CN105481222A - 一种电渗透脱水系统 - Google Patents

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秦娟
隋恒睿
薛龙国
李龙
王虎
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Abstract

本发明揭示了一种电渗透脱水系统，包括污泥存储单元、电渗透板框压滤机和水处理单元，其中，污泥存储单元设置有污泥含水率在线检测单元，各管道均设置有流量计，电渗透板框压滤机内设置有电压控制器和调压电源，电渗透脱水系统包括用于计算电渗透板框压滤机内污泥含水率并生成电压指令的数据处理单元，通过该数据处理单元能实时调整调压电源的工作电压。本发明的电渗透脱水系统能对80%~96%的高含水率污泥直接进行电渗透处理，无需利用其它设备进行初脱水；通过数据处理单元和电压控制器能实现对调压电源的调压，确保达到最佳电渗透脱水效率；调压能降低污泥发热量，减少有害气体产生量，大幅度提高电渗透脱水效率；节约了污泥处理成本。

Description

一种电渗透脱水系统
技术领域
本发明涉及一种电渗透脱水系统，尤其涉及一种自动调压式的电渗透污泥脱水系统。
背景技术
污泥干化是污泥处置和资源化利用的第一步，实现高干脱水的方法有三种，分别为热干燥法、化学调理板框压滤法、电渗透法。热干燥法的成本较高是后两者的2~3倍，并且此方法能耗高，附属设备多，占地面积大，所以难于应用。而利用板框压滤机加生石灰、絮凝剂等物质可以将污泥脱水至60%以下，但是导致固含量增加、后续处理困难、造成二次污染。电渗透脱水技术是根据“电泳”理论结合一定的机械脱水原理，使污泥中的“自由水”和“结合水”同时从污泥中分离出来，实现了高效率脱水，由于电渗透可以使污泥中最难分离的“结合水”彻底分离，从而使脱水后的污泥的干度提高，并且脱水以后的泥饼自身还有一定的余热，能够带走一部分水分。电渗透脱水可以将含水率80%~75%的污泥脱水至60%以下，并且无需添加任何药剂，只需要提供电源，自动化程度高，操作简单，维护低，无需在增加人工成本。对于污泥的干化处理，电渗透脱水方法具有较大的优势。
但是，目前现有技术中，大多电渗透板框压滤机是从含水率80%的污泥开始作用，这样对于高含水率的污泥还需要经过添加絮凝剂并经过其它设备初步脱水之后才能进行电渗透脱水，并且传统的电渗透压滤装置采用定压电源，没有依据污泥的含水率做相应的电压调整，从一开始就采用40V以上的定压电压开始脱水，从而造成能耗高，电渗透脱水的效率也较低，传统电渗透板框压滤机处理一吨80%的污泥（含水率降至50%左右）耗电量大概为80~120度，耗能量大。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种电渗透脱水系统。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种电渗透脱水系统，包括污泥存储单元、电渗透板框压滤机和水处理单元，所述污泥存储单元通过污泥管道与所述电渗透板框压滤机相连，所述电渗透板框压滤机通过污水管道与所述水处理单元相连，所述污泥存储单元设置有污泥含水率在线检测单元，所述污泥管道和所述污水管道均设置有流量计，所述电渗透板框压滤机内设置有电压控制器和调压电源，所述电压控制器与所述调压电源相连。
所述电渗透脱水系统包括用于计算所述电渗透板框压滤机内污泥含水率并生成电压指令的数据处理单元，所述数据处理单元与所述污泥含水率在线检测单元、电压控制器及两流量计相连。
进一步地，所述电渗透板框压滤机内污泥含水率与所述调压电源的电压呈反比。
进一步地，所述调压电源的电压可调范围为0~40V。
进一步地，所述电渗透板框压滤机内污泥含水率最大为96%。
进一步地，所述电渗透板框压滤机设置有泥饼导出部。
进一步地，所述泥饼导出部的侧边设置有泥饼运输单元。
进一步地，所述污泥管道上设置有进料泵。
进一步地，所述数据处理单元为PLC数据处理单元。
本发明的有益效果主要体现在：
1.采用本发明的电渗透脱水系统对污泥含水率要求低，能对80%~96%的高含水率污泥直接进行电渗透处理，无需利用其它设备进行初脱水也无需添加任何药剂；
2.电渗透板框压滤机采用调压电源，通过数据处理单元能实时监控电渗透板框压滤机内污泥的含水率，并根据实时含水率相应的产生电压指令对调压电源进行调压，确保达到最佳电渗透脱水效率；
3.调压能降低污泥发热量，减少有害气体产生量，大幅度提高电渗透脱水效率；
4.比传统的恒压电渗透脱水系统节能，至少能节约25%的电量，节约了污泥处理成本。
附图说明
图1是本发明一种电渗透脱水系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种电渗透脱水系统，具有节能、高效等特点。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。
如图1所示，一种电渗透脱水系统，包括污泥存储单元1、电渗透板框压滤机2和水处理单元3，污泥存储单元1通过污泥管道4与电渗透板框压滤机2相连，电渗透板框压滤机2通过污水管道5与水处理单元3相连，另外污泥管道4上设置有进料泵13，进料泵用于污泥的导入。具体的，污泥存储单元1内的污泥通过污泥管道进入电渗透板框压滤机内进行脱水，脱离的污水通过污水管道进入水处理单元进行处理。
其中，污泥存储单元1设置有污泥含水率在线检测单元6，该污泥含水率在线检测单元用于在线检测污泥存储单元内污泥含水率，其为现有技术，故在此不再赘述。污泥管道4和污水管道5均设置有流量计7，能记录污泥管道进入电渗透板框压滤机的污泥量、及电渗透板框压滤机经污水管道导出的污水量。电渗透板框压滤机2内设置有电压控制器8和调压电源9，电压控制器8与调压电源9相连，电压控制器能对调压电源进行调压，以便电渗透板框压滤机达到最佳电渗透脱水效率。
电渗透脱水系统包括用于计算电渗透板框压滤机2内污泥含水率并生成电压指令的数据处理单元10，数据处理单元优选为PLC数据处理单元，数据处理单元10与污泥含水率在线检测单元6、电压控制器8及两流量计7相连。具体的，数据处理单元根据污泥含水率在线监测单元得到进入电渗透板框压滤机的初始污泥含水率，通过污泥管道的流量计实时监控进入电渗透板框压滤机的污泥量，利用污水管道的流量计实时监控电渗透板框压滤机的出水量，并通过初始污泥含水率、污泥量、出水量实时计算电渗透板框压滤机内污泥含水率，通过实时的污泥含水率生成电压指令发送至电压控制器，电压控制器对调压电源进行调压。调压能降低污泥发热量，减少有害气体产生量，大幅度提高电渗透脱水效率。
需要说明的是，电渗透板框压滤机2内污泥含水率与调压电源9的电压呈反比，即当污泥含水率较高时采用较低的电压，而当污泥含水率较低时采用较高的电压，电渗透脱水系统以低电压为初始电压开始工作。调压电源9的电压可调范围为0~40V，该范围电压较为安全，对人体几乎无伤害。电渗透板框压滤机内污泥含水率最大为96%，即高含水率的污泥无需经过初步脱水也无需添加任何药剂即可进行电渗透脱水，简化了脱水系统、节约了药剂成本。
另外，电渗透板框压滤机2设置有泥饼导出部11。泥饼导出部11的侧边设置有泥饼运输单元12。当污泥经过电渗透脱水为泥饼时，通过泥饼导出部11进行卸料，并通过泥饼运输单元运离，进行接下来的泥饼处理相关操作。泥饼的含水率一般在60%以下即可进行后续资源化利用，而经过本发明电渗透脱水系统处理后的泥饼含水率能达到44%，含水率越低越有利于后续的资源化利用并且运输成本也越低。
以下是本发明电渗透脱水系统的具体实施例，对含水率96%的污泥进行电渗透脱水，污泥含水率在96%~80%范围变化时，调整电压范围为2~10V；污泥含水率在80%~44%范围变化时，调整电压范围为10~40V；具体的各电压结点如下，含水率80%时，调压电源的电压为10V，含水率60%时，调压电源的电压为21V，含水率44%时，调压电源的电压为40V。当含水率降至44%时，电渗透脱水结束。实际操作中，将一吨含水率96%的污泥降至含水率80%仅需要消耗3~5度电，而将一吨含水率80%的污泥降至44%仅需要消耗50~60度电，相较于传统的电渗透设备用电量至少减少了25%，节约了能源成本，提高了工作效率，简化了系统。
通过以上描述可以发现，本发明揭示了一种电渗透脱水系统，对污泥含水率要求低，能对80%~96%的高含水率污泥直接进行电渗透处理，无需利用其它设备进行初脱水也无需添加任何药剂；电渗透板框压滤机采用调压电源，通过数据处理单元能实时监控电渗透板框压滤机内污泥的含水率，并根据实时含水率相应的产生电压指令对调压电源进行调压，确保达到最佳电渗透脱水效率；调压能降低污泥发热量，减少有害气体产生量，大幅度提高电渗透脱水效率；比传统的恒压电渗透脱水节能，至少能节约25%的电量，节约了污泥处理成本。
以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电渗透脱水系统，包括污泥存储单元、电渗透板框压滤机和水处理单元，所述污泥存储单元通过污泥管道与所述电渗透板框压滤机相连，所述电渗透板框压滤机通过污水管道与所述水处理单元相连，其特征在于：
所述污泥存储单元设置有污泥含水率在线检测单元，所述污泥管道和所述污水管道均设置有流量计，所述电渗透板框压滤机内设置有电压控制器和调压电源，所述电压控制器与所述调压电源相连，
所述电渗透脱水系统包括用于计算所述电渗透板框压滤机内污泥含水率并生成电压指令的数据处理单元，所述数据处理单元与所述污泥含水率在线检测单元、电压控制器及两流量计相连。
2.根据权利要求1所述的一种电渗透脱水系统，其特征在于：所述电渗透板框压滤机内污泥含水率与所述调压电源的电压呈反比。
3.根据权利要求1或2所述的一种电渗透脱水系统，其特征在于：所述调压电源的电压可调范围为0~40V。
4.根据权利要求1或2所述的一种电渗透脱水系统，其特征在于：所述电渗透板框压滤机内污泥含水率最大为96%。
5.根据权利要求1所述的一种电渗透脱水系统，其特征在于：所述电渗透板框压滤机设置有泥饼导出部。
6.根据权利要求5所述的一种电渗透脱水系统，其特征在于：所述泥饼导出部的侧边设置有泥饼运输单元。
7.根据权利要求1所述的一种电渗透脱水系统，其特征在于：所述污泥管道上设置有进料泵。
8.根据权利要求1所述的一种电渗透脱水系统，其特征在于：所述数据处理单元为PLC数据处理单元。
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