[发明专利]一种含能污泥脱水的电渗方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及含能污泥脱水的处理方法及实现该方法的装置的技术领域，具体地说是一种含能污泥脱水的电渗方法及装置。

背景技术

含能污泥是指污水处理过程所产生的含有一定热值的固体沉淀物质，根据污水的来源可以分为市政污泥、管网污泥和工业污泥，其中市政污泥是数量最大的一类，主要是来自于市政污水处理厂，而工业污泥主要来源于化工、印染等企业的自备污水处理厂，尽管市政污泥和工业污泥的成分不完全相同，但都含有一定的生物能，通过燃烧可以释放出一定的热量，统称为含能污泥，这类污泥不同于其它的固体废弃物，它有以下几个主要特征：（1）含水率高，达到80%以上，这部分水分靠自然很难分离，不进行脱水处理，不能燃烧，转移运输成本高，堆放占地面积大，渗液会污染土地，造成新的二次污染；（2）微生物、病原体含量高，若不加以处理，直接作肥料施用或弃置，可能会污染食物链；（3）恶臭，同时向大气排放温室气体，可造成环境污染，加剧温室效应；（4）含有重金属，如果不加控制作农田林地肥料施用，可能污染土壤，造成不可逆转的耕地退化。

目前人们对污泥的危害认识还不到位，重视不够，常常将污泥随意弃置，造成土壤的重金属积累超标、土地板结，人类居住环境和食物无意中被污染和破坏。如何妥善地处理污水厂的污泥，一直是全球共同关注的课题。纵观国内外，比较成熟的污泥处置方法一般有燃烧法（焚烧炉焚烧和流化床炉燃烧发电）、堆肥法、卫生填埋等几种。燃烧处理成本昂贵，在日本和欧美较为普遍，日本有61%的污泥采用燃烧处理；堆肥成本较低，但技术要求高，产品销售有一定的障碍；卫生填埋是目前国内大多数污水处理厂污泥处理均采用的办法，该方法可有效防止氮、磷和重金属污染地下水，但要占用极其宝贵的土地资源，对残留资源的回收很少或几乎不回收，且填埋场的建设投资也较大。面对众多的污泥利用方案，根据“环境卫生安全、资源回收、资源投入产出比和收益影响比”四个方面评估污泥利用方案的优劣，将含能污泥与煤掺烧作为燃煤热电厂的燃料而燃烧发电，是污泥无害化处理和有效利用的一种较理想的途径，符合循环经济理论中“减量化、再利用、再循环”的原则，具有较高的经济效益、环境效益和社会效益，具有广阔的应用前景。

燃烧的前提条件是污泥的脱水干化，而污泥含有大量的孔隙水，将水保持在孔隙内，而渗透率较低，一般的暴晒、真空等脱水方法均效果不佳，现在工业生产实际中应用的热源烘干脱水法，能量消耗大且设备成本太高，因此采用电渗脱水是目前投资少、有效、易实现的实用方法之一。由于含能污泥与土壤成分和特性的不同，按照电渗在土体脱水中的应用工艺进行污泥脱水完全行不通。主要存在以下一些问题：（1）竖直埋设于污泥中的钢筋电极，在通电后的极短时间内，阳极处的污泥由于水分子向阴极迁移，又由于自然渗透系数低，周围水分子不能补充，污泥体积收缩，阳极周围形成空气层和干裂污泥绝缘层，使电渗电流急剧下降，电渗作用消失；（2）由于污泥中的水分有工业污水，在电渗过程中阳极既发生电解又遭受腐蚀，阳极消耗加快，而剥离下的氢氧化合物加剧了阳极周围绝缘层形成的速率，也加快了电渗电流的急剧下降；（3）在通电后的极短时间内，由于阳极与污泥的接触电阻迅速增大，使电渗电压的大部分降在接触电阻上，使发热加剧，电渗的成本加大，甚至使电渗不能进行。

发明内容

本发明提供一种有效除去污泥中水分的电渗方法及与其配套的实现含能污泥脱水的电渗装置。

本发明是通过下述技术方案实现的：一种含能污泥脱水的电渗方法，包括以下步骤：

（1）、对污泥进行第一轮电渗，随着电渗的进行，电流不断减小，当减小到一定数值时，停止电渗；

（2）、对污泥进行破碎搅拌；

（3）、对污泥进行第二轮电渗，随着电渗的进行，电流不断减小，当减小到一定数值时，停止电渗；

在所述第一轮电渗和第二轮电渗的同时，采用真空将汇聚到阴极的水抽出。

所述第一轮电渗的初始电压的设定值为20-40伏，当电流减小到初始电流的10%时停止电渗，所述第一轮电渗用时5-10分钟，将污泥的含水率从80%以上降至60%。

所述第二轮电渗的初始电压的设定值为40-60伏，当电流减小到初始电流的10%时停止电渗，所述第二轮电渗用时3-5分钟，将污泥的含水率从60%降至50%以下。

所述第一轮电渗和第二轮电渗采用恒压电渗或者脉冲电压电渗。

所述第二轮电渗之后，再对污泥进行破碎搅拌，也可进行第三轮电渗，随着电渗的进行，电流不断减小，当减小到一定数值时，停止电渗。