[发明专利]一种基于高速水射流的原位底泥修复剂投加装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于高速水射流的原位底泥修复剂投加装置，包括高速水射流动力组件、进药组件、末端射流控制组件；高速水射流动力组件包括水泵机构、变压控制器和稳压机构，末端射流控制组件包括多个呈矩阵排列的末端射流控制单体以及分流机构，进药组件包括加药箱和主体框架，所述加药箱位于所述主体框架内部中心位置，所述加药箱上设有进水口和加药口，所述加药箱内部设有搅拌机构，本发明通过高速水射流设备形成含有修复剂的高速射流作用于泥面，打破泥水界面平衡，使修复剂有效投加到底泥中。能够保证修复剂的投加效率和利用率，降低时间和人力成本，在更短的时间内对受污染水体进行有效治理，并且减小了二次污染的风险。

技术领域

本发明涉及修复药剂投加技术领域，具体是涉及一种基于高速水射流的原 位底泥修复剂投加装置及方法。

背景技术

修复药剂的投加是污染底泥原位修复的一个重要手段。将以溶液、悬浊液、 颗粒态形式的修复剂投加进污染底泥后，可以通过底泥中发生的生物或化学反 应去除或稳定其中的污染物，实现污染底泥质量控制或改善的目的。目前污染 底泥原位修复时采用的修复剂投加方法有排干底泥上覆水进行人工投加、以驳 船为搭载工具进行机械投加。

人工投加方法需要在施工前排干治理区域内底泥的上覆水，然后人工或采 用土工机械投加修复剂，并辅以搅拌作业。人工投加的方法可以精准而全面地 将修复剂投加到污染底泥中。但是，其一方面增加了污染底泥原位治理的施工 和时间成本，另一方面会对水生生物的底栖环境造成较大的影响。

不需要排干底泥上覆水的修复剂机械投加方法主要是借助驳船为搭载工具， 利用喷砂罐、挖掘机、水下给药装置等设备，以气动喷洒、机械摊铺、耙式加 药等方式将底泥原位修复剂覆盖在目标污染底泥上或投加到一定深度的底泥中。 气动喷洒是以压缩气体为动力向水面喷洒以颗粒态为主的底泥修复剂，修复剂 进入水体后将沉在底泥表面。机械摊铺是借助可伸到水下摊铺设备将以颗粒态 为主的底泥修复剂摊铺在底泥表面。气动喷撒会在现场应用中产生大量的扬尘。 气动喷撒与机械摊铺都是将修复剂铺撒在底泥表面，很难在底泥中达到有效的 修复剂投加深度，同时也容易造成水体二次污染。耙式给药装置能够搭载在驳 船上实现在水下对一定深度的底泥进行药剂投加工作。然而，该装置在药剂投 加过程中对底泥造成刚性侵入，受底泥复杂环境(如水下垃圾、卵石、水底不 平坦等)影响较大，有时无法保证药剂投加效率且增加了设备维护费用。

目前在原位底泥修复剂投加领域，工程应用普遍通过气动喷撒、机械摊铺 等方法将修复剂铺撒到底泥表面。为解决修复剂在底泥中迁移扩散范围有限的 问题，以耙式给药装置为例的修复剂投加专用设备研发成为热点。工程应用中 搭载有耙式给药装置的驳船，多个刚性投药耙单体以相同间隔固定在装置管架 上，组成装置主体结构；进行修复剂投加作业时，主体结构在传动装置引导下 深入水中，待投药耙的末端深入底泥一定深度后，修复剂溶液以泵机为动力通 过管路输送到每个单体，修复剂得以进入到一定深度底泥中，同时开动驳船最 终完成一定区域范围底泥的修复剂投加工作。

除耙式给药装置这类针对底泥修复剂投加专用设备以外，针对河流、湖泊 水的治理，为改善水生态修复剂在水中的扩散效果，研究人员也提出了很多解 决方法。其中以发明专利《一种射流投药搅拌装置》(申请号： 202110877203.9，公开号：CN 113600080 A)为例。该装置包括进药进气系统 和射流混合系统，搅拌机构对加药箱内的药液搅拌混合，潜水泵通过压力管路 向多级射流机构内部提供高压液体，高速射流流经多级射流机构时，其内部会 形成真空负压，从加药管路吸入搅拌完成后的混合药液，并从空气管路吸入空 气，药液、空气与高速射流三者在多级射流机构内剧烈紊动混合，形成均质乳 化液，最后通过活动尾管排出，均质乳化液，比重小，在水面下形成异重流， 增强水体上下流动混合效果。