申请日2017.12.07
公开(公告)日2018.05.15
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明涉及一种多阳极污泥电脱水的方法与装置，将污泥放入脱水容器内，脱水容器下方设置多孔导电阴极，脱水容器上方设置多阳极装置、带孔活塞板及推动装置，污泥位于多孔导电阴极与带孔活塞板之间，将电源与多孔导电阴极及多阳极装置连接，使得多孔导电阴极与多阳极装置之间形成电场，在多孔导电阴极一侧析出水分，污泥脱水后，将多孔导电阴极从脱水容器的下端口移开，推动装置推动带孔活塞板向下运动，将脱水污泥从脱水容器内推出，结束一次电脱水过程。与现有技术相比，本发明方法可以扩大污泥和阳极的接触面积，提高了电脱水效率，有利于快速污泥减量化，对污泥的后续处理处置创造了便捷条件。
权利要求书
1.一种多阳极污泥电脱水的装置，其特征在于，包括：
脱水容器(1)：用于放置污泥(6)，且上下敞口，
多孔导电阴极(2)：位于脱水容器(1)下方，
带孔活塞板(7)：位于脱水容器(1)内，可从脱水容器(1)的上端开口或下端开口移出，
推动装置(5)：与带孔活塞板(7)连接，用于推动带孔活塞板(7)在脱水容器(1)内上下移动，
多阳极装置(3)：包括一平板(31)及连接在该平板(31)下方的多个柱状阳极(32)，多个柱状阳极(32)穿过带孔活塞板(7)的孔洞，
电源(8)：用于与多孔导电阴极(2)及多阳极装置(3)连接，使得多孔导电阴极(2)与多阳极装置(3)之间形成电场，
多孔导电阴极(2)与带孔活塞板(7)之间的空间用于放置污泥(6)。
2.根据权利要求1所述的一种多阳极污泥电脱水的装置，其特征在于，所述多孔导电阴极(2)下方设置有集水装置(4)。
3.根据权利要求1所述的一种多阳极污泥电脱水的装置，其特征在于，所述多孔导电阴极(2)表面覆盖有滤布。
4.根据权利要求1所述的一种多阳极污泥电脱水的装置，其特征在于，所述推动装置(5)采用自动推动结构或手动推动结构，自动推动结构包括与带孔活塞板(7)连接的直线电机，手动推动结构包括通过连接杆与带孔活塞板(7)连接的按压柄。
5.根据权利要求1所述的一种多阳极污泥电脱水的装置，其特征在于，所述平板(31)与脱水容器(1)连接处密封。
6.根据权利要求1所述的一种多阳极污泥电脱水的装置，其特征在于，所述柱状阳极(32)相互平行。
7.根据权利要求1所述的一种多阳极污泥电脱水的装置，其特征在于，所述柱状阳极(32)选自金属基底的含氧化铁、氧化铅、氧化锡、氧化钌、氧化铟或复合氧化物电极。
8.根据权利要求1所述的一种多阳极污泥电脱水的装置，其特征在于，所述电源(8)提供直流电源或脉冲式电源，其供给方式是直流电连续供电或间隔通断的操作方式，所述电源(8)提供的电场电压为10V-80V。
9.一种采用权利要求1-8中任一项所述装置进行多阳极污泥电脱水的方法，其特征在于，将污泥(6)放入脱水容器(1)内，所述脱水容器(1)下方设置多孔导电阴极(2)，所述脱水容器(1)上方设置多阳极装置(3)、带孔活塞板(7)及推动装置(5)，所述污泥(6)位于多孔导电阴极(2)与带孔活塞板(7)之间，将电源(8)与多孔导电阴极(2)及多阳极装置(3)连接，使得多孔导电阴极(2)与多阳极装置(3)之间形成电场，在多孔导电阴极(2)一侧析出水分，污泥脱水后，将多孔导电阴极(2)从脱水容器(1)的下端口移开，推动装置(5)推动带孔活塞板(7)向下运动，将脱水污泥从脱水容器(1)内推出，结束一次电脱水过程。
10.根据权利要求9所述的一种多阳极污泥电脱水的方法，其特征在于，所述污泥是市政污泥、河底疏浚底泥或沼气池残渣。
说明书
一种多阳极污泥电脱水的方法和装置
技术领域
本发明属于固体废物处理处置领域，尤其是涉及一种多阳极污泥电脱水的方法和装置。
背景技术
随着我国城镇化的推进和环境保护要求的不断提高，我国城镇有机固废及污水处理能力日益增强，水体生态修复疏浚及污水处理设施建设的发展导致疏浚底泥及污水厂污泥产量日益增加。这些污泥若处理不当，容易对环境造成二次污染，因此污泥的处理和处置也成为近年备受关注的焦点。2009年颁布的《城镇污水处理厂污泥处置-混合填埋泥质》GB/T23485-2009中规定当污泥用于混合填埋时，含水率必须低于60%。
影响污泥处置的最主要因素是污泥的高含水率，脱水处理不仅可最大限度地减少污泥体积，而且也是污泥焚烧、堆肥化利用、卫生填埋等无害化处理处置必不可少的前处理环节，是污泥管理过程中应用最为普遍的共性问题。
实现污泥的有效脱水，提高污泥的脱水效率，主要有以下两种途径：一是改善污泥的可脱水性;二是改进传统的污泥机械脱水工艺。改善污泥可脱水性的预处理方法有，生物消化、絮凝、冷冻/热处理、酸碱处理、超声处理和化学氧化等。这些预处理可以改善污泥的可脱水性，但由于传统机械脱水机电技术的限制，处理剩余活性污泥时，产物(泥饼)含水率通常仍大于80%，难以后续深度处理处置。因此需要采用改进传统污泥机械脱水的工艺进行脱水，其中主要包括接触吸附干燥、机械热(太阳能)挤压、超声和/或磁场复合辅助及电场辅助等脱水新技术。在这些新技术中，辅料吸附干燥、热脱水干化和复合场辅助的高资源、能源消耗增加了脱水的实施难度，相比之下电场辅助脱水速度快、效率高且工业化应用前景良好，因此它将在污泥脱水处理中发挥越来越重要的作用。
电场辅助脱水，一般称为电脱水，主要通过电渗析和电迁移来脱除污泥中的内部水和部分表面水，达到污泥的干化，是一种比传统污泥机械脱水更高效的处理方式。现有的污泥电脱水装置较少，且存在诸多不足，如：现有的间歇式水平电场和垂直电场污泥脱水装置，随着电脱水的进行阳极和污泥的电性接触变差，脱水效率迅速下降，针式阳极的设计解决了电性接触的问题，但脱水后的污泥需要从容器中挖出，操作成本较高;带式电场辅助脱水装置存在结构复杂，造价较高，维护成本高，推广到实际应用中比较困难等问题。因此有必要对目前污泥电脱水的技术入手，开发出一种结构简单、廉价高效的电脱水处理装置。
发明内容
为克服既有电脱水装置存在的问题，本发明提出了一种多阳极污泥电脱水的方法和装置。本发明通过增加阳极数量和长度，增大了阳极与污泥的接触面积，保证了脱水过程中阳极和污泥的电性接触，提高了电场脱水效率;污泥脱除一定水分后，下压卸料装置很容易将脱水污泥从装置中推出;同时阳极相对脱水容器固定设置，不易损坏。本发明方法操作简便，易于工程普及，且电阻小，电耗低，基建费用低。本发明的处理对象包括市政污泥、河底疏浚底泥及沼气池残渣等。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种多阳极污泥电脱水的装置，包括：
脱水容器：用于放置污泥，且上下敞口，
多孔导电阴极：位于脱水容器下方，
带孔活塞板：位于脱水容器内，可从脱水容器的上端开口或下端开口移出，
推动装置：与带孔活塞板连接，用于推动带孔活塞板在脱水容器内上下移动，
多阳极装置：包括一平板及连接在该平板下方的多个柱状阳极，多个柱状阳极穿过带孔活塞板的孔洞，
电源：用于与多孔导电阴极及多阳极装置连接，使得多孔导电阴极与多阳极装置之间形成电场，
多孔导电阴极与带孔活塞板之间的空间用于放置污泥。
优选地，所述多孔导电阴极下方设置有集水装置。
优选地，所述集水装置包括桶、盆、池等容器或设施。
优选地，所述多孔导电阴极表面覆盖有滤布。
优选地，所述脱水容器为圆筒形。
优选地，所述脱水容器为绝缘材料。
优选地，所述柱状阳极为圆柱形，带孔活塞板的孔洞为可以使柱状阳极穿过的圆形。
优选地，所述推动装置可以采用自动推动结构，也可以采用手动推动结构，自动推动结构包括与带孔活塞板连接的直线电机，直线电机可使带孔活塞板在脱水容器内上下自由运动。手动推动结构包括通过连接杆与带孔活塞板连接的按压柄。按压柄通过连接杆可使带孔活塞板在脱水容器内上下自由运动。
推动装置与带孔活塞板一起构成用于推出脱水污泥的卸料机构。
优选地，所述平板与脱水容器连接处密封，可实现的方式包括设置密封圈。
优选地，所述柱状阳极相互平行。
优选地，所述柱状阳极选自金属基底的含氧化铁、氧化铅、氧化锡、氧化钌、氧化铟或复合氧化物电极。
优选地，所述电源提供直流电源或脉冲式电源，其供给方式是直流电连续供电或间隔通断的操作方式，所述电源提供的电场电压为10V-80V。
一种采用本发明上述装置进行多阳极污泥电脱水的方法，将污泥放入脱水容器内，所述脱水容器下方设置多孔导电阴极，所述脱水容器上方设置多阳极装置、带孔活塞板及推动装置，所述污泥位于多孔导电阴极与带孔活塞板之间，将电源与多孔导电阴极及多阳极装置连接，使得多孔导电阴极与多阳极装置之间形成电场，在多孔导电阴极一侧析出水分，污泥脱水后，将多孔导电阴极从脱水容器的下端口移开，推动装置推动带孔活塞板向下运动，将脱水污泥从脱水容器内推出，结束一次电脱水过程。
所述污泥可以是市政污泥、河底疏浚底泥或沼气池残渣。
与现有技术相比，本发明优点和有益效果如下：
本发明将阳极制作多个相互平行的阳极，有效增大阳极与污泥内部的接触面积，增加了脱水效率，降低了脱水过程中污泥的内部电流，提高了能耗效率。污泥脱水完毕后，将所述阴极导电滤网移离，按下卸料装置，污泥即可自动脱落，操作方便简易。电脱水过程中可根据不同污泥性质控制电场强度，强化污泥的脱水。
