CN104003599A - 真空过滤联合电脱水污泥处理系统 - Google Patents

Abstract

真空过滤联合电脱水污泥处理系统，包括双层真空脱水桶、桶盖、滤袋、真空泵、阴极放电电极、阳极放电电极、电源、电缆一、电缆二。本发明公开的技术方案利用双层脱水桶、桶盖、滤袋、真空泵作为真空过滤脱水系统对污泥进行真空过滤脱水处理，同时利用阴极放电电极、阳极放电电极、电源、电缆一、电缆二作为电脱水系统对污泥进行电脱水处理，具有设备和运营成本低、处理效率高、处理效果好以及能够实现同时对大量污泥进行处理的优点。

Description

真空过滤联合电脱水污泥处理系统

技术领域

本发明涉及环保行业中的污泥处理技术，尤其是一种真空过滤联合电脱水污泥处理系统的产品技术。

背景技术

污泥脱水处理是环保行业的一项重要工作内容。对在处理工业污水、市政污水的过程中产生的大量污泥如何以高效、节能、环保的方式进行脱水处理一直是环保行业的一项重大的技术课题。传统的污泥脱水技术主要是通过板框式或带式或叠螺式或离心式等脱水机械对污泥进行机械脱水，其缺点是：1）、作业效率低，不能同时对数量大的污泥进行脱水处理；2）、脱水效果差，脱水处理后的污泥含水率仍然保持在80%左右；3）、脱水成本高，不仅要购置大量的价格昂贵的机械设备，而且在脱水过程中需要消耗大量的能源。

近年来，对污泥脱水处理的新技术有了很多的探索，其中真空过滤脱水以及以电渗透、电脉冲以及静电脱水为代表的电脱水处理技术均有专利申请或文献记载，而真空过滤技术联合机械脱水技术已有部分应用。

公知的真空过滤脱水或电脱水技术，要么是单独使用真空过滤脱水或电脱水处理技术进行污泥脱水处理，要么是与机械脱水技术结合使用。

 环保行业中的污泥脱水与软基处理工程建设中的排水固结在技术上的机理基本一致。在软基处理工程建设中，真空预压排水固结技术在对大面积的普通粘土地基进行排水固结软地基处理施工时具有成本低、效率高、效果好的优点，是技术成熟、应用广泛的工程技术。但在真空预压技术在处理有机质含量高且渗透率极低的淤泥质土时普遍存在土体中的毛细排水通道堵塞严重从而大大降低了排水固结的效果。而以电渗透、电脉冲以及静电脱水为代表的电脱水处理技术无论是在环保行业还是在软地基处理行业都有大量的实验结果能够证明其在土体中产生的电渗、电泳、电离、电解以及空化效应中仅电解效应具有一定的直接排水作用，而电渗、电脉、电离、空化效应的主要作用是有效排除土体中的毛细通道堵塞现象，加快土体中水的渗流速度，同时还能起到去除土体中的重金属物质、杀灭有害细菌、改善土质的作用。

环保行业处理的污泥和软基处理行业处理的淤泥相比具有同样极低的渗透率，而污泥中的有机质含量则更高，在脱水处理时更容易堵塞毛细排水通道。根据污泥渗透率极低且有机质含量高的特点，以及根据真空过滤脱水及电脱水处理技术的原理和特点，单独使用真空过滤脱水或电脱水处理技术进行污泥脱水处理时的脱水效果一般；而将真空过滤脱水或电脱水处理技术和机械脱水技术结合使用时虽然能显著提高污泥处理的脱水效果但处理成本比单独使用机械脱水技术的处理成本更高，其经济性更差。

如果将真空过滤的污泥脱水处理技术与电脱水的污泥处理技术相结合使用，电脱水处理技术恰好能弥补真空过滤技术进行污泥脱水处理时的不足，不仅能有效排除污泥堵塞现象，显著提高污泥脱水的效率和效果，而且还能起到去除污泥中的重金属物质、杀灭污泥中的有害细菌、改善污泥的环保质量的作用。由于能显著提高污泥脱水处理的速度，将真空过滤污泥脱水处理技术与电脱水处理技术相结合使用时仍然能保持较低的污泥脱水处理成本。

本发明的发明人在申请号为2014101706572的真空过滤及电脱水污泥处理法的中国专利申请中公开了一种真空过滤脱水的污泥处理技术和电脱水的污泥处理技术相结合的真空过滤及电脱水污泥处理法的方法技术，该方法技术是在对密封体内的污泥进行真空过滤脱水处理的同时在污泥的周围设置阴极放电电极并在污泥的中部设置阳极放电电极从而对污泥进行电脱水处理。本发明基于上述专利申请中公开的方法技术进一步公开一种能够实现该方法技术基本原理的产品技术方案，即真空过滤联合电脱水污泥处理系统的技术方案。

本发明的主要技术原理和技术优势是：利用双层真空脱水桶的外层桶体和内层桶体之间的内部空间对内层桶体内的污泥进行真空过滤脱水处理，在对污泥进行真空过滤脱水处理的同时利用设于污泥周围的阴极放电电极和设于污泥中部的阳极放电电极形成环形电场并对污泥进行电脱水处理，因此首先，本发明将真空过滤作为污泥脱水的主要手段，利用了真空过滤技术的快速高效、节能环保和能同时对大量的污泥进行脱水处理的技术优势；第二，通过电脱水处理期间产生的电渗和电泳效应能使污泥中的带阳极性的自由水向阴极放电电极运动从而通过真空过滤处理排出，并使污泥中带阴极性的有机质胶体和细小的固体颗粒向污泥中部的阳极放电电极运动从而不会堵塞自由水的毛细排水通道；第三，电脱水处理期间产生的电离效应还能改变污泥中胶体、固体颗粒、吸附水和结合水的电极性，使污泥中的部分吸附水和结合水转化为自由水并通过真空过滤排出；第四，电脱水处理期间产生的电解效应具有一定的脱水效果，且电解效应使污泥中的部分水被电解成为氢气和氧气气体，在真空负压力的作用下气体的运动会在污泥中形成排出自由水的新的毛细排水通道；第五，当使用高压电脉冲或高压静电进行污泥的电脱水处理时，在污泥中还会产生空化效应，水中的微小气泡会急速扩张和溃灭，在水中形成激波或高速微射流，从而进一步加快自由水的流速并扩张自由水的毛细排水通道；最后，电脱水处理技术通过去除污泥中的重金属离子和杀灭污泥中的有害细菌还有显著提高污泥处理的环保效能。

与现有的污泥处理技术相比，本发明公开的真空过滤联合电脱水污泥处理系统的产品技术具有设备和运营成本低、处理效率高、处理效果好以及能够实现同时对大量污泥进行处理的优点。

发明内容

本发明的技术方案如下。

真空过滤联合电脱水污泥处理系统，包括双层真空脱水桶、桶盖、滤袋、真空泵、阴极放电电极、阳极放电电极、电源、电缆一、电缆二，其特征是：所述的双层真空脱水桶为内层桶体和外层桶体组合形成的双层桶体结构，其内层桶体的桶口和外层桶体的桶口闭合使内层桶体和外层桶体连为一体，其外层桶体的下部或底部设有水气出口，其内层桶体上设有若干个滤孔；所述的桶盖设于双层真空脱水桶的桶口的上方；所述的滤袋设于内层桶体的桶腔内，预处理的污泥置于滤袋内；所述的真空泵连接水气出口；所述的阴极放电电极为由导电材料制成的内层桶体或为设于内层桶体上的若干个导电体；所述的阳极放电电极为棒状或管状的导电体，其垂直向设于内层桶体的桶腔的中部，其上端固定在桶盖的中部且其下端到内层桶体的底部的距离≥50mm，或其下端固定在内层桶体的底部的中部；所述的电源的阴极通过电缆一连接阴极放电电极，电源的阳极通过电缆二连接阳极放电电极。

在真空过滤联合电脱水污泥处理系统中，利用双层脱水桶、桶盖、滤袋、真空泵作为真空过滤脱水系统对污泥进行真空过滤脱水处理，同时利用阴极放电电极、阳极放电电极、电源、电缆一、电缆二作为电脱水系统对污泥进行电脱水处理。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统还包括水气分离罐、抽水装置、真空管路一、真空管路二，所述的真空管路一连接双层真空脱水桶的水气出口和水气分离罐的中部或上部，所述的真空管路二连接真空泵和水气分离罐的上部或顶部，所述的抽水装置为设于水气分离罐的下部或底部的潜水泵或为设于水气分离罐的外部并通过抽水管与水气分离罐的下部或底部连接的抽水泵。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的阴极放电电极为由设有若干个滤孔的不锈钢板制成的内层桶体。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的双层真空脱水桶的外层桶体的桶壁和内层桶体的桶壁之间设有若干个金属加强支架。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的双层真空脱水桶的外层桶体的桶腔和内层桶体的桶腔的横截面均为圆形，内层桶体的桶腔的横截面的直径为500～2000mm，双层真空脱水桶的高度为1000～3000mm。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的桶盖与双层脱水桶的桶口之间设有密封件。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的阳极放电电极的上端固定在桶盖的中部时，其与桶盖之间设有绝缘体一，或桶盖为绝缘材料；阳极放电电极的下端固定在内层桶体的底部的中部时其与内层桶体的底部之间设有绝缘体二。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的电源为直流电源或脉冲电源或静电电源。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的电源设有定时开关或转换开关。

本发明的一个优选的技术方案是：所述的真空泵同时连接多个双层真空脱水桶的水气出口，或所述的电源同时连接多个阴极放电电极和阳极放电电极。

附图说明

附图1是真空过滤联合电脱水污泥处理系统的示意图。

附图2是设有若干个滤孔的不锈钢板制成的内层桶体的示意图。

附图1、附图2中，1为双层真空脱水桶，2为桶盖，3为滤袋，4为真空泵，5为阴极放电电极，6为阳极放电电极，7为电源，8为电缆一，9为电缆二，10为内层桶体，11为外层桶体，12为水气出口，13为污泥，14为水气分离罐，15为抽水泵，16为真空管路一，17为真空管路二，18为抽水管，19为金属加强支架，20为密封件，21为滤孔，22为不锈钢板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图1或附图2进一步说明本发明公开的真空过滤联合电脱水污泥处理系统的产品技术的具体的实施方式。

根据本发明的技术方案，真空过滤联合电脱水污泥处理系统包括双层真空脱水桶1、桶盖2、滤袋3、真空泵4、阴极放电电极5、阳极放电电极6、电源7、电缆一8、电缆二9。所述的双层真空脱水桶1为内层桶体10和外层桶体11组合形成的双层桶体结构，其内层桶体10的桶口和外层桶体11的桶口闭合使内层桶体10和外层桶体11连为一体，其外层桶体11的下部或底部设有水气出口12，其内层桶体10上设有若干个滤孔21；所述的桶盖2设于双层真空脱水桶1的桶口的上方；所述的滤袋3设于内层桶体10的桶腔内，预处理的污泥13置于滤袋3内；所述的真空泵4连接水气出口12；所述的阴极放电电极5为由导电材料制成的内层桶体10或为设于内层桶体10上的若干个导电体；所述的阳极放电电极6为棒状或管状的导电体，其垂直向设于内层桶体10的桶腔的中部，其上端固定在桶盖2的中部且其下端到内层桶体10的底部的距离≥50mm，或其下端固定在内层桶体10的底部的中部；所述的电源7的阴极通过电缆一8连接阴极放电电极5，电源7的阳极通过电缆二9连接阳极放电电极6。本实施例中，外层桶体11的底部设有水气出口12，阴极放电电极5为由导电材料制成的内层桶体10，阳极放电电极6为棒状的导电体，阳极放电电极6的上端固定在桶盖2的中部且其下端到内层桶体10的底部的距离≥50mm。

根据本发明的一个优选的技术方案，所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统还包括水气分离罐14、抽水装置、真空管路一16、真空管路二17，所述的真空管路一16连接双层真空脱水桶1的水气出口12和水气分离罐14的中部或上部，所述的真空管路二17连接真空泵4和水气分离罐14的上部或顶部，所述的抽水装置为设于水气分离罐14的下部或底部的潜水泵或为设于水气分离罐14的外部并通过抽水管18与水气分离罐14的下部或底部连接的抽水泵15。本实施例中，真空管路一16连接双层真空脱水桶1的水气出口12和水气分离罐14的中部，真空管路二17连接真空泵和水气分离罐14的顶部，抽水装置为设于水气分离罐14的外部并通过抽水管18与水气分离罐14的下部连接的抽水泵15。

根据本发明的一个优选的技术方案，本实施例中，阴极放电电极5为由设有若干个滤孔21的不锈钢板22制成的内层桶体10。

根据本发明的一个优选的技术方案，本实施例中，双层真空脱水桶1的外层桶体11的桶壁和内层桶体10的桶壁之间设有若干个金属加强支架19。

根据本发明的一个优选的技术方案，双层真空脱水桶1的外层桶体11的桶腔和内层桶体10的桶腔的横截面均为圆形，内层桶体10的桶腔的横截面的直径为500～2000mm，双层真空脱水桶1的高度为1000～3000mm。本实施例中，内层桶体10的桶腔的横截面的直径为1200mm，双层真空脱水桶1的高度为2000mm。

根据本发明的一个优选的技术方案，本实施例中，桶盖2与双层脱水桶1的桶口之间设有密封件20。

根据本发明的一个优选的技术方案，阳极放电电极6的上端固定在桶盖2的中部时，其与桶盖2之间设有绝缘体一，或桶盖2为绝缘材料；阳极放电电极6的下端固定在内层桶体10的底部的中部时其与内层桶体10的底部之间设有绝缘体二。本实施例中，阳极放电电极6的上端固定在桶盖2的中部，桶盖2为绝缘材料。

根据本发明的一个优选的技术方案，所述的电源7为直流电源或脉冲电源或静电电源。本实施例中，电源7为静电电源，电源7的输出电压为10000V～30000V可调电压。

Claims (10)

1.真空过滤联合电脱水污泥处理系统，包括双层真空脱水桶、桶盖、滤袋、真空泵、阴极放电电极、阳极放电电极、电源、电缆一、电缆二，其特征是：所述的双层真空脱水桶为内层桶体和外层桶体组合形成的双层桶体结构，其内层桶体的桶口和外层桶体的桶口闭合使内层桶体和外层桶体连为一体，其外层桶体的下部或底部设有水气出口，其内层桶体上设有若干个滤孔；所述的桶盖设于双层真空脱水桶的桶口的上方；所述的滤袋设于内层桶体的桶腔内，预处理的污泥置于滤袋内；所述的真空泵连接水气出口；所述的阴极放电电极为由导电材料制成的内层桶体或为设于内层桶体上的若干个导电体；所述的阳极放电电极为棒状或管状的导电体，其垂直向设于内层桶体的桶腔的中部，其上端固定在桶盖的中部且其下端到内层桶体的底部的距离≥50mm，或其下端固定在内层桶体的底部的中部；所述的电源的阴极通过电缆一连接阴极放电电极，电源的阳极通过电缆二连接阳极放电电极。

2.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：还包括水气分离罐、抽水装置、真空管路一、真空管路二，所述的真空管路一连接双层真空脱水桶的水气出口和水气分离罐的中部或上部，所述的真空管路二连接真空泵和水气分离罐的上部或顶部，所述的抽水装置为设于水气分离罐的下部或底部的潜水泵或为设于水气分离罐的外部并通过抽水管与水气分离罐的下部或底部连接的抽水泵。

3.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：所述的阴极放电电极为由设有若干个滤孔的不锈钢板制成的内层桶体。

4.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：所述的双层真空脱水桶的外层桶体的桶壁和内层桶体的桶壁之间设有若干个金属加强支架。

5.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：所述的双层真空脱水桶的外层桶体的桶腔和内层桶体的桶腔的横截面均为圆形，内层桶体的桶腔的横截面的直径为500～2000mm，双层真空脱水桶的高度为1000～3000mm。

6.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：所述的桶盖与双层脱水桶的桶口之间设有密封件。

7.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：所述的阳极放电电极的上端固定在桶盖的中部时，其与桶盖之间设有绝缘体一，或桶盖为绝缘材料；阳极放电电极的下端固定在内层桶体的底部的中部时其与内层桶体的底部之间设有绝缘体二。

8.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：所述的电源为直流电源或脉冲电源或静电电源。

9.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：所述的电源设有定时开关或转换开关。

10.如权利要求1所述的真空过滤联合电脱水污泥处理系统，其特征是：所述的真空泵同时连接多个双层真空脱水桶的水气出口，或所述的电源同时连接多个阴极放电电极和阳极放电电极。