠體、有機質、微生物、病菌、蟲卵、重金屬及各種無機鹽等的復雜多相體系。污泥污染物往往具有長期毒性和不可降解性，若無序排放，將成為危險的二次污染源，通過大氣、地下水、地表水和土壤等介質進入食物鏈，造成嚴重的生態風險，影響人類健康。填埋污泥經過長時間的生化反應，以及大量的雨水進入，含水率超過90%，幾乎呈流塑狀，沒有什么承載力可言。而垃圾填埋場的污泥池一般位處低洼之地或核心區域，常常制約著垃圾堆場庫容的使用，需要處理以恢復場地使用或堆場庫容。對已形成的垃圾填埋場的污泥池通常采用污泥清除，異地處置；或對已填埋污泥區域周邊進行圍堰加固，以保證污泥填埋區域穩定；以及將污泥攪拌固化后再次填埋等傳統環境工程處理方法。與本實用新型最接近的現有污泥處理方法為污泥攪拌固化后再次填埋方法，污泥攪拌固化后再次填埋方法一般僅適用于小范圍的污泥原地固化，對于大面積的污泥區很難甚至無法取料，在處理過程中需要加入化學劑或藥劑，容易造成土體二次污染，由于需要二次轉運和二次填埋，施工需要作業場地大，且費用高。因此，如何尋求一種簡單易行經濟加固效果好的施工裝置是對大面積污泥池中污泥進行有效的就地固結強化處理，以恢復場地使用或垃圾繼續堆填是目前城市垃圾填埋場遇到的普遍問題的必經階段。
實用新型內容本實用新型的目的是提供大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，要解決通過采用簡單裝置，較經濟的技術手段對現有的大面積城市生活污泥進行原位加固后可進行重新利用的技術問題。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，由豎向排水板、水平排水層、濾水管網、密封溝、密封膜、抽真空設備組成，所述水平排水層設置在擬處理污泥體上表面，所述豎向排水板依次穿水平排水層、工作墊層和擬處理污泥體，且其底端不觸及擬處理污泥體底面，其頂端露出水平排水層并彎折壓入水平排水層內，所述密封溝分布在水平排水層周邊及其內部且所有的密封溝彼此連通，所述濾水管網由干濾管和支濾管組成，設置在水平排水層中，所述支濾管橫亙在兩根干濾管之間且與干濾管連通，所述密封膜鋪設在水平排水層頂面，且邊角壓入密封溝中，所述抽真空設備與干濾管連通。優選的方案如下[0010]所述工作墊層自下而上的結構層序依次為1層毛竹網片+ I層有紡編制布+ 5層荊芭+ I層長絲無紡土工布+風化料層，所述風化料層分為上下兩層，中間鋪設I層有紡編制布，所述工作墊層的總厚度為I. Om 1.6m。所述水平排水層自下而上由長絲無紡土工布和中粗砂層疊合而成，其中，中粗砂層的厚度為O. 5m O. 8m,中粗砂含泥量不大于5%，滲透系數應大于I X 10_2cm/s。所述豎向排水板為C型板或D型板，它在平面上呈并列均勻布置，任意相鄰豎向排水板之間的間距d為O. 6m O. Sm,其距離擬處理污泥體的底面O. 5m,其上端高出水平排水層 O. 3mο所述干濾管和支濾管為PVC管或塑料軟管，其中，所述干濾管的間距為15m，所述支濾管的間距為3m ;所述干濾管和支濾管的管壁上均開有濾水孔，并采用滲透系數不低于干濾管和支濾管本身的土工濾膜包裹，所述濾水孔在管壁上錯列均勻布置，其孔徑R為6mm,孔距 s 為 20mm。
·[0014]所述密封溝的深度彡I. 5米，底部進入擬處理污泥體不小于O. 5m。與現有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果本實用新型所述裝置簡單，安裝方便，與傳統的污泥處理裝置相比經濟，加固效果好。通過設置工作墊層對污泥面可進行有效覆蓋，改善周邊空氣質量和作業環境；同時，具有一定厚度、設置多層土工編織材料的工作墊層也相當于一塊整體性較好的加筋柔性板，對上部繼續堆填垃圾、以及場地整體穩定起到重要作用；另外，真空預壓技術是利用抽真空而產生的負壓荷載施加于污泥體，污泥體隨壓力差的增加和預壓時間的延續，孔隙中的水和氣被不斷排出，并發生內斂式的壓縮固結，從而使污泥強度增加，壓縮性減小。由于其內斂收縮變形特性，可以有效加快施工進度，提前進行一定數量的垃圾堆載作業而不產生滑移穩定危險。采用本實用新型所述裝置的污泥處理方法簡稱為VIC (真空Vacuum，原位In situ,固結Consolidation)法與巖土工程中真空預壓處理軟土地基的方法相比存在以下區別首先目標不同，巖土工程中應用真空預壓方法處理軟土地基，目的是在一定時段內最大限度地加速和完成軟土地基的主固結沉降，減少工后沉降量，以滿足進行基本建設的地基承載力和變形要求；而本實用新型利用真空預壓方式對城市生活污泥進行原位排水固結，促其強度提高，變形減小，是為了恢復污泥場地使用，滿足其上繼續堆填垃圾，恢復堆場庫容的需要。其次，處理效果判斷標準不一樣，巖土工程中真空預壓處理軟土地基設計衡量指標一般為軟土固結度以及沉降變形是否趨于穩定標準；而本實用新型是用真空預壓方式處理城市生活污泥，結合其處理目的，在使污泥就地排水固結、體積壓縮、強度有所提高的前提下，效果判斷標準是這片經工作墊層有效覆蓋的污泥場地的重新使用安全，以及在其上繼續堆填垃圾的穩定安全性是否滿足要求。采用本實用新型所述裝置的污泥處理方法相比于環境工程中常用的攪拌固化法具有諸多優點一、本實用新型是污泥原位固結處理方式，避免了攪拌固化法對大面積污泥較難甚至無法取料的缺點；二、本實用新型處理污泥過程中不用任何化工材料或藥劑，而是采用最為環保的污泥原位排水固結方式使其強度增長，避免了污泥土體的二次污染；三、本實用新型原位處理施工場地要求小，更為環保，避免了二次轉運、再次填埋等二次環境污染問題；四、處理費用更有經濟，一般可降低造價1/3左右；五、社會效益高，處理過程中即可開始垃圾堆填，緩解城市生活垃圾排放困難，可廣泛應用于垃圾填埋場污泥原位處理。以下結合附圖
對本實用新型做進一步詳細的說明。圖I是本實用新型真空原位固結處理污泥方法形成的結構層序立體剖面。圖2是抽真空體系裝置平面設置示意圖。圖3是豎向排水板平面布置示意圖。圖4是主濾管和支濾管上所開濾水孔詳圖。附圖標記1 一擬處理污泥體、2 —工作墊層、3 —水平排水層、4 一豎向排水板、5 一密封溝、6 —密封膜、7 —保護土層、8 —生活垃圾、9 一干濾管、10 —支濾管、11 一抽真空設備、12 —濾水孔。
具體實施方式
實施例一，大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，安裝擬處理污泥體I周圍，由豎向排水板4、水平排水層3、濾水管網、密封溝5、密封膜6和抽真空設備11組成，所述水平排水層3設置在擬處理污泥體I上表面，所述豎向排水板4依次穿水平排水層3、工作墊層2和擬處理污泥體I，且其底端不觸及擬處理污泥體I底面，其頂端露出水平排水層3并彎折壓入水平排水層3內，所述密封溝5分布在水平排水層3周邊及其內部且所有的密封溝5彼此連通，所述濾水管網由干濾管9和支濾管10組成，設置在水平排水層3中，所述支濾管10橫亙在兩根干濾管9之間且與干濾管9連通，所述密封膜6鋪設在水平排水層3頂面，且邊角壓入密封溝5中，所述抽真空設備11與干濾管9連通。所述工作墊層2自下而上的結構層序依次為1層毛竹網片+ I層有紡編制布+5層荊芭+ I層長絲無紡土工布+風化料層，所述風化料層分為上下兩層，中間鋪設I層有紡編制布，所述工作墊層2的總厚度為I. Om I. 6m。所述水平排水層3自下而上由長絲無紡土工布和中粗砂層疊合而成，其中，中粗砂層的厚度為O. 5m O. 8m,中粗砂含泥量不大于5%，滲透系數應大于I X 10_2cm/s。所述豎向排水板4為C型板或D型板，它在平面上呈并列均勻布置，任意相鄰豎向排水板4之間的間距d為O. 6m O. Sm,其距離擬處理污泥體I的底面O. 5m,其上端高出水平排水層30. 3m，參見圖3.所述干濾管9和支濾管10為PVC管或塑料軟管，其中，所述干濾管9的間距為15m，所述支濾管10的間距為3m ;所述干濾管9和支濾管10的管壁上均開有濾水孔12，并采用滲透系數不低于干濾管9和支濾管10本身的土工濾膜包裹，所述濾水孔12在管壁上錯列均勻布置，其孔徑R為6mm,孔距s為20mm,參見圖4。所述密封溝5的深度彡I. 5米，底部進入擬處理污泥體I不小于O. 5m。采用上述裝置的一種大面積城市生活污泥真空原位固結處理方法，其特征在于步驟如下步驟一、在擬處理污泥體I的頂面進行工作墊層2施工；所述工作墊層2自下而上的結構層序依次為1層毛竹網片+ I層有紡編制布+ 5層荊芭+ I層長絲無紡土工布+風化料層，所述毛竹的直徑40mm 80mm，縱橫間距O. Sm,所述風化料層分為上下兩層，總厚度I. OnTl. 6m,中間鋪設I層有紡編制布，所述工作墊層2的總厚度為I. Om I. 6m。步驟二、在工作墊層2的頂面鋪設水平排水層3 ;水平排水層3自下而上由長絲無紡土工布和中粗砂層疊合而成,其中，中粗砂層的厚度為O. 5nT0. 8m,中粗砂含泥量不大于5%，滲透系數應大于lX10_2cm/s。步驟三、垂直于水平排水層3向擬處理污泥體I內插豎向排水板4其底端不探及擬處理污泥體I的底面，其上端露出水平排水層3上表面；豎向排水板4為塑料排水板，型號為C型板或D型板，它在平面上呈并列均勻布置，任意相鄰豎向排水板4之間的間距d為
O.6nT0. 8m，其距離擬處理污泥體I的底面O. 5m，其上端高出水平排水層30cm。塑料排水板宜采用人工或輕型插板機施工。步驟四、在水平排水層3上布設由干濾管9和支濾管10組成水平濾水管網；所述干濾管9和支濾管10為PVC管或塑料軟管，其中，所述干濾管9的間距為15m，所述支濾管10的間距為3m ;所述干濾管9和支濾管10的管壁上均開有濾水孔12，并采用滲透系數不低于干濾管和支濾管本身的土工濾膜包裹，所述濾水孔12在管壁上錯列均勻布置，其孔徑R為6mm,孔距s為20mm。土工濾膜采用杜邦專用無紡布濾膜為宜。步驟五、以2 3萬平米為一抽真空分區，將擬擬處理污泥體I劃分為若干個抽真空分區；步驟六、沿每個抽真空分區的周邊設置一圈密封溝5，并使所有密封溝5彼此連通；密封溝5沿抽真空分區周邊布置，密封溝5開挖必須符合蓋膜閉氣要求，密封溝深度彡I. 5米，底部應進入擬處理污泥體I不小于O. 5m。步驟七、將露出水平排水層3的豎向排水板4部分沿水平方向壓折并埋入水平排水層3中；步驟八、在水平排水層3上覆蓋密封膜6并鋪至密封溝5時，將密封膜6的邊緣沿密封溝5插入土中，以確保密封膜6周圍的密封，安裝真空預壓出膜裝置、組裝抽真空設備11 ;所述密封膜6由3層PVC真空膜和位于PVC真空膜上下表面的的長絲無紡土工布保護層貼合而成。步驟九、啟動抽真空設備11，進行抽真空作業；所述抽真空設備11由離心泵和射流箱組成，離心泵采用臥式或潛水式，揚程達到32m以上，空載時的真空度達到730mmHg以上。為保證真空度的穩定，可設置電器自動控制裝置，用以控制間歇抽氣。每套抽真空設備設計承擔的面積500m2 700 m2，現場可根據實際情況進行適當調整需預留一定數量的出膜口。抽真空恒載SOkPa時間不小于180天，具體根據設計要求確定。步驟十、監測和檢測擬處理污泥體1，判斷污泥固結狀況是否滿足設計要求；所述監測內容包括但不限于地表沉降觀測、土體水平位移觀測、孔隙水壓力測試、分層沉降測試以及真空度觀測；檢測內容包括但不限于鉆孔取土室內試驗、靜力觸探試驗、十字板剪切試驗；設計要求一般結合污泥處理工程目的和場地恢復使用要求，包括但不限于處理后污泥強度指標、穩定性控制要求以及污泥沉降量要求。步驟十一、如果尚未達到，可繼續步驟九一段時間后，再進行步驟十直至污泥處理指標達到設計要求。擬處理污泥體I達到固結后，可以在密封膜6上方鋪設一層厚度為500mm的保護土層7以便繼續進行生活垃圾8的填埋。也可重復步驟二 步驟十，則處理效果更佳。
權利要求1.ー種大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，安裝擬處理污泥體(I)周圍，其特征在于由豎向排水板(4)、水平排水層(3)、濾水管網、密封溝(5)、密封膜(6)和抽真空設備(11)組成，所述水平排水層(3 )設置在擬處理污泥體(I)上表面，所述豎向排水板(4)依次穿水平排水層(3)、工作墊層(2)和擬處理污泥體(1)，且其底端不觸及擬處理污泥體(I)底面，其頂端露出水平排水層(3)并彎折壓入水平排水層(3)內，所述密封溝(5)分布在水平排水層(3 )周邊及其內部且所有的密封溝(5 )彼此連通，所述濾水管網由干濾管(9 )和支濾管(10)組成，設置在水平排水層(3)中，所述支濾管(10)橫亙在兩根干濾管(9)之間且與干濾管(9)連通，所述密封膜(6)鋪設在水平排水層(3)頂面，且邊角壓入密封溝(5)中，所述抽真空設備(11)與干濾管(9 )連通。
2.根據權利要求I所述的大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，其特征在于所述工作墊層(2)自下而上的結構層序依次為1層毛竹網片+ I層有紡編制布+ 5層荊芭+ I層長絲無紡土工布+風化料層，所述風化料層分為上下兩層，中間鋪設I層有紡編制布，所述工作墊層(2)的總厚度為I. Om I. 6m。
3.根據權利要求I所述的大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，其特征在于所述水平排水層(3)自下而上由長絲無紡土工布和中粗砂層疊合而成，其中，中粗砂層的厚度為O. 5m O. 8m,中粗砂含泥量不大于5%,滲透系數應大于IX 10 2cm/s
4.根據權利要求I所述的大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，其特征在于所述豎向排水板(4)為C型板或D型板，它在平面上呈并列均勻布置，任意相鄰豎向排水板(4)之間的間距d為O. 6m O. Sm，其距離擬處理污泥體(I)的底面O. 5m，其上端高出水平排水層(3) O. 3mο
5.根據權利要求I所述的大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，其特征在于所述干濾管(9)和支濾管(10)為PVC管或塑料軟管，其中，所述干濾管(9)的間距為15m，所述支濾管(10)的間距為3m;所述干濾管(9)和支濾管(10)的管壁上均開有濾水孔(12)，并采用滲透系數不低于干濾管(9 )和支濾管(10 )本身的土工濾膜包裏，所述濾水孔(12 )在管壁上錯列均勻布置，其孔徑R為6mm,孔距s為20mm。
6.根據權利要求I所述的大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，其特征在于所述密封溝(5)的深度彡I. 5米，底部進入擬處理污泥體(I)不小于O. 5m。
專利摘要一種大面積城市生活污泥真空原位固結處理裝置，由豎向排水板、水平排水層、濾水管網、密封溝、密封膜和抽真空設備組成，所述水平排水層設置在擬處理污泥體上表面，所述豎向排水板依次穿水平排水層、工作墊層和擬處理污泥體，且其底端不觸及擬處理污泥體底面，其頂端露出水平排水層并彎折壓入其內，所述密封溝分布在水平排水層周邊及其內部且所有的密封溝彼此連通，所述濾水管網由干濾管和支濾管組成，設置在水平排水層中，所述支濾管橫亙在兩根干濾管之間且與干濾管連通，所述密封膜鋪設在水平排水層頂面，所述抽真空設備與干濾管連通。本裝置可以用來解決目前城市垃圾填埋場普遍遇到的大面積污泥池制約場區庫容使用的問題。
文檔編號E02D3/10GK202610793SQ20122015198
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月12日 優先權日2012年4月12日
發明者席寧中, 于海成, 席婧儀 申請人:席寧中, 于海成, 席婧儀