李久春，林忠成，張道清

（中國(guó)電建集團(tuán)港航建設(shè)有限公司，天津 300467）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(lái)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(xué)污泥等，一旦污染物進(jìn)入水體，遷移到底泥和沉積物中，具有極強(qiáng)的積累作用，對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此，受污染底泥和沉積物的處理在環(huán)境工程領(lǐng)域十分關(guān)注。目前，針對(duì)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(xué)方法，而且底泥處理廠不僅對(duì)污染河流的底泥進(jìn)行處理，同時(shí)，對(duì)底泥處理后的余沙進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用資源。目前，底泥處理廠現(xiàn)有的余沙收集設(shè)備大多通過(guò)鏈板機(jī)將沉砂池底下余沙進(jìn)行收集。但是，現(xiàn)有的鏈板機(jī)大多不能夠調(diào)節(jié)高度，使用起來(lái)不夠方便。因此，本文介紹了一種底泥處理廠專(zhuān)用沉砂池余沙收集設(shè)備，通過(guò)對(duì)余沙收集設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高度的調(diào)節(jié)，增加使用活動(dòng)范圍，提高使用便利性。

1 對(duì)沉砂池余沙分析

1.1 余沙的分析

污泥成分對(duì)處理方案的選擇具有重要意義，一般以下質(zhì)保是確定污泥性質(zhì)的主要依據(jù)：含水率、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物在干物質(zhì)中的含量、無(wú)機(jī)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(dāng)部分的水分以自由間隙水的形式存在于污泥中，易于在機(jī)械脫水過(guò)程中去除，但由于無(wú)機(jī)砂含量較高，對(duì)脫水機(jī)械的磨損也較為嚴(yán)重。

有機(jī)物和無(wú)機(jī)物在干物質(zhì)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(tuán)，因污泥成分不同，未消化的市政污水污泥的有機(jī)物含量約占干物質(zhì)的60%～75%，高效厭氧消化處理后可降至38%左右，其中有機(jī)硝酸鹽構(gòu)成污泥中的有機(jī)物有限成分，應(yīng)當(dāng)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(dá)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(shù)上的困難和經(jīng)濟(jì)上的壓力。

無(wú)害化：由于污水污泥含有大量污染物，必須通過(guò)無(wú)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(biāo)達(dá)到要求。

資源化：污水污泥富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，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(shì)，河道底泥經(jīng)過(guò)采用低溫煅燒就可成為使用價(jià)值非常高的建筑材料；其中含有一定可燃物質(zhì)，用于燒結(jié)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(jìn)行大的固定資產(chǎn)投資，而經(jīng)濟(jì)效益非常顯著；選取適當(dāng)?shù)睦猛窘?jīng)，可以實(shí)現(xiàn)清淤泥直接利用，成功把污泥處理處置費(fèi)用轉(zhuǎn)移到有用的產(chǎn)品生產(chǎn)上來(lái)，消除污泥處置停頓的風(fēng)險(xiǎn)。

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(dá)到污泥穩(wěn)定化、無(wú)害化，不但可以消納污泥，保護(hù)自然資源，利廢增效，節(jié)約耕地，同時(shí)，還能完善建筑材料的革新。國(guó)家為保護(hù)耕地，禁止使用實(shí)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(jī)。排污河道底泥建材資源化如能得到廣泛應(yīng)用，必將取得明顯的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 底泥處理廠專(zhuān)用沉砂池余沙收集設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

底泥處理廠用沉砂池余沙收集設(shè)備，包括支撐架、電機(jī)、控制器、存砂箱、繞線盤(pán)、定滑輪、鋼纜、固定架、限位塊、活動(dòng)桿、伸縮桿、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、支撐桿、挖斗和鎖定盤(pán)等裝置。在裝置之間，整體結(jié)構(gòu)之間的連接關(guān)系：在支撐架的上端固定有安裝電機(jī)和定滑輪，在電機(jī)的前段固定并連接上繞線盤(pán)。在支撐架的內(nèi)部固定連接有固定架，固定架一側(cè)固定連接有限位塊，限位塊的內(nèi)部滑動(dòng)連接有活動(dòng)桿。在活動(dòng)桿的一側(cè)固定連接有兩個(gè)伸縮桿，它們分別用于連接主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，在從動(dòng)輪與主動(dòng)輪的外側(cè)則套設(shè)有鏈板，鏈板的外側(cè)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(dòng)桿的上端固定連接有鋼纜，鋼纜一端繞過(guò)定滑輪與繞線盤(pán)固定連接，從而使整個(gè)設(shè)備得以連接工作。

3 底泥處理廠專(zhuān)用沉砂池余沙收集設(shè)備的工作原理

將專(zhuān)用沉砂池余沙收集設(shè)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(shè)備的過(guò)程中，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)將帶動(dòng)繞線盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，繞線盤(pán)將鋼纜進(jìn)行收放，通過(guò)鋼纜又帶動(dòng)著活動(dòng)桿上下移動(dòng)，而活動(dòng)桿通過(guò)伸縮桿帶著鏈板機(jī)進(jìn)行上下移動(dòng)。另外，控制器又同時(shí)控制了電機(jī)啟動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)著伸縮桿上連接的主動(dòng)輪啟動(dòng)，主動(dòng)輪啟動(dòng)后帶動(dòng)挖斗，一部分挖斗被放置在水中，另一部分挖斗則繞著主動(dòng)輪與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將沉沙池底部的沙子運(yùn)輸至存砂箱的內(nèi)部。另外，在對(duì)傳統(tǒng)鏈板機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，通過(guò)控制器控制伸縮桿下降，使伸縮桿下降并失去對(duì)鎖定盤(pán)的限制，同時(shí)，通過(guò)控制器控制電機(jī)的啟動(dòng)，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)了繞線盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，繞線盤(pán)則將鋼纜進(jìn)行收放，通過(guò)鋼纜帶著活動(dòng)桿上下移動(dòng)，活動(dòng)桿又通過(guò)伸縮桿帶著鏈板機(jī)進(jìn)行上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)挖斗所挖取的深度，增加了鏈板機(jī)使用的活動(dòng)范圍，使用更加方便。調(diào)節(jié)結(jié)束后，再通過(guò)控制器控制伸縮桿升起限制鎖定盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)限制鎖定盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，減小了對(duì)電機(jī)的負(fù)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(jī)與專(zhuān)用沉砂池余沙收集設(shè)備優(yōu)良對(duì)比

4.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)比

傳統(tǒng)式鏈板輸送機(jī)由頭部驅(qū)動(dòng)裝置、尾輪裝置、拉緊裝置、鏈板裝置及機(jī)架等部分組成。頭部驅(qū)動(dòng)裝置：頭部驅(qū)動(dòng)裝置是鏈板式輸送機(jī)的動(dòng)力及傳動(dòng)部分，它由電動(dòng)機(jī)、減速器、傳動(dòng)裝置及主動(dòng)鏈輪裝置等組成。鏈板式輸送機(jī)的主動(dòng)鏈輪裝置采用兩只齒數(shù)為6的鏈輪帶動(dòng)二條片式牽引鏈，槽板沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。尾輪裝置：尾輪裝置是板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊的螺旋拉緊裝置，用來(lái)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(dòng)，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(jī)架：機(jī)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(jī)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(shè)備也是改裝設(shè)計(jì)后的鏈板機(jī)，除了控制器本身的區(qū)別外，改裝的鏈板機(jī)包含了傳統(tǒng)的設(shè)備固有的結(jié)構(gòu)外，還增添了固定架、活動(dòng)桿、伸縮桿、挖斗、鎖定盤(pán)等一系列改裝物件和結(jié)構(gòu)，在力求專(zhuān)業(yè)和便捷的過(guò)程中，添加了一系列使用方便的設(shè)施裝備。

4.2 工作原理對(duì)比

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

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

5 結(jié)語(yǔ)

（1）本文開(kāi)篇首先介紹國(guó)家對(duì)于處理回收污泥的決心和政策，對(duì)處理污泥的研究，首先從對(duì)污泥本身的研究開(kāi)始，從污泥的成分和處理的目的開(kāi)始展開(kāi)了分析。

（2）本文設(shè)計(jì)的底泥處理廠專(zhuān)用沉砂池余沙收集設(shè)備是在原有設(shè)備基礎(chǔ)上設(shè)置活動(dòng)桿與鎖定盤(pán)結(jié)構(gòu)。

（3）通過(guò)增加活動(dòng)桿結(jié)構(gòu)，利用電機(jī)對(duì)鋼纜進(jìn)行收放，使得活動(dòng)桿帶著鏈板機(jī)上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)挖斗所挖取的深度，從而增加使用的活動(dòng)范圍，使工作起來(lái)更方便。

（4）通過(guò)設(shè)計(jì)鎖定盤(pán)結(jié)構(gòu)，然后，利用伸縮桿去限制鎖定盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，減小對(duì)電機(jī)的負(fù)荷，增加余沙收集設(shè)備在使用過(guò)程中的安全性。

（5）通過(guò)對(duì)比研究傳統(tǒng)鏈板式的設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理，深入底泥處理廠專(zhuān)用沉砂池余沙收集設(shè)備的改進(jìn)的必要和有效性。