CN101891365B - 用于城市污水污泥脱水的移动电极式电渗脱水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于城市污水污泥脱水的移动电极式电渗脱水装置。它由pvc装样筒、螺杆、移动电极组、可调电压直流电源等构件组成。装样筒底部置合金固定电极板，不锈钢导电杆、尖头合金电极、有机玻璃上板和螺母组成的移动电极组与装样筒中央的螺杆转动连接。装样筒装入污泥后接通电源、以固定转速转动螺杆使移动电极组匀速下降，同步调压维持电极间电压梯度进行电渗脱水。本发明可解决固定电极电渗处理方法中已脱水试样含水率降低电阻上升、消耗电压增加，电渗效率下降的问题，含水率80％的出厂污泥，根据电渗特性选择电压与电极移动速率，处理后含水率可降至60％～70％，处理每方湿污泥能耗约120kwh。
Description
技术领域
本发明涉及移动电极式电渗脱水装置，尤其是涉及一种用于城市污水污泥脱水的移动电极式电渗脱水装置。
背景技术
我国城市污水污泥的产量已达1900万吨/年(按含固率20％计算)。初生污泥的含水率高达95％，脱水处理可显著降低污泥体量，进而降低后续的处理、处置成本，是污泥处理处置的关键环节。由于污泥水力渗透系数低，目前常用的机械脱水方法的脱水效果只能达80％左右含水率，仍有较大的脱水空间。电渗脱水是利用电渗现象对污泥进行脱水的处理技术，电渗是颗粒表面扩散双电层中的反离子在电场力作用下迁移并带动水分子由阳极移向阴极产生的渗流，电渗流能有效去除包含毛细与吸附水在内的水分，且污泥的电渗透系数远高于水力渗透系数，故电渗脱水被认为是一种高效的脱水方法。目前国内外对污泥电渗脱水均采用固定电极的电渗处理方式，处理过程中已脱水污泥含水率降低、电阻增加致使消耗电压增加，导致电渗效率逐渐衰减且能耗较高。上述不足使污泥电渗脱水技术难以应用推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于城市污水污泥脱水的移动电极式电渗脱水装置。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括带手把的螺杆、有机玻璃上板、有机玻璃杆、底部带有隔层的pvc装样筒、多根支撑杆、可调电压直流电源、多根不锈钢导电杆、多个尖头合金电极、合金固定电极板和土工织物反滤层；在pvc装样筒的隔层上表面从下至上依次铺有土工织物反滤层和合金固定电极板，pvc装样筒的隔层上表面和合金固定电极板上开有等分分布的通孔，pvc装样筒的外壁等分安装多根支撑杆，有机玻璃上板套在多根支撑杆中，带手把的螺杆与有机玻璃上板中心的螺母转动连接，螺杆的下端连接有机玻璃杆，有机玻璃杆的下端置于pvc装样筒底部中心的轴承上，有机玻璃上板开有等分分布的的通孔，每个尖头合金电极均安装在各自不锈钢导电杆下端，每根不锈钢导电杆上端固定有机玻璃上板孔中，可调电压直流电源的正、负极分别连接各根不锈钢导电杆和合金固定电极板，由不锈钢导电杆、有机玻璃上板、有机玻璃上板中心固定的螺母和尖头合金电极组成的移动电极组，在带手把的螺杆转动时，能沿螺杆作上下升降运动。
本发明具有的有益效果是：
1)设计的移动电极组可通过转动螺杆升降、从而改变正负电极间距，在脱水过程中逐渐将正极移向负极，使电场逐步越过已脱水后的高阻抗污泥，将电能作用于未脱水污泥，可解决电渗处理中污泥含水率降低、电阻增加消耗电压的问题，使电压充分用于电渗、实现脱水。
2)本发明中的正负电极连接可调电压直流电源供电，处理过程中随电极间距的减小同步降低加载电压、保持电极间的电压梯度不变，可以恒定电场强度维持电渗流。
3)装样筒底部设开孔隔层，其上铺有土工织物，起反滤排水作用，脱除水可由筒底隔层排出。
4)本发明采用移动电极结合调节电压以维持电场强度的电渗脱水方法，可维持电渗效率，并实现均一的脱水效果，含水率80％左右的出厂污泥，根据其电渗特性选择适宜的电压与电极移动速率，电渗脱水后可使含水率降至60％～70％。
附图说明
图1是移动电极式电渗脱水装置示意图。
图2是电渗脱水处理中、移动电极组移动过程示意图。
图中：1、手把，2、有机玻璃上板，3、螺杆，4、有机玻璃杆，5、轴承，6、底部带有隔层的pvc装样筒，7、支撑杆，8、导线，9、可调电压直流电源，10、螺母，11、不锈钢导电杆，12、尖头合金电极，13、合金固定电极板，14、土工织物反滤层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括带手把1的螺杆3、有机玻璃上板2、有机玻璃杆4、底部带有隔层的pvc装样筒6、多根支撑杆7、可调电压直流电源9、多根不锈钢导电杆11、多个尖头合金电极12、合金固定电极板13和土工织物反滤层14；在pvc装样筒6的隔层上表面从下至上依次铺有土工织物反滤层14和合金固定电极板13，pvc装样筒6的隔层上表面和合金固定电极板13上开有等分分布的通孔，pvc装样筒6的外壁等分安装多根支撑杆7，有机玻璃上板2套在多根支撑杆7中，带手把1的螺杆3与有机玻璃上板2中心的螺母10转动连接，螺杆3的下端连接有机玻璃杆4，有机玻璃杆4的下端置于pvc装样筒6底部中心的轴承5上，有机玻璃上板2开有等分分布的的通孔，每个尖头合金电极12均安装在各自不锈钢导电杆11下端，每根不锈钢导电杆11上端固定有机玻璃上板2孔中，可调电压直流电源9的正、负极分别用导线8连接各根不锈钢导电杆11和合金固定电极板13，由不锈钢导电杆11、有机玻璃上板2、有机玻璃上板2中心固定的螺母10和尖头合金电极12组成的移动电极组，在带手把1的螺杆3转动时，能沿螺杆3作上下升降运动。尖头合金电极12采用梅花形布置，相邻尖头合金电极12的间距为15cm。
本发明的工作原理及操作方法如下：
如图1、图2所示，使用本发明对污泥进行电渗脱水处理前需转动手把1提升移动电极组至螺杆3顶端，将被处理污泥装入底部带有隔层的pvc装样筒后，再转动手把1使移动电极组下降、尖头合金电极12接触污泥后接通可调电压直流电源9开始电渗脱水处理。处理过程如图2所示，需以固定转速转动手把1使移动电极组匀速下降，并同步降低可调电压直流电源9的输出电压、保持电极间的电压梯度不变(处理前需试验测试污泥电渗特性以选取适宜的加载电压梯度与电极移动速率)。电渗脱除水分通过pvc装样筒6底部隔层排出，当尖头合金电极12接近污泥底部时关闭可调电压直流电源9，电渗脱水处理过程结束。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种用于城市污水污泥脱水的移动电极式电渗脱水装置，其特征在于：包括带手把(1)的螺杆(3)、有机玻璃上板(2)、有机玻璃杆(4)、底部带有隔层的pvc装样筒(6)、多根支撑杆(7)、可调电压直流电源(9)、多根不锈钢导电杆(11)、多个尖头合金电极(12)、合金固定电极板(13)和土工织物反滤层(14)；在pvc装样筒(6)的隔层上表面从下至上依次铺有土工织物反滤层(14)和合金固定电极板(13)，pvc装样筒(6)的隔层上表面和合金固定电极板(13)上开有等分分布的通孔，pvc装样筒(6)的外壁等分安装多根支撑杆(7)，有机玻璃上板(2)套在多根支撑杆(7)中，带手把(1)的螺杆(3)与有机玻璃上板(2)中心的螺母(10)转动连接，螺杆(3)的下端连接有机玻璃杆(4)，有机玻璃杆(4)的下端置于pvc装样筒(6)底部中心的轴承(5)上，有机玻璃上板(2)开有等分分布的的通孔，每个尖头合金电极(12)均安装在各自不锈钢导电杆(11)下端，每根不锈钢导电杆(11)上端固定有机玻璃上板(2)孔中，可调电压直流电源(9)的正、负极分别连接各根不锈钢导电杆(11)和合金固定电极板(13)，由不锈钢导电杆(11)、有机玻璃上板(2)、有机玻璃上板(2)中心固定的螺母(10)和尖头合金电极(12)组成的移动电极组，在带手把(1)的螺杆(3)转动时，能沿螺杆(3)作上下升降运动。
2.根据权利要求1所述的一种用于城市污水污泥脱水的移动电极式电渗脱水装置，其特征在于：所述尖头合金电极(12)直径为1cm，采用梅花形布置，相邻尖头合金电极(12)的间距为15cm。
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