一种河湖底泥原位疏松修复系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种河湖底泥原位疏松修复系统的使用方法，在配药罐内装修复药剂，将拖拽用钢丝拉绳、平衡钢丝拉绳、加筋绳及加药管分别与螺旋疏松注药系统连接；将螺旋疏松注药系统缓缓放入水下；首先设定好恒压罐压力区间，然后启动注浆泵，开启拖船向前移动，同时关注视频接收器通过水下摄像头摄录的水下地形；随着拖船移动，螺旋状犁片会带动空心管不断的转动，将底泥进行一次松动，同时螺旋状犁片上的数个侧铧犁片将底泥带离水底又滑落至水底，实现底泥的疏松活化；在对底泥疏松活化的同时，注浆泵将配药罐内的药剂溶液依次通过恒压罐、加药管、药剂总管的数个喷嘴，将药剂喷向疏松后的底泥中；如此不断循环，达到底泥的疏松活化和改良的效果。

An in-situ loose remediation system of river and lake sediment and its application

【技术实现步骤摘要】
一种河湖底泥原位疏松修复系统及其使用方法
本专利技术涉及河湖底泥修复设备领域，特别涉及一种河湖底泥原位疏松修复系统及其使用方法，用于河湖底泥的原位疏松活化和改良。
技术介绍
水体内多年累积的动植物残体、有机质及营养盐类导致底泥厌氧黑臭，且这些污染物质不断的向水体释放，致使河道黑臭、蓝藻水华、异味挥发、生态失衡的现象普遍存在。前些年普遍采取底泥大面积疏浚清淤的做法，实践证明，由于该方法破坏了河道有益菌群、微生物及底栖动物的生存和栖息环境，严重影响了生态系统的平衡构建，导致水体失去自净能力，负面效果凸显。大量的科学研究越来越表明，河湖底泥是底栖动物、水生植物以及微生物赖以生存的基础，是构建生态平衡的重要一环，近些年越来越受到水环境治理业内人士的重视，于是，对河湖底泥的原位生态修复逐渐兴起。现阶段，在工程实践中普遍采用以下几种方式对底泥进行原位修复：1、将河道或湖水排干，采用针对性的药剂投撒到底泥表面，然后用挖掘机的斗尺或人工将底泥表层泥土与药剂进行拌和并平整，从而实现底泥的稳定化或其它分解反应。这种工艺需要将河道或湖水排干，并具备设备进场作业条件，一方面浪费了宝贵的水资源，另一方面，由于人工投撒的因素，药剂的掺量很不均匀。再加上稳定化以后，污染物质更不容易释放，导致底栖动物、水生植物以及微生物的生存环境大打折扣。2、作业人员手持一把药剂喷枪，直接将药剂喷枪深入水下50cm-100cm，甚至更深，利用气压泵的高压作用向底泥方向喷射，这种方式是目前使用较为普遍的做法。但长期的实践证明存在以下几个方面的问题：1）一只喷枪只有一个喷嘴，喷嘴数量有限，一次作业覆盖范围小，作业人员容易疲劳，无论在效率上还是喷施的均匀度上都很不好。2）由于常规气压泵往往存在气流脉动、气中带油等常见问题，有一定程度的不稳定性和污染性，喷射出来的药剂量也不好计量。3）喷枪没有深入底泥内部，喷枪与底泥之间还存在较厚的水层，也没有可视设备，药剂与底泥的混合效果无从考证，大量药剂被浪费。4）缺少翻松底泥的装置，底泥无法有效的疏松活化，不利于有机污染物质及营养盐的释放。3、还有一种带有耙齿的底泥翻松装置，在耙齿的横梁上绑有注浆喷嘴，但由于河道底泥往往并不像我们想象的那么松软均质，几乎接触到的所有河道并没有理想中的那么平整，且底泥中都或多或少的存在一些石块、硬物等杂物，特别是对于两岸有过护砌或跨河桥梁的，这种情况尤为普遍。这导致以下几个问题的存在：1）遇到较大的石块或硬物，耙齿不能越过，当钩到这些较大的石块或硬物时，出现拖拽困难甚至耙齿损坏、脱落。2）遇到不平的地势，耙齿容易翻转，导致整体系统无法正常工作，用用停停，甚至无法使用。3）耙齿对底泥的影响和扰动有限，不能充分的对底泥进行疏松活化。4、也有业内人士采用制成的片剂或球珠，使用时抛洒到河湖底泥之上，通过缓释作用，对周边底泥进行氧化分解或相应的治理。这种方式也是目前较为普遍的做法。这种技术对操作人员简便易行，节省时间，对于面积较大且污染程度不高的水体比较适合。但仍存在以下问题：1）人为抛洒片剂或球珠，抛撒阶段的均匀性就很难控制。2）片剂或球珠在下落至底泥的过程中，由于水体的紊动作用，作业人员无法控制它们的水下轨迹。3）由于水的浮力作用，片剂或球珠会缓缓落入水下，直到底泥表层之上，无法达到一定的深度，所以，这种治理更倾向于治理片剂或球珠落点一定范围内表层的底泥污染，对较深的底泥污染收效甚微。5、查阅现阶段相关文献资料显示，还存在一些专利技术的底泥注药装置，如在实验室阶段为研究治理药剂而使用的简易装置；如采用固定点位的施药措施，无法随时移动，只能沿河对底泥进行全覆盖式的布点施药，不符合河湖黑臭水体长线条、大面积、低成本、高效率治理的实际需求，而且后期残留的辅助施药材料对河道底泥形成了二次污染。针对以上技术存在的不足，以及黑臭水体底泥治理的实际需求，找到一种切实可行的河道底泥原位疏松修复装置，已成为迫在眉睫的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为克服现有技术的不足，针对河湖底泥原位疏松修复的技术要求以及水下作业的特殊性，提供一种河湖底泥原位疏松修复系统及其使用方法，用于河湖底泥的原位疏松活化和改良，具有便于控制、效率高、作业质量稳定、实用性强的特点。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种河湖底泥原位疏松修复系统，包括拖船、配药罐、注浆泵、恒压罐、卷扬机、固定滚轴Ⅰ、固定滚轴Ⅱ、旋转吊装架、水下摄像头、视频接收器；其特征在于：还包括螺旋疏松注药系统；所述螺旋疏松注药系统包括水下支架、底泥疏松翻动装置；所述水下支架由药剂总管、侧壁和弹性橡胶垫构成；在药剂总管的两端分别固定一个侧壁，即药剂总管两端的外螺纹Ⅰ与两个侧壁管接口的内螺纹螺接，在药剂总管两端口与管接口内封闭面之间设有一个弹性橡胶垫，在药剂总管上水平间隔的设有数个喷嘴；所述底泥疏松翻动装置包括空心管、螺旋状犁片、侧铧犁片、自润滑轴承、端头管、牵引轴；所述空心管上设有两套螺旋状犁片，两套螺旋状犁片的螺旋方向相反设置，在每套数个螺旋状犁片的一侧面上间隔的设有数个侧铧犁片；两个所述自润滑轴承内分别嵌入一个牵引轴的大直径轴紧配合，两个所述自润滑轴承分别设置在空心管两端内，自润滑轴承与空心管内壁滑动配合，所述空心管两端分别固定一个端头管，两个牵引轴的小直径轴分别伸出两个端头管的轴孔Ⅱ外；所述底泥疏松翻动装置固定在水下支架的两个侧壁上，即空心管两端的小直径轴分别伸出两个侧壁的轴孔Ⅰ外，每个小直径轴的钢丝绳孔分别连接一根平衡钢丝拉绳的一端；药剂总管上的数个喷嘴的喷射口指向空心管轴心；所述拖船的甲板上依次设有视频接收器、配药罐、注浆泵、恒压罐、旋转吊装架、卷扬机、固定滚轴Ⅰ和二个定位柱，在拖船船头的底部设有水下摄像头，在拖船的尾端设有固定滚轴Ⅱ，固定滚轴Ⅰ和固定滚轴Ⅱ与卷扬机对应设置；所述卷扬机上设有钢丝拉绳，钢丝拉绳穿过固定滚轴Ⅰ和固定滚轴Ⅱ之间与节点环固定，两根平衡钢丝拉绳的另一端与节点环固定；两根加筋绳的一端分别与两个侧壁上端的吊环Ⅰ连接，两根加筋绳的另一端分别固定在二个定位柱上；所述配药罐通过注浆泵与恒压罐的进药口连接，恒压罐的出药口通过加药管分别与药剂总管的两个药管接口连接；所述水下摄像头与视频接收器连接。一种河湖底泥原位疏松修复系统的使用方法，其特征在于，步骤如下：第一步，在配药罐内按计算好的药液浓度配置修复药剂，将拖拽用钢丝拉绳、平衡钢丝拉绳、加筋绳及加药管分别与螺旋疏松注药系统连接好；用旋转吊装架通过钢丝绳与空心管吊环Ⅱ的配合，将螺旋疏松注药系统缓缓放入水下，入水后，水从空心管的数个水压平衡孔灌入，至空心管的数个水压平衡孔不再冒泡，以此增加水下螺旋疏松注药系统的重力，保证螺旋状犁片与河底接触稳定；第二步，摘下吊环Ⅱ上的钢丝绳，然后缓慢开动拖船，随着拖船向前移动的同时，通过卷扬机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种河湖底泥原位疏松修复系统，包括拖船（1）、配药罐（2）、注浆泵（3）、恒压罐（4）、卷扬机（5）、固定滚轴Ⅰ（5-1）、固定滚轴Ⅱ（5-2）、旋转吊装架（6）、水下摄像头（7）、视频接收器（8）；其特征在于：还包括螺旋疏松注药系统（9）；/n所述螺旋疏松注药系统（9）包括水下支架、底泥疏松翻动装置；/n所述水下支架由药剂总管（9-1）、侧壁（9-2）和弹性橡胶垫（9-3）构成；/n在药剂总管（9-1）的两端分别固定一个侧壁（9-2），即药剂总管（9-1）两端的外螺纹Ⅰ（9-1-1）与两个侧壁（9-2）管接口（9-2-2）的内螺纹螺接，在药剂总管（9-1）两端口与管接口（9-2-2）内封闭面之间设有一个弹性橡胶垫（9-3），在药剂总管（9-1）上水平间隔的设有数个喷嘴（9-1-2）；/n所述底泥疏松翻动装置包括空心管（9-4）、螺旋状犁片（9-5）、侧铧犁片（9-6）、自润滑轴承（9-7）、端头管（9-8）、牵引轴（9-9）；/n所述空心管（9-4）上设有两套螺旋状犁片（9-5），两套螺旋状犁片（9-5）的螺旋方向相反设置，在每套数个螺旋状犁片（9-5）的一侧面上间隔的设有数个侧铧犁片（9-6）；/n两个所述自润滑轴承（9-7）内分别嵌入一个牵引轴（9-9）的大直径轴（9-9-1）紧配合，两个所述自润滑轴承（9-7）分别设置在空心管（9-4）两端内，自润滑轴承（9-7）与空心管（9-4）内壁滑动配合，所述空心管（9-4）两端分别固定一个端头管（9-8），两个牵引轴（9-9）的小直径轴（9-9-2）分别伸出两个端头管（9-8）的轴孔Ⅱ（9-8-1）外；/n所述底泥疏松翻动装置固定在水下支架的两个侧壁（9-2）上，即空心管（9-4）两端的小直径轴（9-9-2）分别伸出两个侧壁（9-2）的轴孔Ⅰ（9-2-1）外，/n每个小直径轴（9-9-2）的钢丝绳孔（9-9-2-2）分别连接一根平衡钢丝拉绳（5-4）的一端；/n药剂总管（9-1）上的数个喷嘴（9-1-2）的喷射口指向空心管（9-4）轴心；/n所述拖船（1）的甲板上依次设有视频接收器（8）、配药罐（2）、注浆泵（3）、恒压罐（4）、旋转吊装架（6）、卷扬机（5）、固定滚轴Ⅰ（5-1）和二个定位柱（1-1），在拖船（1）船头的底部设有水下摄像头（7），在拖船（1）的尾端设有固定滚轴Ⅱ（5-2），固定滚轴Ⅰ（5-1）和固定滚轴Ⅱ（5-2）与卷扬机（5）对应设置；/n所述卷扬机（5）上设有钢丝拉绳（5-3），钢丝拉绳（5-3）穿过固定滚轴Ⅰ（5-1）和固定滚轴Ⅱ（5-2）之间与节点环（5-5）固定，两根平衡钢丝拉绳（5-4）的另一端与节点环（5-5）固定；/n两根加筋绳（5-6）的一端分别与两个侧壁（9-2）上端的吊环Ⅰ（9-2-3）连接，/n两根加筋绳（5-6）的另一端分别固定在二个定位柱（1-1）上；/n所述配药罐（2）通过注浆泵（3）与恒压罐（4）的进药口连接，恒压罐（4）的出药口通过加药管（2-1）分别与药剂总管（9-1）的两个药管接口（9-1-3）连接；/n所述水下摄像头（7）与视频接收器（8）连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种河湖底泥原位疏松修复系统，包括拖船（1）、配药罐（2）、注浆泵（3）、恒压罐（4）、卷扬机（5）、固定滚轴Ⅰ（5-1）、固定滚轴Ⅱ（5-2）、旋转吊装架（6）、水下摄像头（7）、视频接收器（8）；其特征在于：还包括螺旋疏松注药系统（9）；
所述螺旋疏松注药系统（9）包括水下支架、底泥疏松翻动装置；
所述水下支架由药剂总管（9-1）、侧壁（9-2）和弹性橡胶垫（9-3）构成；
在药剂总管（9-1）的两端分别固定一个侧壁（9-2），即药剂总管（9-1）两端的外螺纹Ⅰ（9-1-1）与两个侧壁（9-2）管接口（9-2-2）的内螺纹螺接，在药剂总管（9-1）两端口与管接口（9-2-2）内封闭面之间设有一个弹性橡胶垫（9-3），在药剂总管（9-1）上水平间隔的设有数个喷嘴（9-1-2）；
所述底泥疏松翻动装置包括空心管（9-4）、螺旋状犁片（9-5）、侧铧犁片（9-6）、自润滑轴承（9-7）、端头管（9-8）、牵引轴（9-9）；
所述空心管（9-4）上设有两套螺旋状犁片（9-5），两套螺旋状犁片（9-5）的螺旋方向相反设置，在每套数个螺旋状犁片（9-5）的一侧面上间隔的设有数个侧铧犁片（9-6）；
两个所述自润滑轴承（9-7）内分别嵌入一个牵引轴（9-9）的大直径轴（9-9-1）紧配合，两个所述自润滑轴承（9-7）分别设置在空心管（9-4）两端内，自润滑轴承（9-7）与空心管（9-4）内壁滑动配合，所述空心管（9-4）两端分别固定一个端头管（9-8），两个牵引轴（9-9）的小直径轴（9-9-2）分别伸出两个端头管（9-8）的轴孔Ⅱ（9-8-1）外；
所述底泥疏松翻动装置固定在水下支架的两个侧壁（9-2）上，即空心管（9-4）两端的小直径轴（9-9-2）分别伸出两个侧壁（9-2）的轴孔Ⅰ（9-2-1）外，
每个小直径轴（9-9-2）的钢丝绳孔（9-9-2-2）分别连接一根平衡钢丝拉绳（5-4）的一端；
药剂总管（9-1）上的数个喷嘴（9-1-2）的喷射口指向空心管（9-4）轴心；
所述拖船（1）的甲板上依次设有视频接收器（8）、配药罐（2）、注浆泵（3）、恒压罐（4）、旋转吊装架（6）、卷扬机（5）、固定滚轴Ⅰ（5-1）和二个定位柱（1-1），在拖船（1）船头的底部设有水下摄像头（7），在拖船（1）的尾端设有固定滚轴Ⅱ（5-2），固定滚轴Ⅰ（5-1）和固定滚轴Ⅱ（5-2）与卷扬机（5）对应设置；
所述卷扬机（5）上设有钢丝拉绳（5-3），钢丝拉绳（5-3）穿过固定滚轴Ⅰ（5-1）和固定滚轴Ⅱ（5-2）之间与节点环（5-5）固定，两根平衡钢丝拉绳（5-4）的另一端与节点环（5-5）固定；
两根加筋绳（5-6）的一端分别与两个侧壁（9-2）上端的吊环Ⅰ（9-2-3）连接，
两根加筋绳（5-6）的另一端分别固定在二个定位柱（1-1）上；
所述配药罐（2）通过注浆泵（3）与恒压罐（4）的进药口连接，恒压罐（4）的出药口通过加药管（2-1）分别与药剂总管（9-1）的两个药管接口（9-1-3）连接；
所述水下摄像头（7）与视频接收器（8）连接。


2.根据权利要求1所述的一种河湖底泥原位疏松修复系统，其特征在于：
所述药剂总管（9-1）的两端分别设有一段外螺纹Ⅰ（9-1-1），在药剂总管（9-1）一侧的外面水平间隔的设有数个喷嘴（9-1-2），在药剂总管（9-1）两端分别设有一个药管接口（9-1-3），数个喷嘴（9-1-2）和两个药管接口（9-1-3）分别与药剂总管（9-1）内腔相通。


3.根据权利要求1所述的一种河湖底泥原位疏松修复系统，其特征在于：
所述侧壁（9-2）为梯形壁，在侧壁（9-2）宽端的壁面上设有轴孔Ⅰ（9-2-1），在轴孔Ⅰ（9-...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜辉，王朝阳，李永泰，张爽，荚秀艳，
申请(专利权)人：天津市水利工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12