一种底泥处理厂专用沉砂池余沙收集设备

李久春，林忠成，张道清

（中国电建集团港航建设有限公司，天津 300467）

随着社会经济的快速发展，工业三废的排放加剧了环境污染，特别是水体。河道底泥是城市市政排水系统的副产品，主要来源于城市排水系统，包括排水管道、泵站和污水处理厂。污泥还可分为生物泥、熟污泥、化学污泥等，一旦污染物进入水体，迁移到底泥和沉积物中，具有极强的积累作用，对人体健康产生潜在风险，因此，受污染底泥和沉积物的处理在环境工程领域十分关注。目前，针对受污染底泥和沉积物的处理方法也有很多，包括物理方法和化学方法，而且底泥处理厂不仅对污染河流的底泥进行处理，同时，对底泥处理后的余沙进行收集，实现重复利用资源。目前，底泥处理厂现有的余沙收集设备大多通过链板机将沉砂池底下余沙进行收集。但是，现有的链板机大多不能够调节高度，使用起来不够方便。因此，本文介绍了一种底泥处理厂专用沉砂池余沙收集设备，通过对余沙收集设备进行结构改进，实现高度的调节，增加使用活动范围，提高使用便利性。

1 对沉砂池余沙分析

1.1 余沙的分析

污泥成分对处理方案的选择具有重要意义，一般以下质保是确定污泥性质的主要依据：含水率、有机物和无机物在干物质中的含量、无机物与惰性成分、挥发性成分的百分比、金属等重污染物的浓度。

含水量：水分在污泥中的存在形式与含量，直接影响具有重要减量化处理效果的污泥工艺的选择，市政污泥相当部分的水分以自由间隙水的形式存在于污泥中，易于在机械脱水过程中去除，但由于无机砂含量较高，对脱水机械的磨损也较为严重。

有机物和无机物在干物质中的含量：污水经生物处理产生的污水污泥中很大一部分是微生物团，因污泥成分不同，未消化的市政污水污泥的有机物含量约占干物质的60%～75%，高效厌氧消化处理后可降至38%左右，其中有机硝酸盐构成污泥中的有机物有限成分，应当施用到土壤。

1.2 余沙处理目的分析

减量化：减量化是指减少最终处理的污泥的容积。污泥一般由比较松散的小块组成，含水量较高，故污水污泥的容积可达其所含固体容积的许多倍，减量化处理可为污泥最终处理减少技术上的困难和经济上的压力。

无害化：由于污水污泥含有大量污染物，必须通过无害化处理避免其造成二次污染并使最终产品的卫生指标达到要求。

资源化：污水污泥富含营养物质，有的还具有较高的热值，具备一定的资源化利用的条件。

污泥的工业化利用，尤其是建筑材料的资源化利用，具有显著的优势，河道底泥经过采用低温煅烧就可成为使用价值非常高的建筑材料；其中含有一定可燃物质，用于烧结建筑材料有显著的节能效果；固体废料的建材资源化往往不需进行大的固定资产投资，而经济效益非常显著；选取适当的利用途经，可以实现清淤泥直接利用，成功把污泥处理处置费用转移到有用的产品生产上来，消除污泥处置停顿的风险。

排污河道底泥本身的特性，决定了其以建材资源化途径为处置方案的优越性。污泥回收用于建材，能够彻底达到污泥稳定化、无害化，不但可以消纳污泥，保护自然资源，利废增效，节约耕地，同时，还能完善建筑材料的革新。国家为保护耕地，禁止使用实心黏土砖的政策，更为利用河道底泥生产环保砖提供了良好的契机。排污河道底泥建材资源化如能得到广泛应用，必将取得明显的社会效益、环境效益和经济效益。

2 底泥处理厂专用沉砂池余沙收集设备的整体结构设计

底泥处理厂用沉砂池余沙收集设备，包括支撑架、电机、控制器、存砂箱、绕线盘、定滑轮、钢缆、固定架、限位块、活动杆、伸缩杆、主动轮、从动轮、支撑杆、挖斗和锁定盘等装置。在装置之间，整体结构之间的连接关系：在支撑架的上端固定有安装电机和定滑轮，在电机的前段固定并连接上绕线盘。在支撑架的内部固定连接有固定架，固定架一侧固定连接有限位块，限位块的内部滑动连接有活动杆。在活动杆的一侧固定连接有两个伸缩杆，它们分别用于连接主动轮和从动轮，在从动轮与主动轮的外侧则套设有链板，链板的外侧固定连接有若干挖斗。在支撑架的下端固定连接有存砂箱，且存砂箱的一端位于挖斗的下方。活动杆的上端固定连接有钢缆，钢缆一端绕过定滑轮与绕线盘固定连接，从而使整个设备得以连接工作。

3 底泥处理厂专用沉砂池余沙收集设备的工作原理

将专用沉砂池余沙收集设备的支撑架固定安装在沉砂池边上，一部分挖斗放置在水中。在使用余沙收集设备的过程中，当电机启动时，电机将带动绕线盘转动，绕线盘将钢缆进行收放，通过钢缆又带动着活动杆上下移动，而活动杆通过伸缩杆带着链板机进行上下移动。另外，控制器又同时控制了电机启动，电机带动着伸缩杆上连接的主动轮启动，主动轮启动后带动挖斗，一部分挖斗被放置在水中，另一部分挖斗则绕着主动轮与从动轮转动，将沉沙池底部的沙子运输至存砂箱的内部。另外，在对传统链板机进行调节时，通过控制器控制伸缩杆下降，使伸缩杆下降并失去对锁定盘的限制，同时，通过控制器控制电机的启动，通过电机带动了绕线盘的转动，绕线盘则将钢缆进行收放，通过钢缆带着活动杆上下移动，活动杆又通过伸缩杆带着链板机进行上下移动，实现了调节挖斗所挖取的深度，增加了链板机使用的活动范围，使用更加方便。调节结束后，再通过控制器控制伸缩杆升起限制锁定盘的转动，通过限制锁定盘的转动，减小了对电机的负荷，并增加了装置在使用中的安全性和有效性。

4 传统链板机与专用沉砂池余沙收集设备优良对比

4.1 设备结构对比

传统式链板输送机由头部驱动装置、尾轮装置、拉紧装置、链板装置及机架等部分组成。头部驱动装置：头部驱动装置是链板式输送机的动力及传动部分，它由电动机、减速器、传动装置及主动链轮装置等组成。链板式输送机的主动链轮装置采用两只齿数为6的链轮带动二条片式牵引链，槽板沿导轨运动。尾轮装置：尾轮装置是板链式输送机链板的改向部分，它由尾轮轴、二只尾轮、轴承等组成。拉紧装置：拉紧装置采用结构简单，尺寸紧凑的螺旋拉紧装置，用来调节牵引链条的松紧程度。链板部分：链板部分有牵引链和槽板组成。牵引链采用片式牵引链，内链片之间装有滚轮在轨道上滚动，以减少摩擦阻力。槽板有钢板冲制、焊接而成，用螺栓将其与牵引链固在一起。机架：机架有头架、尾架和中间架等组成。用槽钢、角钢及钢板焊接而成。该机中间有四条供滚轮行走的轨道，而轨道采用轻轨制成。

底泥处理厂用沉沙收集设备也是改装设计后的链板机，除了控制器本身的区别外，改装的链板机包含了传统的设备固有的结构外，还增添了固定架、活动杆、伸缩杆、挖斗、锁定盘等一系列改装物件和结构，在力求专业和便捷的过程中，添加了一系列使用方便的设施装备。

4.2 工作原理对比

传统式链板机的工作原理：链板机的工作原理首要是运用固接在牵引链上的一系列链条供应牵引力，用金属板作承载体引领物料跟着水平或许歪斜方向运送。输送链为传动滚子链，连续斗式结构，用于泥沙等物料水平、爬坡。最大输送才调可达526m3/h，最大倾角可达40度。输送链是由牵引链、或反向搭接的料斗构成，有些可装卸。链板输送机承重的滚轮中带有轴承，阻力可下降至55%～65%。链板输送机牵引链和承载链分隔。

底泥处理厂专用沉沙池余沙收集设备，由于对控制器和伸缩杆的设计，使控制器控制伸缩杆、控制器控制电机的方式，改变传统链板机平直和机械的工作原理，使其适应收集余沙工作的灵活性，使链板机不在保持平直的工作模式，而是使其上下移动中，有效地控制挖斗的深度，灵活工作，降低设备的磨损的同时，也增加工作的便捷和加大工作效率，同时，也保障了设备使用的安全性和舒适性。

5 结语

（1）本文开篇首先介绍国家对于处理回收污泥的决心和政策，对处理污泥的研究，首先从对污泥本身的研究开始，从污泥的成分和处理的目的开始展开了分析。

（2）本文设计的底泥处理厂专用沉砂池余沙收集设备是在原有设备基础上设置活动杆与锁定盘结构。

（3）通过增加活动杆结构，利用电机对钢缆进行收放，使得活动杆带着链板机上下移动，实现调节挖斗所挖取的深度，从而增加使用的活动范围，使工作起来更方便。

（4）通过设计锁定盘结构，然后，利用伸缩杆去限制锁定盘的转动，减小对电机的负荷，增加余沙收集设备在使用过程中的安全性。

（5）通过对比研究传统链板式的设备结构和工作原理，深入底泥处理厂专用沉砂池余沙收集设备的改进的必要和有效性。