申请日2018.07.09
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种污泥脱水除污联合治理方法,属于污染土治理领域。将水平向布置的既可导电又可通水的电极构成的电极组与污泥层相间叠摞;通过电极施加直流电在污泥中产生电场,同时通过电极的通水管路注入适当的液体,以调控污泥中的化学反应环境;在电场作用下,污泥中所含的污染物向电极迁移,并被液体经电极的通水管路带出,从而实现污泥中污染物的清除;同时污泥中的水分向电极迁移并从电极的通水管路排出,此外在上覆重力的作用下,污泥中的水被进一步挤压向电极、从通水管路排出。本发明可实施大体量污泥脱水和除污,可同时清除污泥中多种污染物,且处理的时间短、施工占地少。
权利要求书
1.一种污泥脱水除污联合治理方法,其特征是:包括如下步骤:将既可以导电又可以通水的管或带状电极水平向布置,将由一组平行、按一定间隔布置的电极构成的电极组与一定厚度的污泥层相间叠摞;在垂直于电极的平面内,对任意一支电极,在环绕该电极的电极中至少有一支电极所接直流电源的极性与该电极所接直流电源的极性相反;通过电极施加直流电在污泥中产生电场,同时通过电极的通水管路注入适当的液体,以调控污泥中的化学反应环境;在电场作用下,污泥中所含的污染物向电极迁移,并被液体经电极的通水管路带出,从而实现污泥中污染物的清除;同时污泥中的水分向电极迁移并从电极的通水管路排出,此外在上覆重力的作用下,污泥中的水被进一步挤压向电极、从电极的通水管路排出。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:电极为以下五种构型之一:
由导电材料制成的管,管壁按设计的间隔和孔径带有可透水的小孔;
在导电材料线材外套水管构成,其中水管管壁按设计的间隔和孔径带有可透水的小孔;
在1)或2)所述构型的基础上再外包滤层构成;
导电塑料排水板;
在1或2或3或4所述构型的基础上再增加一层离子交换膜而构成;
其中,所述导电材料为:碳纤维、耐腐蚀金属材料、石墨、导电聚合物,由碳纤维、金属、石墨的一种或多种与聚合物复合构成的导电体;所述水管为不导电水管,包括塑料管、不导电纤维材料编织成的管,能够保持特定截面形状的管或截面形状不固定的管;所述滤层为透水的柔性材料,包括无纺布,植物纤维织成的布或化学纤维织成的布;所述离子交换膜包括阴离子型或阳离子型或两性离子型的离子交换膜;所述电极全部使用同一种电极,或者接直流电源正极的电极采用一种电极、接直流电负极的电极采用另一种电极。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的污泥是渗透性低于10-4cm/s的细颗粒的呈流态或流塑态的污泥;所含污染物为以下物质的一种或多种:汽油、柴油,PAH多环芳香烃,嵌二萘、石碳酸、五氯苯酚、石油烃、菲、TCE三氯乙烯,十五碳二元酸、PEC氯化聚乙烯、染料、六氯丁二烯、BTEX苯系物、铅、铬、镉、钴、铯、铜、汞、镍、镁、钼、锌、铀、钍、镭、锶、锑、以及卤化物、砷、磷、磷酸盐、硝酸盐、氟。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述液体包括淡水或淡水与如下一种物质或多种物质构成的溶液:乙酸、柠檬酸等有机酸,盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙、氨、小苏打、SDS十二烷基硫酸钠、DAH十二烷基次氯酸氨,以及Bril30聚氧化乙烯或羟丙基-β-环糊精、氢氧化铵、EDTA、NTA、EGTA、DTPA、DCyTA。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:
将设计确定长度、间隔和数目的电极水平向平行布置,形成一层电极组,在每支电极上的适当间隔引出导线,并联连接于电源同一极;将该电极组中的接电源同一极性的各电极两端分别与同一进水分管和同一排水分管连接;
在该层电极组上摊铺设计厚度的污泥,污泥尽头进行支挡;
在该污泥层上再按1)的方式布置一层电极组,该层电极组的电极与其它各层电极组的电极相互平行;
在该层电极组上按2)的方式再摊铺设计厚度的污泥;
按上述1)~4)重复操作,进行其上各层污泥的摊铺和电极、水管的安装,直至达到设计的污泥层数;污泥层的增加速率需与下层污泥排水速率和强度增长速率协调,其中最高层电极组上用适量净土覆盖,起保护电极的作用。
6.根据权利要求1和权利要求5所述的方法,其特征在于,各层电极组连接电源极性的排列方式为以下四种之一:
1)电极A1连接:单数层电极组接电源的同一极性,而双数层电极组接电源的相反极性;
2)电极A2连接:单数层电极组接电源的同一极性,而双数层电极组中的相邻电极分别接电源的相反极性;
3)电极B连接:在脱水和清除污染物的过程中,每层污泥的下层电极组都接电源的同一极性,而每层污泥的上层电极组都接电源的相反极性;
4)电极C连接:每一层电极组的相邻电极分别接电源的正极和负极,各层电极组在竖向同一平面内的相邻电极也是分别接电源的正极和负极。
7.根据权利要求1和权利要求6所述的方法,其特征在于,电极组连接电源极性的排列方式不同,决定了不同的施工顺序,
当电极A1连接或A2连接时施工顺序如下:
当第三层污泥摊铺完成后,将第一层电极组和第三层电极组接电源的某一极(下称A极);对电极A1连接,将第二层电极组接电源的相反极(下称负A极);对电极A2连接,将第二层电极组相邻电极分别接电源的A极和负A极;同时将各层连接电源A极的电极组的进水分管(下称进水分管A)连接于通向供液源A的进水总管A,将各层连接电源负A极的电极组的进水分管(下称进水分管负A)连接于通向供液源负A的进水总管负A;将连接电源A极的电极组的排水分管(下称排水分管A)连接于通向蓄液池A的排水总管A;将连接电源负A极的电极组的排水分管(下称排水分管负A)连接于通向蓄液池负A的排水总管负A;施加设计的电压;同时分别经进水分管A和进水分管负A供给适量的特定液体;开始第一层和第二层污泥的脱水和清除污染物过程;
与此同时继续设置第四层和第五层污泥与第四层和第五层电极;
当第五层污泥摊铺完成后,将第五层电极组接电源的A极,将第四层电极组接电源的负A极(电极A1连接)或将相邻电极分别接电源的A极和负A极(电极A2连接);同时将各层进水分管A连接于进水总管A,将各层进水分管负A连接于进水总管负A;将排水分管A连接于排水总管A;将排水分管负A连接于排水总管负A;施加设计的电压;同时分别经进水分管A和进水分管负A供给适量的特定液体;开始第三层和第四层污泥的清除污染物过程;
按2)和3)相同的步骤重复操作,每两层污泥一组递次完成各层污泥的摊铺和电极与水管的安装步骤,以及脱水和清除污染物工作;
随着各层污泥中水分和污染物的排出,当污泥中的含水量下降至使其承载力可以满足其上一层污泥的摊铺后,即可进行后续污泥层摊铺;当污泥中各污染物浓度达到设计规定的指标且含水量下降至使其承载力可以满足其上摊铺后续污泥层后,即可递次关闭电源和供液源,直至最高两层污泥达到设计目标;
在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,直至污泥的含水量达到设计最终要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工;;
当电极B连接时施工顺序如下:
当第二层污泥摊铺完成后,将第一层电极组接电源的A极,将第二层电极组接电源的负A极;同时将进水分管A连接于进水总管A,将进水分管负A连接进水总管负A;将排水分管A连接于排水总管A;将排水分管负A连接于排水总管负A;施加设计的电压;同时经进水分管A和进水分管负A供给适量的特定液体;开始第一层污泥的脱水和污染物清除过程;
与此同时继续设置第三层电极;当第一层污泥的含水量下降至使其承载力可以满足其上一层污泥的摊铺后,即可进行第三层污泥的摊铺;
当第三层污泥摊铺完成后,且第一层污泥中的含水量下降至使其承载力可以满足其上摊铺后续污泥层,并且各污染物浓度达到设计的指标后,关闭第一层和第二层电极的电源和供液源;将第二层电极组改接电源的A极,将第三层电极组接电源的负A极,相应地将进水分管A连接于进水总管A,将进水分管负A连接于进水总管负A;将排水分管A连接于排水总管A;将排水分管负A连接于排水总管负A;施加设计的电压;同时经进水分管A和进水分管负A供给适量的特定液体;开始第二层污泥的脱水和清除污染物过程;
重复2)和3)相同的步骤与方法,完成其上各层污泥摊铺和电极、水管的安装步骤以及污染物清除和脱水工作;直至最高层污泥的含水量和各目标离子浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;
在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,直至污泥的含水量达到设计要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工;
当电极C连接时施工顺序如下:
1)当第一层污泥摊铺完成后,将第一层电极的阴极组接电源的负极,将阳极组电极接电源的正极;同时将各层连接阴极的进水分管A连接于进水总管A,将连接阳极的进水分管负A连接于进水总管负A;将连接于阴极的排水分管A连接于排水总管A;将连接于阳极的排水分管负A连接于排水总管负A;施加设计的电压;同时经进水分管A和进水分管负A供给适量的特定液体;开始第一层污泥的脱水和清除污染物过程;
2)与此同时按1)的步骤和方法继续设置第二层电极以及水管安装;每层电极组的各电极与其它各层电极一一对齐,同时使在同一竖向平面内的各层电极也为阴阳电极相间排列;
3)当第一层污泥中的含水量下降至其承载力可以满足在其上摊铺后续污泥层后,在第二层电极组上浇注设计厚度的污泥;
4)当第二层污泥浇注摊铺完成后,给第二层电极施加设计的电压;同时经进水分管A和进水分管负A供给适量的特定液体;开始第二层污泥的脱水和清除污染物过程;
5)重复2)~ 4)相同的步骤与方法,完成其上各层污泥摊铺和电极、水管的安装以及清除污染物和脱水工作;
6)随着各层污泥中水份和污染物的排出,当污泥中的含水量下降至使其承载力可以满足其上摊铺后续污泥层,且污泥中各目标离子浓度达到设计规定的最终指标后,即可递次关闭电源和供液源;直至最高层污泥的含水量和各目标离子浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;
7)在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,直至污泥的含水量达到设计最终要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工。
8.根据权利要求1和权利要求7所述的方法,其特征在于,电压为40V~400V,正负极电压梯度为0.3V/cm~4V/cm;所施加的电压是持续稳定的电压,或者是间歇供给的电压,根据污泥物理化学性质经现场试验由设计确定。
9.根据权利要求1和权利要求7所述的方法,其特征在于:电极间隔和污泥厚度为0.5m~3m,上下两层电极竖向对齐或不对齐,所述电极各段长度在10m~500m之间,根据污泥物理化学性质经现场试验由设计确定。
10.根据根据权利要求1、根据权利要求4和权利要求7所述的方法,其特征在于:所述供液管注入的液体的成分是淡水,或是能够通过酸碱中和或络合反应、或螯合反应、或解吸附反应形成所希望成分的液体;液体成分和数量根据污泥物理化学性质经现场试验由设计确定。
说明书
一种污泥脱水除污联合治理方法
技术领域
本发明涉及一种污泥脱水除污联合治理技术,属于污染土治理领域。
背景技术
清理河道、湖底产生大量的淤泥。这些淤泥含水量高,通常为流动态或流塑态;污泥由细小的颗粒构成、渗透性很低,通常渗透系数低于10-4cm/s。同时污泥中有高含量的污染物,污染物种类包括有机物污染物和无机物污染物两大类;各类污染物又分为多种不同的种类,例如:无机物污染物中有重金属污染物,重金属污染物又根据所含重金属的不同而不同。此外,一些工业生产过程也有大量的污泥产生。对于这些污泥必须进行脱水和清除污染物,以实现减量化和无害化。
目前,污泥的脱水基本是借用工业生产线的快速脱水方法,如机械挤压、离心脱水、烘干等方法,由于污泥渗透性很低,这些方法对于大体量的污泥脱水而言成本较高。现有的针对各种污泥的污染物处理技术都存在至少两个缺陷:其一,对于渗透系数低于10-4cm/s的低渗透性细颗粒污染土效果很差。其二,只对某一特定的污染物有效,例如:适用于有机物污染物处理的技术一般不适用于无机物污染物处理;对某一重金属污染物处理有效的技术,对另一重金属污染物可能无效;此外一些处理技术,例如固化稳定化技术,并没有将污染物清除,因此对污染物治理后长期堆存的稳定性没有保证。而且,对这样大体量的固体污染物在治理过程中和处理后,通常需要占用大面积场地、耗费相当长的时间,这些条件常常难以得到满足。
发明内容
本发明提出了一种污泥脱水除污联合治理技术。可以对大体量的低渗透性的污泥同时进行脱水和除污的有效处理,并且可以有效清除多种类型的污染物。此外,治理过程和治理后堆存占用场地少、处理时间短。从而实现污泥的减量化和无害化处理,并为资源化利用奠定了基础。
当给污泥施以直流电场,在电场作用下,至少产生两种作用:1)污泥中的水分,会在电场的作用下向电极迁移而可被排出;2)污泥中的有害物质向电极迁移而可被清除;污泥中有害物质向电极迁移有如下机理:1)污泥中的带电粒子会向与其电性相反的电极迁移,从而将带电的污染物(如:重金属)清除出污泥;2)污泥中的水会向阴极迁移,水的流动会带着微小的中性粒子向阴极迁移,从而将一些无极性的微粒(如:油污等)从污泥中清除;3)在电极处发生水的电解,产生氢离子和氢氧根离子;通过适当的方法可以调控污泥中的化学反应环境,使原来吸附于污泥的污染物解吸,或使原来不溶的污染物转变为可溶物质,从而在上述两种作用下被清除出污泥。
污泥在低于其承载力的持续压力作用下,其中的水分会逐步排出;排水的速率与其排水路径的长度呈负指数相关关系。如在污泥中设置较多的排水通道,缩短排水路径就可大幅度提高排水速率。在压力作用下,随着水的排出、污泥的孔隙量减少,污泥承载力逐步提高。
本技术就是利用直流电场同时具有脱水和除污的这两种作用,将既可以导电又可以通水的管或带状电极、水平向布置于污泥中,在污泥中建立直流电场,同时通过电极注入适当的液体以调控污泥中的化学反应环境,并使迁移至电极的污染物被电极中流出的液体带出,实现使污泥同时脱水和除污的双重目的。
同时,利用具有导电和排水双重功能的电极带,在构建直流电场的同时增加了排水通道,缩短了排水路径;采用导电排水电极带与污泥相间逐层堆积的方法,利用污泥的自重,一方面使污泥在压力作用下继续脱水,与前述直流电场作用下的脱水效应叠加,从而可以减少直流电脱水的时间和能耗;另一方面提高了污泥的自身承载力,可以进一步增加上覆污泥堆重,而堆重的增加又进一步提高了下层污泥的排水量和承载力,如此循环,逐步增加污泥堆高,从而可以使污泥堆高大幅度提升。如此可将污泥处理过程和堆存占地大幅度减少。
本发明的一种污泥脱水除污联合治理技术,包括如下步骤:所用电极为既可以导电又可以通水的管、带状电极。由一组平行、按一定间隔水平向布置的该电极构成的电极组与一定厚度的污泥层相间叠摞。在垂直于电极的平面内,任意一支电极所接直流电源的极性与围绕其的电极中至少一支电极所接直流电源的极性相反。通过电极施加直流电在污泥中产生电场,同时分别通过连接电源正负极的电极的通水管路注入适当的液体,以调控污染土中的化学环境。在电场作用下,一方面,污泥中所含污染物向电极迁移,并被液体经电极的通水管路带出,从而实现污泥中有害物质的清除;另一方面,污泥中的水分向电极迁移并从电极的通水管路排出。此外,在上覆污泥重力的作用下,污泥中的水被进一步挤压向电极、从电极的通水管路排出。
所述的电极有以下几种构型:
1、由导电材料制成的管,管的截面形式不限;管壁按设计的间隔和孔径带有可透水的小孔,小孔的几何形状不限,孔的直径或短边尺寸为0.1~50mm,小孔的总面积占管壁表面积的比例为5%~95%;
2、在导电材料线材(索、扁带、筋等)外套水管构成,其中水管管壁按设计的间隔和孔径带有小孔,小孔的几何形状不限,孔的直径或短边尺寸为0.1~50mm,小孔的总面积占管壁表面积的比例为5%~95%;电极截面形式不限;
3、在1或2所述构型的基础上再外包滤层构成(滤层是防止污泥细颗粒进入到电极);
4、市售导电塑料排水板(由沿长方向带有凹型导水槽的导电材料带外包滤层构成);
5、在1或2或3或4所述构型的基础上再增加一层离子交换膜而构成,
其中:
1、导电材料为公知的各种导电材料,包括但不限于:碳纤维、各种耐腐蚀的金属材料、石墨、导电聚合物,由碳纤维、各种金属材料、石墨等与聚合物复合构成的导电体;
2、水管为公知的各种不导电水管,包括但不限于:塑料管、各种不导电纤维材料编织成的管;可以是能够保持特定截面形状的管,也可以是截面形状不固定的管;
3、滤层为公知透水的柔性材料,包括但不限于:无纺布,植物纤维织成的布、化学纤维织成的布等;
4、离子交换膜包括公知的阴离子型或阳离子型或两性离子型的离子交换膜,分别用于阳极和阴极;离子交换膜类型选择,根据污染土性质、污染物种类由设计确定。
所述电极,可以是全部使用同一种电极,也可以是连接电源负极的电极(阴极)采用一种电极、连接电源正极的电极(阳极)采用另一种电极。
所述的污泥是渗透性低于10-4cm/s的细颗粒的呈流态或流塑态的污泥,所含污染物可能是有机污染物(包括但不限于以下的一种或多种:汽油、柴油,PAH多环芳香烃,嵌二萘、石碳酸、五氯苯酚、石油烃、菲、TCE三氯乙烯,十五碳二元酸、PEC氯化聚乙烯、染料、六氯丁二烯、BTEX苯系物,苯、甲苯、乙烯、二甲苯等),也可以是无机污染物(包括但不限于以下的一种或多种:铅、铬、镉、钴、铯、铜、汞、镍、镁、钼、锌、铀、钍、镭、锶、锑等重金属、卤化物、砷As、磷、磷酸盐、硝酸盐、氟等)。
所述液体可以是淡水;也可以是用公知的酸(包括但不限于以下的一种或多种:乙酸、柠檬酸等有机酸,盐酸、硫酸等无机酸)构成的溶液,用于调整阴极中液体的pH值;也可以是用公知的碱(包括但不限于以下的一种或多种:氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铵等,以及小苏打等碱式盐)构成的溶液,用于调整阳极中液体的pH值;也可以是加入了公知的表面活性剂(包括但不限于SDS十二烷基硫酸钠等阴离子型表面活性剂、DAH十二烷基次氯酸氨等阳离子型表面活性剂,以及Bril30聚氧化乙烯等非离子型表面活性剂)或络合物或螯合物(包括但不限于以下的一种或多种:羟丙基-β-环糊精、氢氧化铵、EDTA乙二胺四醋酸、NTA次氮基三乙酸(脂)、EGTA(乙二醇双四乙酸、四乙酸、乙二醇双醚四乙酸等)、DTPA(二乙烯三胺五乙酸、二乙三胺五乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、二乙三胺五醋酸)、DCyTA乙酸等)构成的溶液,用于和污染物结合使之易于随液体移动。例如:将SDS输入阴极用于修复柴油污染土,羟丙基-β-环糊精修复菲污染土,在阳极中加入表面活性剂十二烷基硫酸盐可以清除六氯丁二烯。液体类型的选择,根据实际污染土的特性由设计确定。
具体实施方式
1、将设计确定长度和数目的管或带状电极以设计的间隔水平向平行布置,形成一层电极组。为保证整支电极上提供的电压基本均匀,在每支电极上的适当间隔引出导线,并联连接于电源同一极(引出导线间隔,根据污泥的物理和化学性质条件,经试验由设计决定)。将该电极组中的接电源同一极性的各电极两端分别与同一进水分管和同一排水分管连接;
2、在其上摊铺设计厚度的污泥(污泥尽头可以采用公知的方法,如土袋子或土堰等办法,进行支挡,以维持该污泥层的形状稳定,不至于坍塌);
3、在该污泥层上再按1的方式布置一层电极组。该层电极组的电极与其它各层电极组的电极相互平行;
4、在该层电极组上按2的方式再摊铺设计厚度的污泥;
5、按上述1~4重复操作,直至达到设计的污泥层数。每层污泥层厚度以及污泥层的增加速率需与下层污泥排水速率和强度增长速率协调,由设计基于试验结果计算确定。最高层电极组上用适量净土覆盖,起保护电极的作用;
6、各层电极组连接电源极性的排列方式有以下四种:
1)单数层电极组接电源的同一极性,而双数层电极组接电源的相反极性(下称电极A1连接);
2)单数层电极组接电源的同一极性,而双数层电极组中的相邻电极分别接电源的相反极性(下称电极A2连接);也可以双数层电极组接电源的同一极性,而单数层电极组中的相邻电极分别接电源的相反极性。以下施工顺序均以电极A2连接为例叙述;
3)在脱水和清除污染物的过程中,每层污泥的下层电极组都接电源的同一极性,而每层污泥的上层电极组都接电源的相反极性(下称电极B连接);
4)每一层电极组的相邻电极分别接电源的正极和负极,各层电极组在竖向同一平面内的相邻电极也是分别接电源的正极和负极(下称电极C连接),
电极组连接电源极性的排列方式不同,决定了不同的施工顺序;
7、当电极A1连接或A2连接时施工顺序如下:
1)当第三层污泥摊铺完成后,将第一层电极组和第三层电极组接电源的某一极(下称A极);对电极A1连接,将第二层电极组接电源的相反极(下称负A极);对电极A2连接,将第二层电极组相邻电极分别接电源的A极和负A极。同时将各层连接电源A极的电极组的进水分管(下称进水分管A)连接于通向供液源A的进水总管A,将各层连接电源负A极的电极组的进水分管(下称进水分管负A)连接于通向供液源负A的进水总管负A;将连接电源A极的电极组的排水分管(下称排水分管A)连接于通向蓄液池A的排水总管A;将连接电源负A极的电极组的排水分管(下称排水分管负A)连接于通向蓄液池负A的排水总管负A。施加设计的电压;同时分别经进水分管A和进水分管负A供给设计确定的适量的特定液体。开始第一层和第二层污泥的脱水和污染物清除过程;
2)与此同时继续设置第四层和第五层污泥与第四层和第五层电极;
3)当第五层污泥摊铺完成后,将第五层电极组接电源的A极,将第四层电极组接电源的负A极(电极A1连接)或将相邻电极分别接电源的A极和负A极(电极A2连接)。同时将各层进水分管A连接于进水总管A,将各层进水分管负A连接于进水总管负A;将排水分管A连接于排水总管A;将排水分管负A连接于排水总管负A。施加设计的电压;同时分别经进水分管A和进水分管负A供给设计确定的适量的特定液体。开始第三层和第四层污泥的脱水与污染物清除的过程;
4)按2)和3)相同的步骤重复操作,每两层污泥一组递次完成各层污泥的摊铺和电极、水管的安装以及脱水和污染物清除工作;
5)随着各层污泥中水份和污染物的排出,当污泥中的含水量下降至一定的程度使其承载力可以满足在其上摊铺后续污泥层后(含水量下降的指标或承载力指标经试验由设计计算确定)且污泥中各污染物浓度达到设计规定的最终指标后,即可递次关闭电源和供水源,直至最高两层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,直至污泥的含水量达到设计要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工;
8、当电极B连接时施工顺序如下:
1)当第二层污泥摊铺完成后,将第一层电极组接电源的A极,将第二层电极组接电源的负A极。同时将进水分管A连接于进水总管A,将进水分管负A连接进水总管负A;将排水分管A连接于排水总管A;将排水分管负A连接于排水总管负A。施加设计的电压;同时经进水分管A和进水分管负A供给设计确定的适量的特定液体。开始第一层污泥的脱水和污染物清除过程;
2)与此同时继续设置第三层电极和第三层污泥;
3)当第一层污泥中的含水量下降至一定的程度使其承载力可以满足在其上摊铺后续污泥层(含水量下降的指标或承载力指标由试验确定)且污泥中各污染物浓度达到设计规定的最终指标后,即可关闭第一层和第二层电极的电源,污泥中剩余的水分由上覆污泥的重力驱使排出;
4)当第三层污泥摊铺完成后,且满足3)的条件后,将第二层电极组改接电源的A极,将第三层电极组接电源的负A极。相应地将进水分管A连接于进水总管A,将进水分管负A连接于进水总管负A;将排水分管A连接于排水总管A;将排水分管负A连接于排水总管负A。施加设计的电压;同时经进水分管A和进水分管负A供给设计确定的适量的特定液体。开始第二层污泥的脱水和污染物清除过程;
5) 按2)、3)和4)相同的步骤与方法重复操作,完成其上各层污泥的摊铺和电极、水管的安装步骤以及污染物清除和脱水工作。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,直至污泥的含水量达到设计最终要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工;;
9、当电极C连接时施工顺序如下:
1)当第一层污泥摊铺完成后,将第一层电极的阴极组接电源的负极,将阳极组电极接电源的正极。同时将各层连接阴极的进水分管A连接于进水总管A,将连接阳极的进水分管负A连接于进水总管负A;将连接于阴极的排水分管A连接于排水总管A;将连接于阳极的排水分管负A连接于排水总管负A。施加设计的电压;同时经进水分管A和进水分管负A供给设计稳定的适量的特定液体。开始第一层污泥的脱水和污染物清除过程;
2)与此同时继续设置第二层电极;
3)当第二层电极安装完成后,且当第一层污泥中含水量下降至其承载力可以满足其上摊铺下一污泥层后,继续摊铺第二层污泥(此时,第一层污泥的承载力可能仅可以满足第二层污泥摊铺要求,不一定满足设计断电的标准,所以第一层电极可能尚未断电);
4)当第二层污泥摊铺完成后,按1)的相同的步骤与方法,进行第二层电极和水管的安装及污染物清除与脱水工作;
5)按2)~4)相同的步骤与方法,完成其上各层污泥摊铺和电极、水管的安装以及清除污染物和脱水工作;
6)当各层污泥中的含水量下降至一定的程度使其承载力可以满足在其上摊铺后续污泥层(含水量下降的指标或承载力指标经试验由设计计算确定)且污泥中各污染物浓度达到设计规定的最终指标后,即可关闭该层电源和供液源,该层污泥中剩余的水分由其上覆污泥的重力驱使排出。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;
7)在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,继续污泥的排水过程,直至污泥的含水量达到设计要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工;;
10、所述电压为40V~400V,正负极电压梯度为0.3V/cm~4V/cm;所施加的电压可以是持续稳定的电压,也可以是间歇供给的电压。根据污泥的物理化学性质经现场试验由设计确定;
11、所述电极各段长度根据现场条件由设计确定,可以在10m~500m之间;电极间隔和污泥厚度根据污泥的物理化学性质经现场试验由设计确定, 一般为0.5m~3m;上下两层电极竖向可以是对齐的也可以不对齐,例如可以平移半个间隔使上下两层相同极性的电极形成等腰三角形布置;
12、所述供液管注入的液体成分根据污染物成分经试验由设计确定。可以是淡水,也可以是能够与污泥中污染物通过酸碱中和、络合、螯合、解吸附等化学反应形成所希望成分的液体。水管管径、水压、水量经试验由设计确定,可根据测试出水的离子浓度含量及设计给出的指标调整水量;供液的起始时间和终止时间根据污泥特性经试验由设计确定,可能与供电的起始时间相同,也可能与之不同;
13、每层污泥的堆高厚度、污泥堆放总层数、增加下一层污泥的条件、时间和速率,根据污泥的性质经试验由设计计算确定;
本发明的技术效果:
1、可以同时完成污泥的脱水和多种污染物的清除;
2、由于本发明采用竖向叠摞的方式对污泥进行脱水和清除污染物的工作,充分利用了竖向空间,因此能够在受限的场地面积内,实施大体量污泥的脱水和污染物清除;
3、由于可以多层污泥同时进行脱水和清除污染物施工,且每层各处的污泥可大致同步进行排水和清除污染物,因此对大体量污泥处理而言,脱水和除污的总时间周期短;
4、 将直流电场驱动的脱水与重力驱动的脱水结合优势互补。利用直流电场驱动的脱水速率快,将浆状污泥快速脱水至使其可以快速获得承载上覆污泥的能力;利用大体量污泥处理整体耗时长,可以满足重力脱水所需要时间周期的特点,利用重力脱水大幅度减少了能耗。单独由直流电场驱动的脱水,因脱水后污泥中原由水份占据的孔隙并未减少,故承载力提高有限;而上覆污泥的重力可以消除孔隙大幅度提高其承载能力,便于后续污泥层的快速堆筑;
5、电极水平向布置有如下优点:1)由于电极长度可以大幅度增加且可保证电压均匀,因此一次处理的污泥体量可大幅增加,且总处理时间减少;2)电极及导水通路布置等各工艺施工方便;3)便于电极中液体的流动,这既有利于控制电极内液体的品质又有利于控制电极温升,可以保证污泥中化学环境和电场品质更有利于污染物清除和脱水的顺畅进行;4)由于有自重压力,可以弥合因电极温度升高使污泥脱水而在电极与污泥之间产生的的缝隙,从而减少电阻、提高工作效率。
实施例
实施例一
某电镀厂污泥:粒径分布为50%<13μm,98%<25μm;pH=5.2,渗透系数 1.2×10-8 cm/s,含水率220%。污染物含量:Cr 1464mg/kg,Cu 1088 mg/kg,Ni 1342mg/kg,Zn 344mg/kg;背景值Cr 75mg/kg;Cu 31mg/kg;Ni 115mg/kg,Zn 221mg/kg。
施工可堆存场地面积100m×50m。每层污泥厚1.2m,总计堆40层。采用导电聚合物管作为电极,直径2cm,管壁管壁为网状,阴、阳电极分别外套市售的阴离子交换膜和阳离子交换膜,最外层套一层土工织物。电极长度50m。在电极上间隔25m引出一根导线。电极间隔100cm;正负电极之间的电压梯度为2.3V/cm。
去除率:Cr 60%,Cu 27%,Ni 66%,Zn 22%;
施工方法:
1、平整场地后,铺第一层(单数层)电极。电极间隔1m。将每条电极上引出导线,并联连接于电源正极。将该电极组各电极两端分别与同一进水分管A和同一排水分管A连接;
2、在该层电极组上摊铺设计厚度的污泥,为限制场地边缘的污泥坍塌,在污泥四边尽头采用公知的土袋子的办法垒搭1.5m高围堰,维持污泥层的体积稳定;
3、在该污泥层上布置第二层(双数层)电极组,电极间隔1m。将每条电极上引出导线,并联连接于电源同一极。该层电极组的相邻电极分别接电源的正极和负极。将该电极组中连接正极的各电极两端分别与同一进水分管A和同一排水分管A连接。将该电极组中连接负极的各电极两端分别与同一进水分管负A和同一排水分管负A连接;
4、在该层电极组上摊铺20cm污泥。将第一层(单数层)电极的进水分管A和第二层(双数层)电极的进水分管A连接通向供液源A的进水总管A;将第二层电极的进水分管负A连接供液源负A。将连接电源正极的电极组的排水分管A连接于通向蓄液池A的排水总管A;将连接电源负极的电极组的排水分管负A连接于通向蓄液池负A的排水总管负A。施加设计的电压,控制正负电极之间的电压梯度为2.3V/cm;同时通过进水总管A滴注氢氧化钠使阳极中液体保持pH=3.4左右,通过进水总管负A滴注0.5%醋酸使负极中的液体保持pH=6.5左右。两电极供液量均为能够使排水管水流保持连续的细流即可。开始第一层污泥的脱水和清除污染物过程;
5、当第一层污泥脱水到可以自立且可以承受上层污泥重量时,用该层污泥填装土袋子在场地四周围堰上增高1.2m围堰;在第二层电极组上分三个层厚大约相等的亚层逐层浇注稠浆状污泥至设计的污泥层厚度;
6、当第二层污泥浇注摊铺完成后,按1的步骤和方法安装第三层电极和水管;
7、在该层电极组上摊铺20cm污泥。将第三层(单数层)电极的进水分管A连接通向供液源A的进水总管A;将排水分管A连接于通向蓄液池A的排水总管A;施加设计的电压,控制正负电极之间的电压梯度为2.3V/cm;同时通过进水总管A滴注氢氧化钠使阳极中液体保持pH=3.4左右。供液量为能够使排水管水流保持连续的细流即可。开始第二层污泥的脱水和清除污染物过程;
8、当第二层污泥脱水到可以自立且可以承受上层污泥重量时,用该层污泥填装土袋子在场地四周围堰上增高1.2m围堰;在第三层电极组上分三个层厚大约相等的亚层逐层浇注稠浆状污泥至设计的污泥层厚度;
9、当第三层污泥浇注摊铺完成后,按3的步骤和方法安装第四层电极和水管;
10、在第四层电极组上摊铺20cm污泥后,对该层电极施加设计的电压,控制正负电极之间的电压梯度为2.3V/cm;同时通过进水总管A滴注氢氧化钠使阳极中液体保持pH=3.4左右,通过进水总管负A滴注0.5%醋酸使负极中的液体保持pH=6.5左右。两电极供液量均为能够使排水管水流保持连续的细流即可。开始第三层污泥的脱水和清除污染物过程;
11、按上述5~10重复操作,直至达到设计的污泥层数。污泥层的增加速率需与下层污泥排水速率和强度增长速率协调,由设计基于试验结果计算确定。最高层电极组上用适量净土覆盖,起保护电极的作用。各层电极相互平行;从下向上单数层电极组的电极与双数层电极组的电极平行错开0.5m;
12、经试验确定,在每层电极接通14天后,随污泥中的含水量的减低其承载力已可以满足在其上摊铺后续污泥层,在每层电极接通24天污泥中各污染物浓度达到设计规定的最终指标,即可关闭该层电源和水源,污泥中剩余的水分由其上覆污泥的重力驱使排出。直至最高两层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,至最后一层电极断电90天后,污泥的含水量达到设计最终要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工。
实施例二
河道清淤产生的受化工厂排放污水污染的污泥,含水率122%,pH=5.0,粒径<2μm34.65%,2~20μm51.31%,>20μm14.04%;渗透系数1.15施工可堆存场地面积50×30m。每层污泥厚1.0m,总计堆40层。采用市售导电聚合物排水板作为电极,在电极上间隔15m引出一根导线。各层电极的电极间隔为1.0m。正负电极间电压梯度 1.5V/cm,供电方式为间歇式供电,供电15分钟,停歇15分钟。向阳极注入自来水,向阴极注入0.3M柠檬酸以控制阴极中液体在pH=7.0左右。
清除效果:Cd 54.2%(有效态97.5%),Pb 36.4%(有效态95.4%),Cu 35.9%(有效态98.3%),Zn 61.7%(有效态98.6%)。
施工方法:
1、平整场地后,铺第一层电极。将每条电极上引出导线,并联连接于电源同一极。阴阳电极相间排列。将该层电极中所有阴极电极的两端分别与同一进水分管A和同一排水分管A连接;将该层电极中所有阳极电极的两端分别与同一进水分管负A和同一排水分管负A连接;
2、在场地四周用土袋子垒搭1.5m高围堰,在该层电极组上浇注设计厚度的稠浆状污泥;
3、当第一层污泥摊铺完成后,将第一层电极的阴极组接电源的负极,将阳极组电极接电源的正极。同时将该层电极阴极组的进水分管A连接于通往供液源A的进水总管A,将各层电极阳极组的进水分管负A连接于通往供液源负A的进水总管负A;将电极阴极组的排水分管A连接于通向蓄液池A的排水总管A;将电极阳极组的排水分管负A连接于通向蓄液池负A的排水总管负A。施加设计的电压,开始第一层污泥的脱水和污染物清除过程;
4、与此同时按1的步骤和方法在第一层污泥上继续设置第二层电极;每层电极组的各电极与其它各层电极一一对齐,同时使在同一竖向平面内的各层电极也为阴阳电极相间排列;
5、当第一层污泥脱水到可以自立且可以承受上层污泥重量时,用该层污泥填装土袋子在场地四周围堰上增高1.0m围堰;在第二层电极组上分三个层厚大约相等的亚层逐层浇注稠浆状污泥至设计的污泥层厚度。同时对第一层电极经进水总管A向阴极滴注0.3M柠檬酸,将阴极液控制在pH=7.0左右;经进水总管负A供给适量的自来水;水量均为能够使排水管水流保持连续的细流即可;
6、当第二层污泥浇注摊铺完成后,按3的步骤和方法安装第二层电极和水管,施加设计的电压。开始第二层污泥的脱水和污染物清除过程;
7、重复4)~6)相同的步骤与方法,进行其上各层污泥摊铺和电极与水管的安装,以及污染物清除工作。直至达到设计的污泥层数。最高层电极组上覆盖10cm素土,起保护电极的作用;
8、经试验确定,在每层电极接通20天后,随着污泥中水分的排出,已可以自立且可以承受上层污泥重量,可以浇注摊铺上层污泥。在每层电极接通30天后,污泥中各污染物浓度达到设计规定的最终指标,即可关闭该层电源和水源,污泥中剩余的水分由其上覆污泥的重力驱使排出。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,至最后一层电极断电70天后,污泥的含水量达到设计最终要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工。
实施例三
某工程生产过程排出的污泥是以黏土矿物高岭石为主的细颗粒泥浆,含水率260%,渗透系数为1.1×10-8cm/s;Pb2+含量2000mg/kg,Zn2+含量1100mg/kg。
施工可堆存场地面积200m×150m。每层污泥厚1m,总计堆40层。
各层电极的电极间隔为1.0m。阴极采用不锈钢管,阳极为带有钌氧化物覆层的钛合金管;电极管直径1.6cm,管壁沿横截面30°、沿长方向每2cm分布ϕ2mm孔;各段电极长度50m,在电极上间隔25m引出一根导线。正负电极之间的电压梯度为2.5V/cm。
去除率: Zn2+=94%;而Pb2+43%。
施工方法:
1、平整场地后,铺第一层电极,在电极上下铺垫、覆盖5cm砂以防止污泥进入电极管。将每条电极上引出导线,并联连接于电源同一极。将该电极组各电极两端分别与同一进水分管和同一排水分管连接;
2、在场地四周用素土做1.2m高围堰,在该层电极组上浇注设计厚度的稠浆状污泥;
3、在该污泥层上按1的方式布置第二层电极组。每层电极组的各电极与其它各层电极一一对齐;
4、在第二层电极组上先浇注20cm污泥浆。将第一层电极组接电源的负极,将第二层电极组接电源的正极。同时将第一层进水分管A连接于进水总管A,将第二层电极的进水分管负A连接进水总管负A;将连接电源负极的电极组的排水分管A连接于通向蓄液池A的排水总管A;将连接电源正极的电极组的排水分管负A连接于通向蓄液池负A的排水总管负A;施加设计的电压;控制正负电极之间的电压梯度为2.5V/cm。开始第一层污泥的脱水和污染物清除过程;
5、当第一层污泥中的含水量下降至其承载力可以满足摊铺第二层污泥后(含水量下降的指标或承载力指标根据试验由设计确定),用该层污泥在场地四周素土围堰上增高1.0m围堰;分三个层厚大约相等的亚层逐层浇注第二层剩余的污泥浆。同时经第一层进水分管A和第二层电极的进水分管负A供给适量的自来水,经对排出液的测定分析,保持排水管有连续细流即可满足设计要求;
6、按1的步骤与方法,在第二层污泥上铺设第三层电极和水管;
7、在第三层电极组上先浇注20cm污泥。当第一层污泥中各污染物浓度达到设计规定的最终指标,且污泥中的含水量下降至其承载力可以满足在其上摊铺后续污泥层后(含水量下降的指标或承载力指标由试验确定),即可关闭第一层和第二层电极的电源和供液源。污泥中剩余的水分由其上覆污泥的重力驱使排出。将第二层电极组改接电源的负极,将第三层电极组接电源的正极。相应地将第二层电极的进水分管A连接于进水总管A,将排水分管A连接于排水总管A;将第三层电极组进水分管负A连接于进水总管负A,将排水分管负A连接于排水总管负A。施加设计的电压;开始第二层污泥的脱水和清除污染物过程;
8、按5~7相同的步骤与方法重复操作,进行其上各层污泥摊铺和电极、水管的安装步骤以及污染物清除和脱水工作。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,迫使污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,直至污泥的含水率达到设计要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工;
9、经试验确定,在每层电极接通23天后,随着污泥中水分的排出,已可以自立且可以承受上层污泥重量,可以浇注摊铺上层污泥。在每层电极接通42天后,污泥中各目标离子浓度达到设计规定的最终指标,即可关闭该层电源和水源。污泥中剩余的水分由其上覆污泥的重力驱使排出。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,至最后一层电极断电90天后,污泥的含水量达到设计最终要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工。
实施例四
污泥为高岭土为主 pH6.3,密度1.27g/cm3,阳离子交换容量5.22 cmol/kg,渗透系数1.05施工可堆存场地面积120m×300m。每层污泥厚1.2m,总计堆50层。阳极为:直径1cm碳纤维索外套直径2cm的PVC水管,管壁沿横截面30°、沿长方向间隔2cm分布5mm×100mm狭长孔,最外层包一层无纺布。阴极为1.0cm×0.5 cm不锈钢条外套直径2cm的PVC水管,管壁沿横截面30°、沿长方向间隔2cm分布5mm×100mm狭长孔,最外层包一层无纺布。在电极上间隔25m引出一根导线。每层电极的电极间隔为1.0m。供电方式为间歇式供电,供电30分钟,停歇30分钟;正负电极之间的电压梯度为1.0V/cm。向阴极液中滴注0.01M EDTA,使其稳定在pH=8.0左右;在阳极液中滴注0.01M氢氧化钠,使其稳定在PH=6.5左右。
清除效果:Cd全态87%,Cd有效态99%。
施工方法:
1、平整场地后,铺第一层电极。将每条电极上引出导线,并联连接于电源同一极。将该电极组各电极两端分别与同一进水分管和同一排水分管连接。进水管和排水管的管径为直径2cm;
2、在场地四周采用公知的叠搭土袋子的方法构筑1.5m围堰;在该层电极组上摊铺设计厚度的污泥;
3、在该污泥层上按1的方式布置第二层电极组。每层电极组的各电极与其它各层电极一一对齐;
4、在第二层电极组上先浇注20cm污泥。将第一层电极组接电源的负极,将第二层电极组接电源的正极。同时将第一层进水分管A连接于进水总管A,将第二层电极的进水分管负A连接进水总管负A;将连接电源负极的电极组的排水分管A连接于通向蓄液池A的排水总管A;将连接电源正极的电极组的排水分管负A连接于通向蓄液池负A的排水总管负A;施加设计的电压;控制正负电极之间的电压梯度为1.0V/cm。开始第一层污泥的脱水和污染物清除过程;
5、当第一层污泥中的含水量下降至其承载力可以满足摊铺第二层污泥后(含水量下降的指标或承载力指标根据试验由设计确定),将土袋子围堰上增高1.2m;分三个层厚大约相等的亚层逐层浇注第二层剩余的污泥。同时经第一层进水分管A向阴极液中滴注0.01MEDTA,使其稳定在pH=8.0左右;经第二层电极的进水分管负A向阳极液中滴注0.01M氢氧化钠,使其稳定在PH=6.5左右。经对排出液的测定分析,供液量以保持排水管有连续细流即可满足设计要求;
6、按1的步骤与方法,在第二层污泥上铺设第三层电极和水管。每层电极组的各电极与其它各层电极一一对齐;
7、在第三层电极组上先浇注20cm污泥浆。将第三层电极组接电源的负极。同时将第三层进水分管A连接于进水总管A;将连接电源负极的电极组的排水分管A连接于通向蓄液池A的排水总管A;施加设计的电压;控制正负电极之间的电压梯度为1.0V/cm。开始第二层污泥的脱水和污染物清除过程;
8、当第二层污泥中的含水量下降至其承载力可以满足摊铺第三层污泥后(含水量下降的指标或承载力指标根据试验由设计确定),将土袋子围堰上增高1.2m;分三个层厚大约相等的亚层逐层浇注第三层剩余的污泥。同时经第三层进水分管A向阴极液中滴注0.01MEDTA,使其稳定在pH=8.0左右。经对排出液的测定分析,供液量以保持排水管有连续细流即可满足设计要求;
9、按1的步骤与方法,在第三层污泥上铺设第四层电极和水管。每层电极组的各电极与其它各层电极一一对齐;
10、在第四层电极组上先浇注20cm污泥浆。将第四层电极组接电源的正极。同时将第四层进水分管A连接于进水总管负A;将连接电源正极的电极组的排水分管负A连接于通向蓄液池负A的排水总管负A;施加设计的电压;控制正负电极之间的电压梯度为1.0V/cm。开始第三层污泥的脱水和污染物清除过程;
11、当第三层污泥中的含水量下降至其承载力可以满足摊铺第四层污泥后(含水量下降的指标或承载力指标根据试验由设计确定),将土袋子围堰上增高1.2m;分三个层厚大约相等的亚层逐层浇注第四层剩余的污泥。同时经第四层电极的进水分管负A向阳极液中滴注0.01M氢氧化钠,使其稳定在PH=6.5左右。经对排出液的测定分析,供液量以保持排水管有连续细流即可满足设计要求;
12、按上述6~11相同的步骤与方法重复操作,进行其上各层污泥摊铺和电极、水管的安装步骤以及污染物清除和脱水工作。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,迫使污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,直至污泥的含水率达到设计要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工;
13、经试验确定,在每层电极接通18天后,随着污泥中水分的排出,已可以自立且可以承受上层污泥重量,可以浇注摊铺上层污泥。在每层电极接通40天后,污泥中各目标离子浓度达到设计规定的最终指标,即可关闭该层电源和水源。污泥中剩余的水分由其上覆污泥的重力驱使排出。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,至最后一层电极断电80天后,污泥的含水量达到设计最终要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工。
实施例五
一有机化工厂污泥,含水率86.5%,渗透系数 1×10-6 cm/s;pH=10,污染物是该厂生产特有的一种有机溶剂,具体成分不详,可溶于水;污染物浓度8mg/kg。
施工可堆存场地面积80m×60m。每层污泥厚1.2m,总计堆32层。电极为直径1cm的导电聚合物条外套直径2cm PVC管,管壁沿横截面20°、沿长方向3cm分布ϕ2孔,电极长度60m。在电极上间隔20m引出一根导线。电极间隔100cm;正负电极之间的电压梯度为3V/cm;供电方式为间歇式供电,供电25分钟,停歇25分钟。向阳极注入石灰水,保持阳极液pH=10;向阴极注入自来水。
施工方法:
1、平整场地后,铺第一层电极,电极间隔1.0m;在电极上下铺垫、覆盖5cm后砂层作为滤层,以防止污泥中细颗粒进入电极管。将每条电极上间隔20m引出一根导线,并联连接于电源同一极。将该电极组各电极两端分别与同一进水分管和同一排水分管连接;
2、在场地四周用素土做1.5m高围堰,在该电极层上摊铺设计厚度1.2m的污泥;
3、在该污泥层上按1的方法铺设第二层电极组。第二层电极相较第一层电极在垂直电极长度方向平移0.6m;
4、在第二层电极组上先浇注20cm污泥。将第一层电极组接电源的负极,将第二层电极组接电源的正极。同时将第一层进水分管A连接于进水总管A,将第二层电极的进水分管负A连接进水总管负A;将连接电源负极的电极组的排水分管A连接于通向蓄液池A的排水总管A;将连接电源正极的电极组的排水分管负A连接于通向蓄液池负A的排水总管负A;施加设计的电压;控制正负电极之间的电压梯度为3V/cm。开始第一层污泥的脱水和污染物清除过程;
5、当第一层污泥中的含水量下降至其承载力可以满足摊铺第二层污泥后(含水量下降的指标或承载力指标根据试验由设计确定),用该层污泥在场地四周素土围堰上增高1.2m围堰;分三个层厚大约相等的亚层逐层浇注第二层剩余的污泥。同时经第一层进水分管A供给适量的自来水,经第二层电极的进水分管负A向阳极注入石灰水,保持阳极液pH=10;经对排出液的测定分析,保持排水管有连续细流即可满足设计要求;
6、按1的步骤与方法,在第二层污泥上铺设第三层电极和水管;
7、在第三层电极组上先浇注20cm污泥。当第一层污泥中各污染物浓度达到设计规定的最终指标,且污泥中的含水量下降至其承载力可以满足在其上摊铺后续污泥层后(含水量下降的指标或承载力指标由试验确定),即可关闭第一层和第二层电极的电源和供液源。污泥中剩余的水分由其上覆污泥的重力驱使排出。将第二层电极组改接电源的负极,将第三层电极组接电源的正极。相应地将第二层电极的进水分管A连接于进水总管A,将排水分管A连接于排水总管A;将第三层电极组进水分管负A连接于进水总管负A,将排水分管负A连接于排水总管负A。施加设计的电压;开始第二层污泥的脱水和清除污染物过程;
8、按5~7相同的步骤与方法重复操作,进行其上各层污泥摊铺和电极、水管的安装步骤以及污染物清除和脱水工作。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,迫使污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,直至污泥的含水量达到设计最终要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工;
9、经试验确定,在每层电极接通13天后,随着污泥中水分的排出,已可以自立且可以承受上层污泥重量,可以浇注摊铺上层污泥。在每层电极接通32天后,污泥中污染物浓度达到设计规定的最终指标,即可关闭该层电源和水源。污泥中剩余的水分由其上覆污泥的重力驱使排出。直至最高层污泥的含水量和各污染物浓度达到设计目标,即可关闭全部电源和供液源;在上覆污泥重力作用下,污泥中的水继续通过可排水的电极经排水管排出,至最后一层电极断电60天后,污泥的含水量达到设计要求,完成全部污泥的污染物清除和脱水施工。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。