CN104150740A - 真空预压联合电渗的双池式污泥脱水技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥脱水的处理方法，特别是一种采用双池式脱水系统、真空预压联合电渗脱水污泥的方法，能够高效、快速的实现污泥脱水。脱水系统如附图所示，通过双池的特殊设计，外池高于内池，高出部分用作密封墙。在内池侧壁布置脱水口，外池侧壁下部设置排水口。并在内池侧壁及底部布置电极铜网，外池排水口连接真空泵，实现真空预压联合电渗，内池脱水，外池排水的技术思路。本发明利用特殊脱水池设计，很好的避免了已有的污泥脱水技术的诸多缺陷，能较为快速、高效的脱水污泥。

Description

真空预压联合电渗的双池式污泥脱水技术

技术领域：

本发明涉及一种污泥脱水的处理方法，特别是一种采用双池式脱水系统、真空预压联合电渗脱水污泥的方法，属于污泥处理领域的创新技术。

背景技术：

污泥是污水处理厂处理污水过程中的副产物，产量巨大，成分复杂，若处理不好，很容易会造成对环境的二次污染。污泥处理的原则是减量化、稳定化、无害化和资源化。因此，污泥的减量化无疑是污泥后续处理的关键，而污泥减量化最直接有效地方法是脱水。目前国内外主要的污泥脱水方法为自然干化脱水、机械脱水、絮凝脱水、超声波脱水、热水解脱水、电渗析脱水。

以上主流脱水方法存在着自身的局限性：自然干化法需要大面积的场地，而且在干化期间污泥散发出的恶臭对附近居民的影响很大；机械脱水虽然已经占据着主导地位，但其耗能大、处理成本高，且脱水后的污泥的含水率不都能满足后续处理的要；絮凝脱水成本比较高，一些絮凝剂还可能存在生态安全隐患；超声破脱水高强度、长时间(几个小时)处理，使污泥的脱水性降低；热水解脱水的高压会使设备成本增加，且有安全隐患，投加酸或者碱等化学药剂能加速水解，降低反应温度，但强烈腐蚀设备，成本也较高；电渗析脱水两个电极端脱水速率不同致使两极端电阻率不同和电压不均，导致电渗析无法彻底进行。

本发明考虑污泥本身特性、脱水效果及周边环境问题，设计出双池式脱水系统，采用真空预压联合电渗对污泥进行脱水处理。

发明内容：

污泥在处理过程中会遇到以下问题：(1)污泥会产生臭味，如不采取相应的措施会严重干扰附近居民的日常生活；(2)污泥脱水处理过程中常遇到“淤堵”而效率下降；(3)在污泥固结的过程中会产生大量的渗滤液，如处理不好，渗滤液则会渗入地下，导致地下水被污染，危害居民的身体健康；(4)真空预压一般用于软地基处理，排水方式多为顶部排水(插排水板)，把真空预压法引入污泥脱水会产生两个问题，一是污泥脱水系统需要重复使用，插排水板无疑使得工作繁琐；二是顶部排水增加了脱水难度。针对以上问题，本发明考虑设计永久性新型双池式脱水系统(内池侧壁脱水，外池下部排水)，采用真空预压联合电渗对污泥进行脱水处理。

脱水系统的“双池”具体设计如下：根据具体污泥产量设计双池(见图1)。外池规格为a×a×(b+c)(m³)，内池规格为a₁×a₁×b(m³)，池壁厚度原则上是越厚越好(强度越高)，可根据污泥生产量来确定其厚度，池底用混凝土封底，池壁砌砖，并在池壁上粉刷水泥和防水涂料，防止其渗水。外池相对内池高出的一部分，用作密封墙，有助于整个真空预压系统的密封性。图1各部分具体功能说明如下：

1.外池。用于系统的密封及储存由内池脱出的污水。

2.内池。储存待处理污泥、装置电渗系统及固液分离滤布。

3.脱水口。连接真空泵、排水。

整个脱水系统包括以下几个部分：内池脱水系统、外池排水及抽真空系统、电渗系统及密封系统。各系统具体设计如下：

1.内池脱水系统

为增大污泥脱水面积，且方便操作，摒弃了传统真空预压系统污泥顶部插排水板的方式，在内池侧壁设计一系列圆形脱水口，并在内池侧壁表面铺设滤布防止污泥经由脱水口进入外池，考虑到污泥具有流动性，随着深度的增加滤布承受的压力会越来越大，脱水口直径的设计采用上大下小的形式(见图2)。根据内池大小，设计m×n个脱水口，如图2所示，4、5、6、7号脱水口的直径分别为d₁₁、d_1n、d_m1、d_mn(d₁₁＝d_m1，d_1n＝d_mn)，并且有d_i1＝d_i2＝......＝d_in，d_1j＜d_2j＜......＜d_mj。

为方便电极网的安置，内池侧壁脱水口处设计有直径略大于脱水口直径的圆形凹槽，脱水口相互之间有直线凹槽方便圆形电极网的相连，相应的，内池底部也设有网状凹槽方便安置阳极电极网。

2.外池排水及抽真空系统

不同于现有真空预压的排水系统从顶部排水的方式，本发明在外池距离底部高度为h(h越小，越利于污水排出)处设计直径为d_p(m)的排水口，抽真空设备直接与排水口相连(见图1)，脱出的污水在自重及真空作用下更易排出。

3.电渗系统

本发明的电渗系统选用直流电源，电极选用铜网。阳极铜网呈四边形网格状，规格为e×e(m)，网格划分与内池底部网格直线凹槽相对应，埋设在内池底部(见图3)。阴极铜网呈圆形网状，与内池侧壁圆形凹槽相应，安置于内池四壁，同一侧壁的圆形电极铜网用铜线串联(见图4)。

图3中各部分功能说明如下：

8.圆形电极网：与内池侧壁的圆形凹槽大小相对应，主要用于防止脱水口“淤堵”和提高脱水效率。

9.圆形电极网连接线：使内池侧壁(单面)的电极铜网串联。

10.接电源线：接入直流电源阴极，也可以与内池侧壁其他面的电极网实现串联、并联及混联，改变电渗路径，充分利用电渗作用。

图4中各部分功能说明如下：

11.四边形网格状电极铜网：铺设在内池底部，网格分布与内池底部的网格状凹槽相对应，用作电渗系统阳极。

12.接电源线：接入直流电源阳极。

4.密封系统

密封系统主要由密封墙、土工布及密封膜组成。本发明中，外池高出内池的部分作为密封墙，表面铺有橡胶板，可用粘胶剂将密封膜粘在橡胶板上，形成密封系统。本发明的密封墙为永久性设施，可重复利用，铺在上面的橡胶板可以视老化情况进行更换。密封膜的材料为聚氯乙烯薄膜，与常规的真空预压施工所用的薄膜一样；在铺设薄膜之前，为防止场地中的尖锐物体将其刺破，先在淤泥池面铺设一层针刺无纺土工布。操作完成后外池处于完全封闭状态，污泥处理时对外池抽真空，在电渗辅助下，污水可从排水口排出。

附图说明：

图1双池式脱水系统

图2内池侧壁脱水口布置图

图3阴极铜网布置图

图4阳极铜网布置图

具体实施方式：

(1)根据污泥产量，建好规格适当的双池式脱水系统。

(2)安装好内池底部及侧壁电极网，并在侧壁铺设滤布(防止污泥通过脱水口进入外池)。

(3)安装抽真空系统。

(4)将污泥倒入脱水系统内池中，污泥装满后，在污泥上面撒上石灰，利用了石灰遇水产生高热的特点，杀灭污泥表面的病菌和微生物，防止滋生蚊虫。

(5)在污泥上铺设土工布和密封膜，完成后，可以进行抽真空。先进行试抽，在试抽阶段全面检查密封膜，如有破漏，及时修补。正常情况下，一般膜下真空度可以迅速达到70～80kPa。

(6)接通阴、阳电极网直流电源开启电渗系统。为减弱内池底部电极网附近由于污泥的压缩固结导致电阻增大而对电渗效果的不利影响，可以通过电路实现间歇性电渗来改善。也可改变内池四个侧壁电极网的接入方式来实现电渗路径的变化，最大化电渗的效果。

(7)当污泥的含水率达到后续处理的要求时可进行卸载施工，先关闭电渗系统电源，然后停止真空泵的运行，最后拆除真空膜和排水管道。真空膜下的无纺土工布洗干净，用于下一次抽真空。挖出脱水后的污泥进行下一步处理，最后拆除滤布及电极铜网洗净维护。

Claims (8)

1.一种基于真空预压联合电渗的双池式脱水系统脱水污泥的方法，其特征是为了增大脱水面积、提高脱水效率、防止“淤堵”及恶臭扩散，设计了双池式脱水系统，并采用真空预压联合电渗的方法对污泥进行脱水。

2.根据权利1所要求的双池式脱水系统，其特征在内池用于脱水及电渗系统的安置，外池用于排水及真空预压密封系统。

3.根据权利2的要求，其特征在于在内池侧壁布置的脱水口，大大增大了污泥的脱水面积，且充分利用了污泥在自重下的固结排水效应。

4.根据权利3的要求，其特征在于内池侧壁脱水口直径设计成“上大下小”的形式，并在侧壁表面铺设固液分离滤布，防止污泥在自重作用下经由脱水口侧向挤入外池。

5.根据权利2的要求，其特征在于在内池侧壁排水口处设有直径略大于排水口的凹槽，用于安置阴电极网，内池底部设计网格状直线凹槽用于安置阳电极网，通过电渗作用提高脱水效率及预防“淤堵”。

6.根据权利2的要求，其特征在于内池侧壁四面的电极铜网可以通过串联、并联及混联接入电路，渗流路径多变，充分利用电渗的作用。

7.根据权利2的要求，其特征在于外池高于内池的部分用作密封墙，增强了真空预压系统的密封性性。

8.根据权利2的要求，其特征在于在外池侧壁下部设计排水口，连接真空泵，更利于污水的排出。