CN105036508A - 一种真空电渗联用动力荷载固化污泥的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明公开了一种真空电渗联用动力荷载固化污泥的方法及装置，本发明是将待固化污泥放入固化装置的污泥槽内，污泥槽中央设有一根贯穿槽底的阴极管，阴极管顶端封闭，阴极管中段设有一组均布的渗水孔，阴极管外包裹一层土工布，阴极管底端经软管与真空泵进气口连接，真空泵出气口经软管与储水槽连接；沿污泥槽四周插入一组均布的阳极棒；待固化污泥顶面设有振动器；当需要对待固化污泥进行固化时，打开直流电源的开关并启动振动器，同时打开真空泵，使阴极管内产生负压，将渗入阴极管内的水抽入储水槽。本发明在电场作用下可驱使污泥中重金属随水分迁移到阴极管排出；真空泵采用长短不同的间隔运行可降低能耗。</b>
Description
技术领域
本发明涉及一种真空电渗联用动力荷载固化污泥的方法及装置，属于污泥处理技术领域。
背景技术
目前我国的污水处理厂每年产生的剩余污泥总量已经接近1700万吨。由于这些剩余污泥的含水量一般为90%以上，且含有重金属，不符合国家规定的农用泥质标准。因此这些剩余污泥不能直接排放至农田作为农用泥土使用。因此还需要对这些剩余污泥进行进一步脱水至含水率低于60%以下，并降低重金属含量后才可以直接作为农用泥土使用。
现有的常规脱水机械脱水后，污泥的含水率一般在80%左右，现有的常规脱水机械无法降低污泥中的重金属含量。因此，现有的固化污泥的方式还是不够理想，不能满足实际使用的需要。所以开发一种污泥深度快速脱水技术对解决污泥处理处置难的现状是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种真空电渗联用动力荷载固化污泥的方法及装置，以解决现有脱水机械效率低，脱水率低和无法降低污泥中的重金属含量的技术问题，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明的一种真空电渗联用动力荷载固化污泥方法为，该方法是将待固化污泥放入固化装置的污泥槽内，污泥槽中央设有一根贯穿槽底的阴极管，阴极管顶端封闭，阴极管中段设有一组均布的渗水孔，阴极管外包裹一层土工布，阴极管底端经软管与真空泵进气口连接，真空泵出气口经软管与储水槽连接；沿污泥槽四周插入一组均布的阳极棒；待固化污泥顶面设有振动器；当需要对待固化污泥进行固化时，打开直流电源的开关并启动振动器，同时打开真空泵，使阴极管内产生负压，将渗入阴极管内的水抽入储水槽。
前述方法中，所述真空泵为间隔运行，第一次运行时间为10分钟，然后每间隔1小时运行5分钟，依次循环4次。
用于上述方法的本发明的一种真空电渗联用动力荷载固化污泥的装置为，该装置包括污泥槽、振动器和直流电源，污泥槽中央设有一根贯穿槽底的阴极管，阴极管顶端封闭，阴极管中段设有一组均布的渗水孔，阴极管外包裹一层土工布，阴极管底端经软管与真空泵进气口连接，真空泵出气口经软管与储水槽连接；沿污泥槽四周设有一组均布的阳极棒；阳极棒与直流电源正极连接，阴极管经开关与直流电源负极连接。
前述装置中，所述污泥槽为绝缘材料制成的圆形或矩形桶体，桶体壁厚不小于3mm，底面积不小于0.24平方米，高度不小于250mm。
前述装置中，所述阴极管为钛管电极，钛管电极底段外圆设有管螺纹，管螺纹与污泥槽底部的中心孔密封连接。
前述装置中，所述振动器为ZW-7型单相附着式平板振动器，振动频率为2840次/分钟，重量不小于70kg；振动器底部的平板为圆形、扇形或矩形，底面积不小于0.03平方米。
前述装置中，所述直流电源型号为WYK-47Y，额定电压为120V，最大工作电流为5A，具有稳压和稳流功能。
前述装置中，所述储水槽为直径250mm，高300mm的圆柱体密封式储水槽。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明具有以下特点：
一是在真空电渗初期进行10分钟的真空泵抽滤阶段大大降低了污泥含水率，从而减少了直流电源电渗阶段时间；同时真空电渗联用阶段，间歇性开启真空泵有利于降低真空泵运行时间。这些都大大降低了真空电渗污泥固化能耗，整个固化过程中，每去除一千克水分的能耗为0.35kW﹒h。
二是位于待固化污泥上部的振动器有利于降低污泥内部和表面的裂缝，从而降低污泥接触电阻，有利于提高污泥脱水率，增强系统固化效果，整个固化过程中，污泥平均脱水率降低到56%。
三是污泥真空电渗过程中，污泥中重金属由于带正电的在电场力作用下发生迁移，迁移到阴极的重金属随着水体一起排出，从而达到污泥中重金属的去除，重金属去除后的污泥可以实现污泥农用。
附图说明
图1是本发明的结构平面示意图。
附图中的标记：1-污泥槽，2-振动器，3-直流电源，4-阴极管，5-渗水孔，6-土工布，7-软管，8-真空泵，9-储水槽，10-阳极棒，11-开关，12-待固化污泥。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的一种真空电渗联用动力荷载固化污泥方法，如图1所示，该方法是将待固化污泥12放入固化装置的污泥槽1内，污泥槽中央设有一根贯穿槽底的阴极管4，阴极管顶端封闭，阴极管中段设有一组均布的渗水孔5，阴极管外包裹一层土工布6，阴极管底端经软管7与真空泵8进气口连接，真空泵出气口经软管与储水槽9连接；沿污泥槽四周插入一组均布的阳极棒10；待固化污泥顶面设有振动器2；当需要对待固化污泥进行固化时，打开直流电源3的开关11并启动振动器，同时打开真空泵，使阴极管内产生负压，将渗入阴极管内的水抽入储水槽。真空泵为间隔运行，第一次运行时间为10分钟，然后每间隔1小时运行5分钟，依次循环4次。
根据上述方法构建并用于上述方法的本发明的一种真空电渗联用动力荷载固化污泥的装置，如图1所示，该装置包括污泥槽1、振动器2和直流电源3，污泥槽中央设有一根贯穿槽底的阴极管4，阴极管顶端封闭，阴极管中段设有一组均布的渗水孔5，阴极管外包裹一层土工布6，阴极管4为钛管电极，钛管电极底段外圆设有管螺纹，管螺纹与污泥槽底部的中心孔密封连接。阴极管底端经软管7与真空泵8进气口连接，真空泵出气口经软管与储水槽9连接；沿污泥槽四周设有一组均布的阳极棒10；阳极棒与直流电源正极连接，阴极管经开关11与直流电源负极连接。污泥槽1为绝缘材料制成的圆形或矩形桶体，桶体壁厚不小于3mm，底面积不小于0.24平方米，高度不小于250mm。振动器2为ZW-7型单相附着式平板振动器，振动频率为2840次/分钟，重量不小于70kg；振动器底部的平板为圆形、扇形或矩形，底面积不小于0.03平方米。直流电源3型号为WYK-47Y，额定电压为120V，最大工作电流为5A，具有稳压和稳流功能。储水槽9为直径250mm，高300mm的圆柱体密封式储水槽。
实施例
本例如图1所示，包括尺寸600×400mm的有机玻璃污泥槽，污泥槽1高度为250mm，壁厚3mm。污泥槽底部绞有螺纹孔，螺纹直径为22mm。在螺纹孔内旋进规格相当的钛管电极，钛管不仅仅提供了一种易导电的金属电极，而且钛管化学稳定性好，在电渗过程中产生的局部强酸、强碱环境也不易发生电化学腐蚀，因此，钛管电极是一种能反复使用的电极。钛管表面打渗水孔5，渗水孔直径3mm，每隔10mm打孔。钛管表面包裹一层土工布6，孔径为48μm，土工布起到固液分离的作用，从而阻止污泥颗粒和水一起被抽滤从孔洞部位排出。污泥槽上部安装一台振动器2，振动器是ZW-7型单相附着式平板振动器，底面大小是200mm×100mm，振动频率为2840次/分钟，压力是70kg，换算面力为70kpa。真空泵8接一台直径为250mm，高为300mm的圆柱体储水槽，储水槽9完全密封。整个真空电渗配备由一台直流电源WYK-47Y能提供足够的电场力使污泥中水分从阳极向阴极迁移。直流电源3规格为最大直流电压120v，最大电流5A，能够切换到稳压和稳流状态。
在真空电渗过程中，将连接到真空泵上的定时器设定为10分钟的接通状态，后面定时器遵循四次同样指令，每次指令都是断电1小时后接通5分钟，依次循环4次。首先开启真空泵10分钟，真空泵提供的真空抽滤作用能将污泥中存在的自由水快速排出污泥，然后关闭真空泵开启直流电源。在电场力作用下，污泥中水分迁移到阴极，阴极处富集的水分通过真空泵进行5分钟的抽滤被排出污泥。
当污泥内部和表面产生很多微小裂缝，关闭真空泵和直流电源，真空电渗结束后。开启污泥上部的振动器持续运作10分钟，振动器提供的均匀压力能够有效消除污泥内部和表面的裂缝，从而有效降低真空电渗系统的接触电阻，然后再次开启真空泵和直流电源设备运行一小时，整个脱水工作结束。
Claims (8)
1.一种真空电渗联用动力荷载固化污泥的方法，其特征在于：该方法是将待固化污泥放入固化装置的污泥槽内，污泥槽中央设有一根贯穿槽底的阴极管，阴极管顶端封闭，阴极管中段设有一组均布的渗水孔，阴极管外包裹一层土工布，阴极管底端经软管与真空泵进气口连接，真空泵出气口经软管与储水槽连接；沿污泥槽四周插入一组均布的阳极棒；待固化污泥顶面设有振动器；当需要对待固化污泥进行固化时，打开直流电源的开关并启动振动器，同时打开真空泵，使阴极管内产生负压，将渗入阴极管内的水抽入储水槽。
2.根据权利要求1所述真空电渗联用动力荷载固化污泥的方法，其特征在于：所述真空泵为间隔运行，第一次运行时间为10分钟，然后每间隔1小时运行5分钟，依次循环运行4次。
3.一种用于权利要求1或2所述方法的真空电渗联用动力荷载固化污泥的装置，其特征在于：包括污泥槽（1）、振动器（2）和直流电源（3），污泥槽中央设有一根贯穿槽底的阴极管（4），阴极管顶端封闭，阴极管中段设有一组均布的渗水孔（5），阴极管外包裹一层土工布（6），阴极管底端经软管（7）与真空泵（8）进气口连接，真空泵出气口经软管与储水槽（9）连接；沿污泥槽四周设有一组均布的阳极棒（10）；阳极棒与直流电源正极连接，阴极管经开关（11）与直流电源负极连接。
4.根据权利要求3所述真空电渗联用动力荷载固化污泥的装置，其特征在于：所述污泥槽（1）为绝缘材料制成的圆形或矩形桶体，桶体壁厚不小于3mm，底面积不小于0.24平方米，高度不小于250mm。
5.根据权利要求3所述真空电渗联用动力荷载固化污泥的装置，其特征在于：所述阴极管（4）为钛管电极，钛管电极底段外圆设有管螺纹，管螺纹与污泥槽底部的中心孔密封连接。
6.根据权利要求3所述真空电渗联用动力荷载固化污泥的装置，其特征在于：所述振动器（2）为ZW-7型单相附着式平板振动器，振动频率为2840次/分钟，重量不小于70kg；振动器底部的平板为圆形、扇形或矩形，底面积不小于0.03平方米。
7.根据权利要求3所述真空电渗联用动力荷载固化污泥的装置，其特征在于：所述直流电源（3）型号为WYK-47Y，额定电压为120V，最大工作电流为5A，具有稳压和稳流功能。
8.根据权利要求3所述真空电渗联用动力荷载固化污泥的装置，其特征在于：所述储水槽（9）为直径250mm，高300mm的圆柱体密封式储水槽。
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