[发明专利]含水物料的电渗透脱水方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种含水物料的电渗透脱水方法及装置，如食品残渣，废水处理过程中产生的污泥以及煤泥等的脱水装置，特别是污泥类的高干度脱水，属于水处理和固体废弃物处理领域的脱水技术。

背景技术

豆腐渣、焼酒和酱油等生产过程中的食品残渣，生物发酵排出的固体废物和有机废水生物处理过程中产生的污泥以及煤泥等往往是通过真空过滤、加压过滤、离心分离等方法实现脱水的，由于污泥等含水物料中含有大量的有机物和生物体，机械脱水难于达到所希望的含水率。而高含水率对后续处理造成不便并增加成本。通常采用干燥方法实现进一步的高干脱水，但干燥方法耗能多，导致处理成本大幅增加。电渗透脱水作为高效的高干脱水方法因其所具有的独特的优势受到关注。

但是，在含水物料的电渗透脱水方面，原理虽已明确但在设备方面却存在着各种各样的问题，难于很好的运行，所以，现实中还没有成为普及型技术。如采用圆筒形阳极时，与其所占空间相比其有效面积受到限制，只能很小，难于提高装置的处理能力。压滤形电渗透脱水机型的情况下，脱水过程中，含水物料的厚度随着脱水的进行变薄，这就要求阴阳极间的距离也需要缩小，从而使得工程实践上困难很大。另外，经带式压滤机和螺旋压滤机脱水后的污泥等含水物的流动性很差，原料含水物的装入是其操作难题。由于这些原因，电渗透脱水装置就很大，其脱水效率的提高就很困难。因此，开发能够高效率、又紧凑的电渗透脱水装置对于污泥和工业残渣的高干脱水具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含水物料，特别是污泥类电渗透高干脱水装置，该装置具有高效率且紧凑的特点。

本发明的电渗透脱水装置是通过下述技术方案加以实现的：将含水物料置于阴极和阳极之间，通入直流电，含水物料所含的水在电场的作用下向阴极集中进行脱水过程中，在与含水物料相接触的阴极面的反面侧设有水的流通通道的阴极框与阳极交互地复数个设置，阴极由金属网构成，在阴极的两侧都不设滤布。如图1所示，由金属网构成的阴极1与含水物料5直接接触，在该接触面的反面侧设有水的流通通道2，金属网以外的通道周边用板封闭将其构成阴极框3。两张金属网构成一个框可节约材料费和加工费，但在两张网之间加入板，使其分成两个室也不影响功能。另外，为提高强度，也可在框中增设支撑机构。在所述阴极框3和阳极4的中间加入含水物料5，在电场(图中未标示)的作用下，进行电渗透脱水。阴极框与阳极交互着平行地配置多组就可构成电极部分(图中只表示了一组的含水物料，其他电极间的含水物未标示)。阴极框与阳极的交互复数设置能够以很小的占地面积配置多的电极面积。阴极的两侧均不设置滤布，这样电极的设置和移动就比较方便，同时如膏状物料那样流动性很差的含水物料，例如经带式压滤机脱水后的污水污泥也能够适应。

所述装置的电极的水平方向的两端用柔软的电绝缘材料将阴极和阳极相连接。如图2a所示，在电极的水平方向的两端用柔软的电绝缘材料6将阴极框3与阳极4的电极端部连接。如图2b所示，从垂直方向看，希望绝缘材料6与电极的高度相同。这样可以防止在电极间的含水物料向外泄露的同时、在电渗透过程中能够很好地对应电极间距离的缩短。柔软的电绝缘材料只要满足性能要求，其他并无特殊的限制。例如，橡胶，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯等都可以，但不仅限于这些。由于用了电绝缘材料，所以可以防止电极间电短路

所述装置的电渗透脱水过程中，电极不断移动使阴阳极间距离不断变小，并保持各电极间的距离相等。这样，各电极间电极与物料均能保持良好的接触，实现高效的电脱水。

所述装置的电渗透脱水在于至少包括装入含水物料的装入工序，用电场进行含水物料的脱水的电渗透工序，排出由电渗透工序得到的脱水后物料的脱水物料排出工序，这些工序依次间歇进行。这些工序是本发明的电脱水的基本工序单元，由这些基本工序单元的反复操作就可以进行持续的脱水。

所述装置在电极的下部设置有能够开闭的回转板，在前述含水物料装入和电渗透过程中处于与电极板接触的关闭状态，脱水物的排出过程中处于与电极不接触的开状态。如图3所示，在电极的下方配置了回转板7。该回转板可以是如图3b所示的由两个板组成，也可以是如图3c所示的由一块板构成。在回转板处于闭状态时，能够支撑电极间的物料不从电极中落下，在开状态下，脱水后的物料能够排出。另外，要求回转板由电绝缘材料做成，并希望表面光滑且表面摩擦系数低。例如，可以用聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯等，但不仅限于这些。