CN104326641B - 一种电渗透板框污泥压缩机及处理污泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于造纸中污水、污泥处理的技术领域，具体为一种新型电渗透板框污泥压滤机及处理污泥的方法，尤其适用高级氧化产生的化学污泥处理和高有机质含量的生化污泥处理。在板框机进行完低压、高压进料、反吹、角吹过程后，在压榨过程中，对板框内的同一块污泥滤饼的两面进行通脉冲直流电，一面正极，一面负极，使滤板间所形成滤饼内的水分子进行定向移动，达到进一步脱水的目的，将化学污泥单独处理后，板框出泥干度增加，有利于后续生物质锅炉发电量的提高，而且有利于污泥压滤成本的降低，有很大的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于造纸中污水、污泥处理的技术领域，具体为一种电渗透板框污泥压滤机及处理污泥的方法，尤其适用高级氧化产生的化学污泥处理和高有机质含量的生化污泥处理。
背景技术
造纸污泥一直是制浆造纸企业面临的重大环保问题，国内污泥资源化的处理方式一般采用脱水、干化、焚烧或者填埋的工艺对污泥进行处理。随着近年来废水排放标准的提高，加强污泥的脱水、干化、提高污泥燃烧热值成为污泥资源化利用的关键。
采用板框压泥机对初沉池污泥、生化污泥、化学污泥混合后进行处理，其中化学污泥热值低，灰分高，强度低，粘度高，造成污泥压滤整体运行不稳定。为保证污泥压滤的稳定运行，降低运行成本，可对化学污泥进行单独处理，但由于化学污泥其特殊的性质，传统的板框压泥机单独用于化学污泥压滤时，会出现粘板，泥饼不易脱落、出泥不成饼、干度较低、运行成本较高等各种问题。
电渗透脱水技术是一种新开发的污泥脱水技术，它将固液分离技术和污泥自身具有的电化学性质的物理化学处理技术有机地结合起来，利用“电泳力”进行脱水。具有多种脱水处理技术所没有的许多特点，它可使活性剩余污泥的含水率降到50％以下，这是其他机械脱水法难以达到的。
电渗透脱水是给导电率较高污泥施加一定的脉冲电流电压，利用污泥粒子和水分子相互向相反的极性方向分离移动的现象进行脱水。虽然，国内外有很多环保设备公司对电渗透脱水进行了长期的研究，但是普遍存在设备投资昂贵，运行费用超高的实际问题；同样板框式压滤机也存在运行费用高，几乎不能处理高级氧化产生的化学污泥和纯粹的生化污泥。对于污水处理厂特别是高负荷污水处理厂寻找一种既可以节约一次性投资费用又可以降低运行费用污泥处理设备成为当务之急。
发明内容
本发明的目的就是针对现有设备投资昂贵、运行费用高的问题，而提供一种电渗透板框污泥压滤机及处理污泥的方法，在板框机进行完低压、高压进料、反吹、角吹过程后，在压榨过程中，对板框内的同一块污泥滤饼的两面进行通脉冲直流电，一面正极，一面负极，使滤板间所形成滤饼内的水分子进行定向移动，达到进一步脱水的目的，将化学污泥单独处理后，板框出泥干度增加，有利于后续生物质锅炉发电量的提高，而且有利于污泥压滤成本的降低，有很大的经济效益。
本方案是通过如下技术措施来实现的：
一种电渗透板框污泥压滤机，包括板框滤板，其特征在于，在板框滤板两侧表面分别配合设置电极板，在电极板上留有与板框滤板相对应的支撑孔和进料孔，在电极板一侧的表面上还设有接线柱，接线柱表面进行镀银处理；还包括脉冲直流电源，该脉冲直流电源的正负极分别用于与板框滤板两侧电极板上的接线柱连接。
本发明的特点还有：
电极板材质为316型号不锈钢并在表面进行镀钛处理，其厚度不小于0.8mm，有效应对电极板容易受到电化学腐蚀，阳极材料很容易受损，影响压滤效果的问题。
所述的电极板的四侧设有固定柱，该固定柱用于电极板与板框滤板的固定连接，该固定柱通过自攻钉m5×40mm(钛材料)固定于压滤板开槽内，必须保证两侧电极板的接线柱都在同一的方向上，以便与直流电源的连接。
电极板表面均匀开圆孔，孔径3-8mm，电极板的开孔率20％-25％，保证板框的滤水效果。
作为优选，电极板表面的孔径5mm，电极板的开孔率20％-25％，保证板框的滤水效果。
作为优选，所述的固定柱为9个，位于电极板的四侧；所述的支撑孔为8个。
接线柱采用大小10cm×20cm的316L不锈钢板，焊接在电极板上，并在接线柱表面进行镀银处理，保证通电过程中，接线柱温度不能高于60℃。在接线柱周围的电极板上留出5cm的区域不开孔。
所述的脉冲直流电源采用DUM-24/100H高频开关电源系统，输出频率45-61HZ，电流在0-500A，电源系统通过95平方铜线与电极板进行连接，并分别在同一块板框滤板两面的电极板接线柱上接正负极。
本发明还提供了一种电渗透板框污泥压滤机污泥处理的方法，其步骤为：在板框机进行完低压、高压进料、反吹、角吹过程后，在压榨过程中，对板框内的同一块污泥滤饼的两面进行通脉冲直流电，一面正极，一面负极，使滤板间所形成滤饼内的水分子进行定向移动，达到进一步脱水的目的。
具体步骤为：造纸污泥经过絮凝后进入板框压滤机进行初级脱水，使污泥达到20-30％干度后进行压榨脱水，压榨压力保持在0.8-1.0Mpa范围内,这时根据脉冲直流电源配置进行电泳脱水，运行电流稳定在120-350A之间，当运行电流低于100A时，即完成此次污泥脱水过程。
所述的污泥包括高级氧化污泥和生化污泥。
本发明的一种电渗透板框污泥压滤机污泥处理的方法，详细步骤为：造纸污泥经过絮凝后，开始低压进泥至工艺要求量，压力0-0.6MPa；完成后高压进泥达到工艺要求量，压力0.6-1.0MPa，污泥初始干度1.8％，开始进行高压压榨，压榨压力保持在0.8-1.0Mpa范围内；高压压榨进行10分钟后开始分区段进行脉冲直流通电，按照电流指示确定每个区段通电时间，通电时间控制在10-20分钟，当运行电流低于100A时，即完成此次污泥脱水过程；卸料，完成全部区段通电后继续加压5分钟，开始吹管卸料。
本发明的有益效果为：
本发明的电渗透板框污泥压滤机，给板框压滤机配置电化学处理电极板，使污泥在承压脱水过程中完成“电泳力脱水”。电极板具备耐腐蚀、易脱水、有一定的变形性、配有接线柱和安装栓，表面光洁无毛刺。配置合适的直流脉冲电源，使板框压滤机板框之间形成直流脉冲电场。
本发明压滤机进行的污泥处理方法，实现对化学污泥和生化污泥的处理，干度不低于45％；运行费用不高于板框压滤机处理初沉污泥。在污泥压榨过程中不提高现用化学药品用量，通过对电极板通电，来提高压滤机出泥干度。同时，此方法可用于对化学污泥的单独处理，处理后污泥，极大地提高了滤布的使用寿命，且出泥干度波动小，生产稳定，能对污泥的资源化、再利用，提供更为可靠的技术支撑。
表1为处理效果数据对比
表1：数据对比表
本发明将化学污泥单独处理后，板框出泥干度增加，有利于后续生物质锅炉发电量的提高，而且有利于污泥压滤成本的降低，有很大的经济效益。
表2单独压滤前后数据对比表
| 项目 | 污泥干度 | 绝干污泥成本(元/吨绝干) |
| 化学泥混合处理 | 43.50％ | 260 |
| 化学泥单独处理 | 48.20％ | 230 |
附图说明
图1为电极板固定连接示意图；
图2为图1中电极板局部结构放大示意图。
图中，1为接线柱，2为自攻钉，3为电极板，4为板框滤板，5为固定柱，6为进料孔，7为支撑孔，8为脉冲直流电源，9为圆孔。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
实施例1
一种电渗透板框污泥压滤机，包括板框滤板4，在板框滤板4两侧表面分别配合设置电极板3，在电极板3上留有与板框滤板4相对应的支撑孔7和进料孔6，在电极板3一侧的表面上还设有接线柱1，接线柱1表面进行镀银处理；还包括脉冲直流电源8，该脉冲直流电源8的正负极分别用于与板框滤板4两侧电极板3上的接线柱1连接。
电极板材质为316型号不锈钢并在表面进行镀钛处理，其厚度不小于0.8mm，有效应对电极板容易受到电化学腐蚀，阳极材料很容易受损，影响压滤效果的问题。
电极板表面开有圆孔9，圆孔的孔径5mm，电极板的开孔率20％-25％，保证板框的滤水效果。
所述的电极板的四侧设有固定柱，该固定柱用于电极板与板框滤板的固定连接，该固定柱通过自攻钉m5×40mm(钛材料)固定于压滤板开槽内，必须保证两侧电极板的接线柱都在同一的方向上，以便与直流电源的连接。所述的固定柱为9个，位于电极板的四侧；所述的支撑孔为8个，与所用的压滤机的型号相匹配。
接线柱采用大小10cm×20cm的316L不锈钢板，焊接在电极板上，并在接线柱表面进行镀银处理，保证通电过程中，接线柱温度不能高于60℃。在接线柱周围的电极板上留出5cm的区域不开孔。
所述的脉冲直流电源采用DUM-24/100H高频开关电源系统，输出频率45-61HZ，电流在0-500A，电源系统通过95平方铜线与电极板进行连接，并分别在同一块板框滤板两面的电极板接线柱上接正负极。
实施例2
电极板表面均匀开圆孔，孔径3mm，电极板的开孔率20％-25％，保证板框的滤水效果。其余技术特征同实施例1。
实施例3
本发明的压滤机可以现有压滤机进行改进，对原有的滤板按照电极板接线柱的位置进行开槽(9个)处理，将电极板通过9个固定柱，利用自攻钉m5×40mm(钛材料)固定覆盖于滤板两侧，必须保证两侧电极板的接线柱都在同一的方向上，以便与直流电源的连接，最后对开槽连接处进行打磨处理，保证其光滑度。
脉冲直流电源采用DUM-24/100H高频开关电源系统，其系统采用模块化设计、组合式结构，由控制器、整流器、交流配电、直流配电等部分组成，输出频率45-61HZ，电流在0-500A。电源系统通过95平方铜线与电极板进行连接，并分别在同一块滤板两面的电极板接线柱上接正负极。
一种利用电渗透板框污泥压滤机处理污泥的方法，其步骤为：在板框机进行完低压、高压进料、反吹、角吹过程后，在压榨过程中，对板框内的同一块污泥滤饼的两面进行通脉冲直流电，一面正极，一面负极，使滤板间所形成滤饼内的水分子进行定向移动，达到进一步脱水的目的。
详细步骤为：造纸污泥经过絮凝后，开始低压进泥至工艺要求量，压力0-0.6MPa；完成后高压进泥达到工艺要求量，压力0.6-1.0MPa，污泥初始干度1.8％，开始进行高压压榨，压榨压力保持在0.8-1.0Mpa范围内；高压压榨进行10分钟后开始分区段进行脉冲直流通电，按照电流指示确定每个区段通电时间，通电时间控制在10-20分钟，当运行电流低于100A时，即完成此次污泥脱水过程；卸料，完成全部区段通电后继续加压5分钟，开始吹管卸料。
电渗透污泥脱水实施实例：
1、首先，对板框压滤机板框进行改造，使电极板能够固定在板框上。
2、其次，按照设计制造合适的电极板，电极板具备耐腐蚀、易脱水、有一定的变形性、配有接线柱和安装栓，表面光洁无毛刺。
3、最后，将电极板安装于板框压滤机板框上，使每块板框都形成正负电极，然后接上脉冲直流电源，对现场进行彻底检查，确保板框压滤机没有漏水、漏泥现象；脉冲电源线完好无损。
4、开始低压进泥至工艺要求量；完成后高压进泥达到工艺要求量，污泥初始干度1.8％，开始进行高压压榨；高压压榨进行10分钟后开始分区段进行脉冲直流通电，按照电流指示确定每个区段通电时间，一般通电时间控制在10-20分钟。
5、卸料，完成全部区段通电后继续加压5分钟，开始吹管卸料。
发明的安全、环保性
电渗透脱水是在水分存在的状态下通入电流,电流和电压均在安全设置电压和电流范围内；设备在带电部分的周围设置数道绝缘层作为安全和防臭保证。污泥整个脱水过程只需10分钟左右即可完成，脱水过程中污泥臭气释放量很小。脱水滤渣中含水率降低,臭气减轻,所以电渗透的泥渣臭气较轻。脱水后滤液可直接返回至污水处理系统，确保无二次污染隐患存在。
本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电渗透板框污泥压滤机，包括板框滤板，其特征在于，在板框滤板两侧表面分别配合设置电极板，在电极板上留有与板框滤板相对应的支撑孔和进料孔，在电极板一侧的表面上还设有接线柱，接线柱表面进行镀银处理；还包括脉冲直流电源，该脉冲直流电源的正负极分别用于与板框滤板两侧电极板上的接线柱连接；电极板材质为316型号不锈钢并在表面进行镀钛处理，其厚度不小于0.8mm；所述的电极板的四侧设有固定柱，该固定柱用于电极板与板框滤板的固定连接，该固定柱通过自攻钉m5×40mm固定于压滤板开槽内。
2.根据权利要求1所述的电渗透板框污泥压滤机，其特征在于，电极板表面均匀开圆孔，孔径3-8mm，电极板的开孔率20％-25％；电极板表面的孔径5mm。
3.根据权利要求1所述的电渗透板框污泥压滤机，其特征在于，所述的固定柱为9个，位于电极板的四侧；所述的支撑孔为8个。
4.根据权利要求1所述的电渗透板框污泥压滤机，其特征在于，接线柱采用大小10cm×20cm的316L不锈钢板，焊接在电极板上，并在接线柱表面进行镀银处理，在接线柱周围的电极板上留出5cm的区域不开孔。
5.根据权利要求1所述的电渗透板框污泥压滤机，其特征在于，所述的脉冲直流电源采用DUM-24/100H高频开关电源系统，输出频率45-61HZ，电流在0-500A，电源系统通过95平方铜线与电极板进行连接，并分别在同一块板框滤板两面的电极板接线柱上接正负极。
6.一种用权利要求1的电渗透板框污泥压滤机处理污泥的方法，其步骤为：在板框机进行完低压、高压进料、反吹、角吹过程后，在压榨过程中，对板框内的同一块污泥滤饼的两面进行通脉冲直流电，一面正极，一面负极，使滤板间所形成滤饼内的水分子进行定向移动，达到进一步脱水的目的。
7.根据权利要求6所述的处理污泥的方法，其特征在于，具体步骤为：造纸污泥经过絮凝后进入板框压滤机进行初级脱水，使污泥达到20-30％干度后进行压榨脱水，压榨压力保持在0.8-1.0MPa范围内,这时根据脉冲直流电源配置进行电泳脱水，运行电流稳定在120-350A之间，当运行电流低于100A时，即完成此次污泥脱水过程。
8.根据权利要求6所述的处理污泥的方法，其特征在于，详细步骤为：造纸污泥经过絮凝后，开始低压进泥至工艺要求量，压力0-0.6MPa；完成后高压进泥达到工艺要求量，压力0.6-1.0MPa，污泥初始干度1.8％，开始进行高压压榨，压榨压力保持在0.8-1.0MPa范围内；高压压榨进行10分钟后开始分区段进行脉冲直流通电，按照电流指示确定每个区段通电时间，通电时间控制在10-20分钟，当运行电流低于100A时，即完成此次污泥脱水过程；卸料，完成全部区段通电后继续加压5分钟，开始吹管卸料。
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