申请日2014.08.04
公开(公告)日2016.02.10
IPC分类号C02F11/06
摘要
本发明公开了一种污泥深度脱水的预处理方法，包括：将具有阴阳两极的电氧化装置的所述阴阳两极浸没入待处理污泥，开启直流电源，并使待处理污泥处于流动状态，调节阴阳两极间的电压梯度，对待处理污泥进行深度脱水预处理;所述电压梯度大于等于1V/cm且小于等于30V/cm;根据本发明，很少产生二次污染，反应条件温和，一般在常温常压下进行，能量效率高，反应器设备规模小，占地面积少，装置启动和关停方便，杀菌除臭作用明显。
权利要求书
1.一种污泥深度脱水的预处理方法，包括：
将具有阴阳两极的电氧化装置的所述阴阳两极浸没入待处理污泥，开启直流电源，并使待处理污泥处于流动状态，调节阴阳两极间的电压梯度，对待处理污泥进行深度脱水预处理;
所述电压梯度大于等于1V/cm且小于等于30V/cm。
2.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的预处理方法，其特征在于，所述电压梯度为大于等于6V/cm，小于等于26V/cm。
3.根据权利要求2所述的污泥深度脱水的预处理方法，其特征在于，所述电压梯度为大于等于15V/cm，小于等于20V/cm。
4.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的预处理方法，其特征在于，所述阳极是形稳性电极。
5.根据权利要求4所述的污泥深度脱水的预处理方法，其特征在于，所述形稳性电极为氧化铅电极或钌铱电极或钌铱锡电极或金刚石电极或铂电极。
6.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的预处理方法，其特征在于，所述阳极是板式阳极或管式阳极或网式阳极。
说明书
一种污泥深度脱水的预处理方法
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其是涉及一种污泥深度脱水方法。
背景技术
随着经济社会的快速发展和人们生活质量的逐渐提高，工业废水和生活废水的排放量日益增大。活性污泥法是目前各污水处理厂普遍采用的工艺，它具有技术成熟、工艺稳定、处理效率高、运行费用低等特点，但同时也会产生一定量的剩余污泥，且剩余污泥的处置费用占到整个污水处理厂运行费用的50%以上。
根据中国水网《中国污泥处理处置市场分析报告(2013版)》显示，到2015年我国每年剩余污泥(含80%水分)产量将超过3000万吨。
目前，我国污泥处理处置的主要技术路线：1)卫生填埋。其优点是简单易行、方法成熟，不足是大量占用土地、有二次污染，存在安全隐患;2)堆肥利用。其优点是污泥可以实现资源化利用，不足是污泥中的有毒有害、重金属等污染物难以去除;3)干化焚烧。其优点是有毒有害物质可以完全消灭，污泥体积大量减少，不足是存在二次污染、成本较高。
不论是卫生填埋、堆肥利用还是干化焚烧，都要求泥饼有较低的含水率。而板框压滤、带式压滤、离心分离等机械的污泥脱水方法已经较普及，这些方法一般只能将污泥的含水率降到70%。所以开发一种对脱水前的污泥进行预处理以改善污泥脱水性能的方法就显的尤为重要。
污泥中的水分有间隙水、表面吸附水、毛细结合水和胞内水四种。间隙水和表面吸附水较易脱除，而毛细结合水和胞内水的脱除就需要改变污泥表面结构、剥离细胞外聚合物、破坏细胞壁。
哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司在专利申请(公布号CN103011548A)中提到用PAM、PAC、木屑对污泥进行调质预处理，湖南品铸科技发展有限公司在专利申请(公布号CN103193374A)中提到用PAM、PAC、粉煤灰、十六烷基三甲基溴化铵对污泥进行调质预处理，中冶天华工程技术有限公司在专利申请(公布号CN103214158A)中提到用氢氧化钙、二氧化硅、三氯化铝、氯化钙对污泥进行调质预处理，广州泰历盟环保科技有限公司在专利申请(公布号CN103663920A)中提到用硫酸亚铁、氧化钙、氧化镁对污泥进行调质预处理，华东理工大学在专利申请(公布号CN103787570A)中提到用壳聚糖、三价铁盐、改性凹凸棒土、表面活性剂对污泥进行调质预处理。以上方法都尝试通过药剂对污泥胶体颗粒的静电中和、吸附架桥、卷扫凝聚和骨架支撑作用来改变污泥的脱水性能，并没有改变污泥颗粒的微观结构，同时也存在加药量大、增加污泥绝对量、引入新的污染物、增加污泥燃烧灰分等问题。
中国专利(授权公告号CN201648201U)发明了一种电渗透污泥脱水机，中国专利(授权公告号CN102115302B)发明了一种电解式滤榨一体化污泥脱水机。上述两项发明都是利用电场力来改变污泥中水分的分布同时将该作用协同于压滤过程来降低泥饼的含水率的。电流作用的对象是经初步压滤后的泥饼，其原理是在电场力作用下水分子显阳性并向阴极移动。上述两种发明可以有效的降低污泥的含水率，并且采用一种连续的操作方式，有效节约了设备成本。存在不足是设备结构较复杂，电流作用时间有限，电流利用效率较低，没有有效改变污泥微观结构、剥离细胞外聚合物、破坏细胞壁。
中国专利(CN201210232453-一种电化学直接氧化污泥的处理工艺)中，仅提及使用氧化反应器对污泥进行氧化分解处理，可以具有一定的提示性，但依然无法满足要求，其缺少必要的实施技术参数以及具体的实施方法，因此由其方法进行工业上应用，还是难以办到，因此有必要提出新的工艺参数和具体实施方式。
发明内容
有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个。本发明提供了一种污泥深度脱水的预处理方法，该方法可以在不增加污泥绝对量和燃烧灰分的同时，能有效剥除污泥中胞外聚合物、破坏细胞结构、释放细胞内部水分、改善污泥脱水性能，且经济实效。
根据本发明，提供了一种污泥深度脱水的预处理方法，包括将具有阴阳两极的电氧化装置的所述阴阳两极浸没入待处理污泥，开启直流电源，并使待处理污泥处于流动状态，调节阴阳两极间的电压梯度，对待处理污泥进行深度脱水预处理;所述电压梯度大于等于1V/cm且小于等于30V/cm。
在本发明的污泥深度脱水的预处理方法中，通过与直流电源相连接的阴阳两极与待处理污泥进行接触，产生电氧化反应，同时待处理污泥在外力的作用下循环流动，因此可以持续不断的对污泥进行氧化处理，并且根据污泥特点，将电压梯度在大于等于1V/cm，小于等于30V/cm之间进行调节。
本发明采用电氧化法来改变污泥的微观结构、破除其细胞壁以改善污泥的脱水性能。其利用外加电场的作用，在阳极表面发生氧化反应来氧化目标物质，即直接氧化，或产生强氧化剂如羟基自由基等来氧化目标物质，即间接氧化。电氧化是环境友好的技术，有很多优点：电子转移只在电极与被氧化物质间，无需添加金属离子作为催化剂;过程中产生强氧化性自由基，且这些自由基的氧化作用无选择性，很少产生二次污染;反应条件温和，一般在常温常压下进行，能量效率高;反应器设备规模小，占地小，装置启动和关停方便;杀菌除臭作用明显。
进一步地，所述电压梯度为大于等于6V/cm且小于等于26V/cm。
电压梯度的选择需要根据污泥自身的特点进行调节，不同的污泥均有一个较优的范围区间，且电压梯度在上述范围区间内可以产生明显效果。
更进一步地，所述电压梯度为大于等于15V/cm且小于等于20V/cm。
进一步地，所述阳极是形稳性电极。
对于本发明所采用的阳极为形稳性电极，才能产生效果，而其他电极在同样条件下则难以产生满意效果。
更进一步地，所述形稳性电极为氧化铅电极或钌铱电极或钌铱锡电极或金刚石电极或铂电极。
进一步地，所述阳极是板式阳极或管式阳极或网式阳极。
根据本发明的实施例，不同的形状的阳极也对污泥处理有着不同的影响。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
