[发明专利]一种污泥分层电渗脱水装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥分层电渗脱水装置及使用方法，属于污泥脱水技术领域。

背景技术

随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水的产生及其数量在不断增长。污泥是污水处理后的附属品、是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥量通常占污水量的0.3%～0.5%（体积）或者约为污水处理量的1%～2%（质量），大量污泥正逐步成为环境污染源。

污泥的含水量可高达99%以上，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态，很难通过沉降进行固液分离。污泥的高含水率特征造成污泥体积大、运输困难、处理费用高昂等问题。因此，只有降低污泥的含水率，提高污泥的干固体含量，增加力学稳定性，才能为污泥的后续处理提供条件。

污泥中水除了一部分以结晶水的形式紧紧吸附于固体颗粒的晶格内部外，还存在吸着水和自由水两大类。吸着水是由污泥颗粒表面电分子力作用吸附在污泥颗粒表面的一层水，细颗粒的表面都带有净负电荷，在其周围产生电场作用使水分子极化，它比普通水有较大的粘滞性，较小的能动性和不同的密度。自由水可分为毛细管水和重力水，毛细管水存在于相互贯通的弯曲孔道，在污泥表面张力的作用下上升较高；重力水与普通水一样，具有溶解能力，能传递净水和动水压力，对污泥有浮力作用。现有的脱水方法主要有自然干化法、机械脱水法和造粒脱水法等，可以去除部分自有水，脱水后的污泥含水量仍高达70%以上，不能达到要求。

电渗脱水可以排除污泥中的吸着水、自由水及弱结合水，是污泥脱水的有效方法。应用水平电场进行污泥脱水，在电渗过程中电极附近会产生大量裂缝，阳极附近的污泥因失水变得干燥，都会进一步增加界面电阻，丧失脱水作用。中国专利（公开号：CN 202543020 U）公开了一种环状电场与压力协同作用的污泥脱水造粒装置，两电极间距即脱水污泥层的厚度在2mm～20mm之间，存在处理效率过低的问题，电渗脱水与机械压滤脱水相结合的方式，存在污泥电渗脱水不充分，压力分布不均，耗能高等不足；污泥电渗脱水能耗过高的原因之一是采用金属电极，金属电极的腐蚀在提高电极接触电阻的同时也严重减小了使用寿命，中国专利（公开号：CN 102720182 A）公开了一种可导电的塑料排水板可以起到排水的作用，同时避免了电极在电渗过程中的腐蚀，但该导电塑料排水板使用后难于回收，在使用过程中容易脆断。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种污泥分层电渗脱水装置，利用沿深度方向的多层电极，逐层或隔层对电极通电进行电渗脱水，在电场和重力场的共同作用下使水分逐层下移排出，可以更加快速、高效地脱除污泥中的水分，减少污泥体积，该方法低能耗、操作简单、可循环使用，为污泥的后续处理提供了条件。

本发明具体技术方案如下：

一种污泥分层电渗脱水装置，包括筒体、电极及过滤排水介质层；所述筒体底部通过法兰连接有底部端盖，所述电极设置于筒体内，所述过滤排水介质层布置于底部端盖内，所述电极以梅花形分层布置于筒体内。

所述电极为可导电塑料电极。

所述过滤排水介质层包括沙垫层、滤水管网和反滤土工布；所述滤水管网埋设在沙垫层中，所述反滤土工布铺设在沙垫层上表面。

所述滤水管网采用PPR柔性波纹滤管，所述PPR柔性波纹管周身开设通孔，所述通孔按螺旋形排列。

一种污泥分层电渗脱水装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、将底部端盖铺满沙垫层；

步骤二、在沙垫层中埋设滤水管网，在沙垫层上表面铺设两层反滤土工布；

步骤三、筒体侧壁预埋套管预留孔洞，呈梅花形布置，电极穿过预埋套管，形成沿深度方向的多层电极，在侧壁外侧通过绝缘螺帽固定电极并防止触电；

步骤四、使用法兰将底部端盖与筒体连接形成腔体；

步骤五、沿侧壁向筒体注满污泥，分层通电脱水处理；

步骤六、污泥电渗脱水完成之后，拧开电极两端的螺帽，将电极旋转抽出，污泥压饼后，拆卸法兰将底部端盖水平抽出，排出污泥。

所述步骤三中的电极之间的间距为1m～3m。

所述步骤三中的电极的通电方式为，根据阳极处污泥干燥及界面电阻变化情况，由上往下，依次逐层进行或隔层进行；待第一遍污泥分层电渗完毕后，可重复该过程进行第二遍电渗脱水，但始终保持上层电极为阳极，下层电极为阴极，使水分在竖直电场和重力场的作用下逐层下移实现对污泥的深度脱水。