CN104926066B - 一种对脱水污泥同时实现重金属无害化和深度脱水的方法 - Google Patents

Abstract

一种对脱水污泥同时实现重金属无害化和深度脱水的方法，属于污泥处理和环境保护技术领域。在进行污泥重金属无害化的过程中同时进行污泥的深度脱水，包括如下步骤：将污泥投入到反应装置的污泥腔中，接通电源；开启反应装置，根据处理污泥的电渗特性，确定不同加载电压下选取的电极移动速率，通过转动螺杆移动阳极匀速下降，降低电源的输出电压，维持两电极之间恒定的电压梯度，电渗去除的水分通过底部的滤层排除，流入集水箱；反应结束后，经过重金属无害化和深度脱水的污泥含水率满足要求，直接填埋或进行资源化利用。本发明进行一次完整的过程所需时间短，操作方便，能耗不需要使用化学药剂，只需要电能，节能环保，不会对环境造成二次污染。

Description

一种对脱水污泥同时实现重金属无害化和深度脱水的方法

技术领域

本发明属于污泥处理和环境保护技术领域，特别是涉及一种对脱水污泥同时实现重金属无害化和深度脱水的方法。

背景技术

我国污泥处理处置技术尚处于起步阶段，主要处置技术为农业利用以及土地填埋，甚至一部分污泥未经任何处置就直接堆放，这将对环境造成极大危害。污泥的臭气严重、其中的重金属和有毒有害有机污染物污染附近农田以及地下水系统。我国《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T 23485-2009)中规定污泥与生活垃圾混合填埋时,其基本指标及限值如下:污泥含水率<60％,pH值为5～10。而经污水厂机械脱水后的污泥含水率在80％左右，不能满足填埋作业的机械强度。因此开发污泥深度脱水以及污泥无害化处理的方法是解决污泥减量化、无害化需要迫切解决的问题。

申请号为201410255970.6的中国专利申请公开了一种污泥脱水的方法及其设备。该专利为利用磁性材料的微磁场和导电性能对电场脱水产生辅助作用，最终脱除污泥中的水分。电动脱水可有效降低污泥中的含水率，但该专利采用的是固定电极的方法，会造成靠近阳极部分污泥的含水率较低，靠近阴极越近，污泥含水率相比升高，结果为该装置处理的污泥含水率不均匀，处理效率低。

申请号为201010231719.8的中国专利申请公开了一种污泥脱水的移动电极式电动脱水设备。该装置采用的移动阳极为多根尖头合金电极杆，阳极固定在上板。上板通过装置中心的螺母和螺杆结合。处理过程中通过手动或者机械装置转动螺旋杆以移动阳极。该装置采用移动电极法进行电动脱水，处理能耗和脱水效果都有所提高。但是该装置的阳极为杆状。与污泥的接触面积较小，影响处理效果。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种对脱水污泥同时实现重金属无害化和深度脱水的方法。是将污水处理厂排出的未达到填埋标准，直接堆放在环境中的污泥，通过对其深度脱水的同时实现重金属的无害化，从而使此种污泥达到填埋的含水率标准，同时实现污泥减量化和无害化。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种对脱水污泥同时实现重金属无害化和深度脱水的方法，在进行污泥重金属无害化的过程中同时进行污泥的深度脱水，即在同一反应器，同一时间内进行污泥的无害化与减量化；包括如下步骤：

(1).将污泥投入到反应装置的污泥腔中，接通电源；

(2).开启反应装置，根据处理污泥的电渗特性，确定不同加载电压下选取的电极移动速率，通过转动螺杆移动阳极匀速下降，降低电源的输出电压，使得维持两电极之间恒定的电压梯度为6v/cm，电渗去除的水分通过底部的滤层排除，流入集水箱；

(3).反应结束后，经过重金属无害化和深度脱水的污泥含水率满足要求，直接填埋或进行资源化利用。

进一步地，所述移动阳极是指阳极以1cm/h的速度向阴极移动。

进一步地，所述移动阳极和阴极的材料均为钌铱涂层钛电极。

进一步地，所述反应装置包括电机、转轴、移动阳极、污泥腔、阴极、过滤层、集水箱、电源及导线，所述污泥腔底部设置过滤层，污泥腔内的过滤层上设置阴极，阴极通过导线连接电源，污泥腔内设置有转轴，转轴为不锈钢螺旋杆，转轴上安装有移动阳极，沿转轴移动，转轴末端与阴极接触处带有或绝缘垫，转轴分别连接电机和电源，过滤层下方设置出水口，对应出水口位置设有集水箱。

进一步地，所述移动阳极包括连接套和多个叶片构成，所述叶片为多孔螺旋结构，均匀设置在连接套圆周上，连接套与转轴配合连接，在电机的作用下，沿转轴螺旋移动。

进一步地，所述阴极为多孔板结构。

本发明的有益效果为：

1.本发明的方法为污泥重金属去除及污泥脱水同时进行，进行一次完整的过程所需要的时间短，而且操作方便，人力成本低，能耗低。

2.本发明采用电化学方法，不需要使用化学药剂，只需要电能，节能环保，不会对环境造成二次污染。

3.本发明的反应装置结构简单，操作方便，可长期使用且维护成本低。

4.本发明采用移动阳极，不断缩短两电极间距离，增强修复效果，能够有效的降低反应过程的能耗，此外，阳极逼近法还增大了污泥中重金属的迁移速率，从而缩短了反应时间。

5.本发明移动阳极采用螺旋式多孔结构的合金材料。螺旋式阳极能够在污泥含水率降低时减小移动过程阻力，同时面积较大，能够充分与污泥接触。通过移动阳极的方式可以防止由于系统电阻增加而导致的电流密度下降这一问题。同时，螺旋式移动多孔阳极还能起到搅拌的作用，为以后该方法与化学方法耦合提供了基础。

附图说明

图1是本发明中反应装置的结构示意图。

图中：1.转轴，2.阳极，3.污泥腔，4.阴极，5.滤层，6.集水箱，7.电机，8.电源，9.导线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例1：如图1所示，本发明一种对脱水污泥同时实现重金属无害化和深度脱水的方法，在进行污泥重金属无害化的过程中同时进行污泥的深度脱水，即在同一反应器，同一时间内进行污泥的无害化与减量化；包括如下步骤：

(1).将污泥投入到反应装置的污泥腔3中，接通电源8；

(2).开启反应装置，根据处理污泥的电渗特性，确定不同加载电压下选取的电极移动速率，通过转动转轴1移动阳极2匀速下降，降低电源的输出电压使得两电极之间恒定的电压梯度为6v/cm，电渗去除的水分通过底部的滤层5排除，流入集水箱6；

(3).反应结束后，经过重金属无害化和深度脱水的污泥含水率满足要求，直接填埋或进行资源化利用。

所述移动阳极是指阳极以1cm/h的速度不断向阴极移动，以此缩短两电极间距离。阳极逼近法的实现方法为：阳极2通过反应装置中间的转轴1，进行轴向螺旋运动，阳极2自上而下靠近阴极。

如图1所示，所述反应装置包括电机7、转轴1、阳极2、污泥腔3、阴极4、过滤层5、集水箱6、电源8及导线9，所述污泥腔3底部设置过滤层5，过滤层5上的污泥腔3内设置阴极4，阴极4通过导线9连接电源8，污泥腔3内设置有转轴1，转轴1为不锈钢制成的螺旋杆，具有耐磨、稳定的优点；转轴末端与阴极接触处做绝缘处理。转轴上安装有移动阳极2，电机7、电源8分别与阳极2相连。过滤层5下方设置出水口，对应出水口位置设有集水箱6。

所述阳极2包括连接套和多个叶片构成，所述叶片为多孔螺旋结构，均匀设置在连接套圆周上，连接套与转轴配合连接，在电机的作用下，沿转轴螺旋移动。

所述阴极4为多孔板结构。

所述电极阳极和阴极材料均采用钌铱涂层钛电极。优点为电能消耗小、工作寿命长、可克服石墨电极和铅电极溶解问题、耐腐蚀性强、电极重量轻等优点。

Claims (1)

1.一种对脱水污泥同时实现重金属无害化和深度脱水的方法，在进行污泥重金属无害化的过程中同时进行污泥的深度脱水，即在同一反应器，同一时间内进行污泥的无害化与减量化；其特征在于：包括如下步骤：

(1).将污泥投入到反应装置的污泥腔中，接通电源；

(2).开启反应装置，根据处理污泥的电渗特性，确定不同加载电压下选取的电极移动速率，通过转动螺旋杆移动阳极匀速下降，降低电源的输出电压，使得维持两电极之间恒定的电压梯度为6v/cm，电渗去除的水分通过底部的滤层排除，流入集水箱；

(3).反应结束后，经过重金属无害化和深度脱水的污泥含水率满足要求，直接填埋或进行资源化利用；所述移动阳极是指阳极以1cm/h的速度向阴极移动；所述移动阳极和阴极的材料均为钌铱涂层钛电极；所述反应装置包括电机、转轴、移动阳极、污泥腔、阴极、过滤层、集水箱、电源及导线，所述污泥腔底部设置过滤层，污泥腔内的过滤层上设置阴极，阴极通过导线连接电源，污泥腔内设置有转轴，转轴为不锈钢螺旋杆，转轴上安装有移动阳极，沿转轴移动，转轴末端与阴极接触处带有绝缘垫，转轴分别连接电机和电源，过滤层下方设置出水口，对应出水口位置设有集水箱；所述移动阳极包括连接套和多个叶片，所述叶片为多孔螺旋结构，均匀设置在连接套圆周上，连接套与转轴配合连接，在电机的作用下，沿转轴螺旋移动；所述阴极为多孔板结构。