本发明专利技术公开了一种电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置，包括压滤容器(1)、阳极板(2)、阴极板(3)和直流电源(4)，所述的阳极板(2)设置在压滤容器(1)的上部，所述的阴极板(3)设置在压滤容器(1)的下部，所述的直流电源(4)正负极分别与阳极板(2)和阴极板(3)电连接，所述的阳极板(2)和阴极板(3)上均设有出水孔(5)，在所述出水孔(5)上敷设有滤布(5.1)；所述的阳极板(3)与用以驱动阳极板(3)运动的液压系统(6)连接。采用本发明专利技术，阳极层污泥电阻增加缓慢、脱水效果好、污泥厚度方向含水率分布均匀。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水污泥处理领域，具体地说是一种电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置。
技术介绍
污泥高含水率是制约着污泥处理处置的瓶颈，含水率高的污泥不仅体积庞大，而且所含的大量有机质、重金属和有害微生物，容易腐化或释放到环境中，引起二次污染，对于污泥后续的填埋、焚烧、资源化利用等都造成不利的影响。因此，污泥深度脱水减量化是污泥处理首要目的，减量化是实现污泥其它“三化”的基础，污泥越干，后续处理处置越有利。电渗透脱水技术利用了污泥存在的一种特殊双电层结构而实现脱水。污泥污泥颗粒带负电，而水分子带正电，在电场力作用下，带负电的污泥颗粒往阳极板运动，而带正电水分子往阴极板运动。作为一种新型、绿色、高效的固液分离技术，电渗透脱水技术由于具有良好的脱水性能、灵活性高、无污染、可控性强等优点，近年来受到广泛关注，越来越多的研究人员将其应用于污泥脱水当中，以期达到对污泥进行深度脱水的目的。与现有污泥深度脱水技术(热干化、化学调理+高压压榨方法等)相比，电渗透脱水技术具有一系列独特的优点，具体表现为：良好的脱水效果，电渗透脱水过程中，在电化学反应作用下，污泥细胞受电刺激，电解水定向强力移动产生布朗运动，细胞内的温度升高、压力增大，使得细胞膜破裂，部分膜内水流出，电渗透脱水可除去传统机械脱水所不能够脱除的部分水分，经过电渗透脱水，污泥的含水率可降低至60％以下；与热干化相比具有一定的节能优势，降低了污泥深度处理干化的费用；仅对污泥减量化脱水，不改变污泥的性质、成分，不增加新的物质，对后续的任一种污泥处置方式无影响；处理过程清洁，无二次污染。然而，电渗透脱水技术作为一门新兴的污泥脱水技术，目前主要还存在着以下问题：(1)脱水后污泥最终含水率仍有50％-60％，很难突破50％，难以达到污泥电渗透高干度脱水的技术效果；(2)电渗透过程中，阳极附近污泥的含水率快速降低，而且电化学反应气体的产生及污泥泥饼中出现裂缝，污泥泥饼与电极板之间的接触面积减小，导致污泥电阻增大，电流下降，脱水效果变差；(3)脱水过程中，电场产生电流会有电能转换成热能，使污泥温度升高，实际上存在着能耗偏大问题；(4)泥饼在厚度方向上的含水率分布不均，阳极层污泥含水率较低，水分子积聚在阴极层而导致阴极板附近污泥含水率较高。当前也有采用交变电场降低污泥干化对脱水效果的影响，以部分解决上述技术问题。交变电场就是电渗透一定时间后，电极反接，相反电流流过物料层，可降低物料层内的电阻和减轻电极的电化学反应，同时促使水分回流解决当前阳极层污泥干化问题。通过对豆腐渣实验发现，采用电极反接比连续工作，电渗透流量可提高40％以上。用白色粘土进行交流实验，交流比直流最终脱水量增加，但频率较高时，脱水效率反而降低，采用交变电场能耗较高，而且频率较难控制。可见，采用交变电场无法从根本上解决上述电渗透脱水技术存在的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对上述现有技术存在的阳极层污泥快速干化导致脱水效果差、能耗高、阳极层阴极层含水率不均等的问题，提供了一种阳极层污泥电阻增加缓慢、脱水效果好、污泥厚度方向含水率分布均匀的电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置。本专利技术的技术解决方案是，提供一种以下结构的电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置，包括压滤容器、阳极板、阴极板和直流电源，所述的阳极板设置在压滤容器的上部，所述的阴极板设置在压滤容器的下部，所述的直流电源正负极分别与阳极板和阴极板电连接，所述的阳极板和阴极板上均设有出水孔，在所述出水孔上敷设有滤布；所述的阳极板与用以驱动阳极板运动的液压系统连接。采用以上结构，本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：通过采用机械压滤与电渗透相结合；在机械压滤脱水与电渗透脱水同时作用时，采用低压只要保证极板与污泥有一定紧密接触即可，此时水分都是由阳极板往阴极板运动，随着脱水的进行，阳极层污泥变干导致电阻增大同时电流减小，使得电渗透脱水的驱动力减小，如果继续进行下去，电阻将变得非常大而使得电场驱动力几乎没有导致脱水停止，此时，必须使得部分水分能回流到阳极层，此时停止供电，通过液压系统切换到高压机械高压方式，使得水分强制回流到阳极层，降低污泥电阻增大电流，污泥厚度方向含水率分布均匀，提高下一轮电渗透驱动力；最终达到提升脱水效果的目的，使得污泥含水率较为均匀。作为改进，污水污泥在进入压滤容器前进行预处理，所述的预处理是指通过机械压滤脱水，将污泥含水率降至75％～80％。以提高本专利技术的污水污泥处理效率。作为改进，污水污泥进入压滤容器，采用直流电源对所述阳极板和阴极板供电，所述的阳极板在液压系统的驱动下，向阴极板移动，在电渗透脱水的同时，保持阳极板和阴极板之间的压力，以实现电渗透和机械压滤的耦合脱水；随着耦合脱水的进行，阳极板的污泥含水率低，污泥干化，此时断开直流电源，停止电渗透脱水，并加大阳极板和阴极板之间的压力，实现高压机械压滤脱水，以进一步降低含水率。由于污泥水分往阴极板及阳极板双向流动，使得两极板间含水率均匀，便于再次进行耦合脱水。作为改进，所述液压系统包括液压油缸和高低压调节装置，所述的液压油缸的活塞杆与阳极板连接，所述的高低压调节装置与所述的液压油缸相连通。由于在耦合脱水阶段和高压机械压滤脱水阶段的压力不同，因此通过高低压调节装置来调节液压油缸施加于阳极板的压力。作为改进，所述的阳极板上设置有多个阳极管，所述的阳极管向下延伸排布于压滤容器内，阳极管与阳极板相连接进而与直流电源的正极相连。所述的阳极管一端插入泥饼内部，另一端穿过阳极板伸入到封板内，阳极管起到将电极向下延伸的作用，阳极管为中空结构上开设有多个小孔，采用阳极管深入到污泥内部，由于泥饼内部仍然具有一定的水分，该阳极管通电时电场产生的驱动力仍然较强，能解决阳极层污泥干化问题，同时，当水分回流时，泥饼内部水分能通过有较多小孔的中空阳极管回流到阳极层的封板上，从封板上的排水管排出，解决内部水分不易排出问题。作为改进，在阴极板下方设置有吸盘，所述的吸盘套设于阴极板上，通过推动吸盘变形，通过体积变化产生真空度，使得吸盘产生倒吸的回复力，以从阴极板处吸附水分。根据电渗透的特性，阴极板处集聚了更多的水分，由于电场力驱动阴极板水分较弱，为了加快阴极板附近水分排出速度及排出量，在阴极板处产生一定的真空度，对阴极板处污泥水分施加一定吸力，形成电场力及真空过滤双重脱水效果。作为改进，所述的吸盘为弹性材料制成的半球形结构，其外圈密封固定在阴极板的外边沿上，吸盘的中下部连接有推力机构，吸盘下端连接有排水管及电磁开关，电磁开关控制排水管的开闭。通过推力机构推动吸盘变形，吸盘产生真空的回复力，吸盘和阴极板形成一个可产生真空的腔室，其回复力将阴极板集聚的水分吸出，并打开电磁开关，水分从排水管中排出。作为改进，所述的污水污泥脱水装置采用交替变压式脱水模式，在所述高压机械压滤脱水后，两极板间含水率均匀变得均匀，则再次进行电渗透机械压滤耦合脱水，如此往复循环直至达到预期污泥含水率要求。由于采用了交替变压式脱水模式，使得阳极板污泥被重新补水，由开始的干污泥变为湿污泥，又可重新恢复到电渗透和机械压滤耦合脱水阶段，此时高低压调节装置切换到低压，与电渗透共同脱水。作为改进，在阳极板的上方封闭本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置，包括压滤容器(1)、阳极板(2)、阴极板(3)和直流电源(4)，其特征在于：所述的阳极板(2)设置在压滤容器(1)的上部，所述的阴极板(3)设置在压滤容器(1)的下部，所述的直流电源(4)正负极分别与阳极板(2)和阴极板(3)电连接，所述的阳极板(2)和阴极板(3)上均设有出水孔(5)，在所述出水孔(5)上敷设有滤布(5.1)；所述的阳极板(3)与用以驱动阳极板(3)运动的液压系统(6)连接。
【技术特征摘要】
1.一种电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置，包括压滤容器(1)、阳极板(2)、阴极板(3)和直流电源(4)，其特征在于：所述的阳极板(2)设置在压滤容器(1)的上部，所述的阴极板(3)设置在压滤容器(1)的下部，所述的直流电源(4)正负极分别与阳极板(2)和阴极板(3)电连接，所述的阳极板(2)和阴极板(3)上均设有出水孔(5)，在所述出水孔(5)上敷设有滤布(5.1)；所述的阳极板(3)与用以驱动阳极板(3)运动的液压系统(6)连接。2.根据权利要求1所述的电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置，其特征在于：污水污泥在进入压滤容器(1)前进行预处理，所述的预处理是指通过机械压滤脱水，将污泥含水率降至75％～80％。3.根据权利要求1或2所述的电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置，其特征在于：污水污泥进入压滤容器(1)，采用直流电源(4)对所述阳极板(2)和阴极板(3)供电，所述的阳极板(2)在液压系统的驱动下，向阴极板(3)移动，在电渗透脱水的同时，保持阳极板(2)和阴极板(3)之间的压力，以实现电渗透和机械压滤的耦合脱水；随着耦合脱水的进行，阳极板(2)的污泥含水率低，污泥干化，此时断开直流电源(4)，停止电渗透脱水，并加大阳极板(2)和阴极板(3)之间的压力，实现高压机械压滤脱水，以进一步降低含水率。4.根据权利要求1所述的电渗透与机械压滤耦合的污水污泥脱水装置，其特征在于：所述液压系统包括液压油缸(6.1)和高低压调节装置(6.2)，所述的液压油缸(6.1)的活塞杆与阳极板(2)连接，所述的高低压调节装置(6.2)与所述的液压油缸(6.1)相连通。5.根据权利要求2所述的电渗透与机...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶宾期，卢锡龙，赵子恺，万延见，刘晓东，
申请(专利权)人：饶宾期，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。