CN109437511B - 一种污泥脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥脱水方法，该一种污泥脱水方法包括（一）电絮凝：S1，填料；S2，絮凝；S3，排水；S4；（二）电渗脱水：S5、脱水；S6、清理。在使用时，先通过上阴下阳通电对浆液状污泥进行电絮凝，使得污泥沉淀到脱水容器底部，然后将污泥上方的水排掉后进行重复电絮凝使得脱水容器中留下污泥；然后将电极互换成上阳下阴式，通电后对污泥进行电渗，将污泥中残存的水分从脱水容器的底部排出，达到对浆状污泥进行有效脱水，同时由于电渗的原因，阴离子和阳离子都会集中在电极材料处，如果污泥污染物较多时，可以将电极材料附近处的污泥进行集中处理即可，减小需要处理的污泥的量。

Description

一种污泥脱水方法

技术领域

本发明涉及污泥脱水技术领域，特别涉及一种污泥脱水方法。

背景技术

污泥脱水，将流态的原生、浓缩或消化污泥脱除水分，转化为半固态或固态泥块的一种污泥处理方法。污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，污泥中的有机质含量、灰分比例特别是絮凝剂的添加量对于最终含固率有着重要影响。一般来说，采用机械脱水可以获得20%－30%的含固率，所形成的污泥也被称为泥饼。

但是，采用挤压脱水的难度、成本较高，且对于一些难处理的污泥，其在形成泥饼后含水量仍然较高，需要进一步进行脱水处理、如热干化等。

其中，授权公告号为CN101224943、申请日为2008年2月1日的中国专利公开了一种容器式电渗淤泥再造土方法，该方法采用容器作为淤泥处理载体进行电渗脱水，然后根据需要可增设真空排水、真空预压和静载装置来辅助电渗脱水，提高脱水效率。电渗脱水效果虽然优越，但是对于泥浆、淤泥等含水量高的浆液状污泥其导电率过大，能耗过高，所以使用成本非常高而不适合使用。所以目前大都是先经过絮凝后再将沉淀后的污泥取出进行电渗的，而絮凝过程中需要添加化学药品来加速絮凝，这使得污泥中化学成分更加多，对污泥造成新的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥脱水方法，具有无需使用絮凝剂的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种污泥脱水方法，包括以下步骤：

（一）电絮凝：

S1，填料，将浆液状污泥通入到污泥脱水容器中；

S2，絮凝，接通电源，向污泥脱水容器通电，通电时污泥脱水容器上的电极呈上阴下阳设置，通电时间为20min-3h；

S3，排水，完成S2絮凝后通过抽排、侧壁开口排水或虹吸的方式，将位于污泥脱水容器上方的水排出污泥脱水容器；

S4，重复S1-S3操作，直至絮凝出的污泥填满污泥脱水容器；

（二）电渗脱水：

S5、脱水，接通电源，向污泥脱水容器通电，通电时污泥脱水容器上的电极呈上阳下阴设置,通电时间为8-12h、电压为10-120V，污泥中水从污泥脱水容器底部排出；其中，在通电过程中上方的电极材料随污泥脱水压缩而下降，保持与污泥的接触；

S6、清理，将完成脱水的污泥取出。

如此设置，先通过上阴下阳通电对浆液状污泥进行电絮凝，使得污泥沉淀到脱水容器底部，然后将污泥上方的水排掉后进行重复电絮凝使得脱水容器中留下污泥；然后将电极互换成上阳下阴式，通电后对污泥进行电渗，将污泥中残存的水分从脱水容器的底部排出，达到对浆状污泥进行有效脱水，同时由于电渗的原因，阴离子和阳离子都会集中在电极材料处，如果污泥污染物较多时，可以将电极材料附近处的污泥进行集中处理即可，减小需要处理污泥的量。

进一步优选为：所述污泥脱水容器包括绝缘容器本体，所述绝缘容器本体包括容器侧壁、底部、顶部以及分别设于底部和顶部上的电极材料，所述绝缘容器本体上设置有加碱装置，所述加碱装置包括有用于检测污泥导电率的检测单元以及向顶部的电极材料供液的出液口；

其中，在S5脱水过程中，通过检测单元测量污泥的导电率，当检测到污泥导电率每降低预设值A的大小时，加碱装置启动打开出液口向顶部上的电极材料滴加碱溶液。

如此设置，在使用上阳下阴通电对污泥进行电渗的同时，引入加碱装置，通过检测单元对污泥的导电率进行检测，即在电渗一段时间后，上端电极材料附近的泥土会变干造成导电率下降，并且伴随着酸碱极化现象的产生，会导致导电率急剧下降，严重影响正常脱水效果，此时在顶部上的电极材料上适当的加入一点碱性溶液可以中和阳极、氧化还原氢原子，减缓酸碱极化现象，有效的提高导电效果，以此保证污泥的导电率以及电渗的脱水效果。

进一步优选为：所述预设值A为初始导电率的10%-30%；

如此设置，在电渗过程中导电率的下降速度是递增的，也就是说下降速度会越来越快，所以将预设值A的值设置为初始导电率的10%-30%，在小于10%导电率下降还不是很快，并且加碱次数过多会引进较多的水分，延长电渗时间；而对大于30%后导电率就开始下降的较快，此时能耗也越来越大，相对于引进一点水分需要过多的能耗，所以在该范围区间内加入碱液在成本上较为合理，同时电渗效率也较优。

进一步优选为：所述电源为间歇式电源设备，在S5和S6步骤中设置有S5.1和S5.2；

S5.1，断电脱水，在通电8-12h后断电1-4h；

S5.2、深脱水，重复S5和S5.1的步骤1-4次。

如此设置，虽然在加碱装置的设置可以提高导电率，从而提高脱水效率，但仍然会发生因为电荷的累积造成导电率下降的现象，且随着通电时间的增大，下降的速度会越来越快，由此，通过使用间歇式电源设备，对污泥脱水容器采用间歇式通断电，使其在通电8-12小时后进行断电1-4小时来消除电荷的累积的现象，另外，在断电时虽然停止了电渗，但是经过大量实验表明，在1-4小时内的这段断电时间内会存在一定的惯性效果，即其脱水效果远远优于在没有经过通电时的脱水，该效果在1-4小时后逐渐消失，具体时长根据污泥含水量而定。

进一步优选为：所述所述顶部设置有一用于保持电极材料与脱水容器内污泥接触的下压装置，所述下压装置包括配重块以及用于向配重块施加压力的施力件，在S5.1步骤中进行断电的同时，启动施力件向配重块施加压力，压力呈递增式增大，当达到最大后保持在50-800Kpa/cm²的压力。

如此设置，通过配重块保持电极材料与污泥的接触，另外，结合施力件给配重块施加压力，对污泥产生挤压效果，实现电渗、压滤交替作用，在降低能耗、电渗脱水效率的同时，提高整体脱水效果。

进一步优选为：所述顶部设有用于抬起配重块的抬升气缸，在S2步骤中，抬升气缸拉住配重块保持电极材料与泥浆接触。

如此设置，通过抬升气缸控制顶盖抬起打开出泥口，并且用于在电絮凝时拉住配重块保持电极材料与泥浆接触。

进一步优选为：所述配重块的顶端设置有连接柱，所述抬升气缸的活塞杆插设于连接柱上形成一伸缩杆结构，所述抬升气缸推动配重块下压时即为施力件。

如此设置，使得抬升气缸可以将顶盖提起；另外，在使用时由于配重块会发生下移，所以需要设置成伸缩杆的结构，开始时抬升气缸上的活塞杆伸长使配重块与污泥接触，然后继续伸长，使得伸缩杆缩短，此时抬升气缸不会对配重块产生推力，保证配重块在自重的作用下下移。另外，在需要下压时控制抬升气缸顶住配重块下压即可。

进一步优选为：所述所述绝缘容器本体的底端设置有出泥口，所述底部为可封闭出泥口的翻转式的底盖或旋转式的底盖，在S6步骤中，打开底盖，施力件推动配重块下压将污泥使其从下方的出泥口排出。

如此设置，便于进行卸土操作。

进一步优选为：所述检测单元为插设于污泥内的含水量传感器或与脱水容器串联设置的电流表传感器。

由于污泥中含水量与电阻呈反比，即含水量越高，电阻越小，电流越大，导电率越好，因此导电率可以通过检测含水量来直接得出；另外，电流大小直接反应出导电率大小，因此电流传感器也能用于检测。

进一步优选为：所述绝缘容器本体的侧壁上设置有排水腔，所述排水腔与绝缘容器本体的容腔间隔绝设置有滤水网，所述滤水网自绝缘容器本体下方往上插接于绝缘容器本体上，在S3步骤中，通过滤水网进行排水，且在滤水网堵塞、排水不畅的情形下可以通过向下滑移滤水网打开相应大小的排水口进行排水。

如此设置，侧壁的滤水网可以在电絮凝以及电渗过程中进行快速排水，而不需等到完成絮凝后才能进行排水操作，加快脱水效率；另外，在滤水网堵塞、排水不畅的情形下，可以通过向下滑移滤水网使得上方打开形成排水口，然后慢慢下移直至将污水排干即可，避免因为过滤水网堵塞而排水繁琐，同时可以便于将过滤水网取出进行清洗和更换。

综上所述，本发明具有以下有益效果：使用一个脱水容器即可同时完成电絮凝和电渗两道工序，且无需使用任何化学添加剂，环保无污染。在电渗的过程中，通过碱液的滴加来减缓导电率的下降，延长有效的电渗时长，另外，巧妙的结合通、断电与加碱装置配合来消除极化现象一定程度上恢复污泥导电率，再加上下压装置和通、断电时间的巧妙结合，有效的提高整体的污泥脱水效率。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的局部剖视结构示意图，主要示出了底盖的结构；

图3是图2的A部放大图；

图4是本实施例中绝缘容器本体的结构示意，示出排水腔的结构；

图5是图4的局部放大图；

图6是本实施例中加碱装置的结构示意图一；

图7是本实施例中加碱装置的结构示意图二。

图中，1、缘容器本体；11、出泥口；12、进泥口；13、排水口；2、顶盖；21、连接柱；3、底盖；31、水容腔；32、滤网；33、握持部；34、出水口；35、进口；4、电极材料；5、伸缩气缸；6、抬升气缸；7、排水腔；71、出口；72、插槽；8、滤水网；81、把手；9、加碱装置；91、溶液腔；92、检测单元；93、出液口；94、堵头；941、挡片；95、控制机构；951、复位件；952、推压转盘；9521、凸起；953、驱动电机；96、传动齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种污泥脱水处理容器，如图1所示，包括绝缘容器本体1，绝缘容器本体1为立方体结构（其中，不局限于立方体，可以为圆柱形、长方体等），绝缘容器本体1包括有容器侧壁、底部、顶部以及分别设于底部和顶部上的两电极材料4，两电极材料4与电源的正极、负极连接形成上阳下阴或上阴下阳两种情形，其中，上阴下阳用于对泥浆进行絮凝，上阳下阴用于对絮凝后的污泥进行深度脱水。

参照图4和图5，在容器侧壁上设置有一排水口13和挡板，排水口13沿竖直方向呈一字型设置，在排水口13的两侧设置有插槽72，在本实施例中挡板为一滤水网8（但不局限于滤水网，也可以是没有孔隙且绝缘的塑料板等），滤水网8沿竖直方向至下往上插设于插槽72上、分隔排水腔7与绝缘容器本体1的容腔。

结合附图2，在容器侧壁上设置有一排水腔7，排水腔7设于排水口13外且通过排水口13与绝缘容器本体1内部连通，排水腔7用于对从排水口13排出的水进行引流。其中，在滤水网8的底端为一操作部，其上设置有把手81，操作部裸露在排水腔7外可以通过手动控制滤水网8的滑移，并且，在排水腔7的侧壁上设置有透明的视察口，视察口呈一字形设置便于观察污泥沉积位置以控制滤水网8下拉位置。

如图2所示，绝缘容器本体1的底端呈开口设置形成有一出泥口11，底部为一可以封闭出泥口11的翻转式的底盖3，底盖3的一侧边铰接于容器侧壁的底部，底盖3与容器侧壁间连接有用于控制底盖3翻转的伸缩气缸5，伸缩气缸5一端转动连接于容器侧壁上、另一端转动连接于底盖3上，通过控制气缸的伸缩来带动底盖3的转动，从而控制出泥口11的打开和封闭。

其中，在绝缘容器本体1的底部设置有密封圈用于保证底盖3封闭出泥口11后的密封性。

参照图3，底盖3上设置有滤网32和水容腔31，水容腔31与绝缘容器本体1内部连通，滤网32位于水容腔31和绝缘容器本体1之间，使污泥里的水通过滤网32过滤后进入水容腔31中，在水容腔31上设置有一贯穿底盖3侧壁的出水口34，出水口34与管道连通将水排出。其中，底部上的电极材料4设于底盖3上，且安装在滤网32的上方。

如图4所示，排水腔7呈人字形设置以用于避让开操作部，在排水腔7的底部设置有出水口34，底盖3上对应出水口34处设置有进水口与之相对，在底盖3处于封闭状态时出水口34与进水口对接，使得排水腔7与水容腔31连通。

参照图1，绝缘容器本体1的顶端呈开口设置形成有一进泥口12，可以通过管道导入或人工填充的方式进行填泥，顶部是一个可封闭进泥口12的活塞式的顶盖2，在脱水容器上还设置有一下压装置用于保持顶盖2上的电极材料4与污泥接触。

如图1所示，下压装置包括配重块和施力件，在本实施例中配重块即为顶盖2，其由绝缘材质制成，位于顶部的电极材料4设置在配重块的底端端面上。

其中，顶盖2的上方还设置有一竖直设置的抬升气缸6用以控制顶盖2的升、降，在配重块的顶端端面上设置有一连接柱21，抬升气缸6的活塞杆插设在连接柱21上并与连接柱21间形成一伸缩杆结构其中，上述抬升气缸6在推动配重块下压时即为上述的施力件。

如图6和图7所示，在配重块上设置有加碱装置9，加碱装置9包括溶液腔91、检测单元92和出液口93，溶液腔91设于配重块的上方用于储存碱液，检测单元92为一插设于污泥内的含水量传感器，含水量传感器固定在配重块上且突出电极材料41-2公分，使其在使用时插入到污泥中。出液口93贯穿配重块设置，在出液口93上设置可堵住出液口93并保持配重块底端端面平整的防堵闸门，防堵闸门受控于检测单元92控制出液口93启、闭。

防堵闸门包括堵头94和控制机构95，堵头94插设于出液口93上，出液口93呈上大下小设置为两部分，堵头94的直径与出液口93下方直径小的一段相配合。控制机构95包括复位件951、推压转盘952和驱动件，复位件951为一套设于堵头94上的压缩弹簧，在堵头94的顶部设置有一挡片941，压缩弹簧的两端分别抵接在配重块和挡片941上。

上述连接柱21的横截面呈圆柱形，推压转盘952转动连接在连接柱21上且其上设置有外齿轮，在推压转盘952转动朝向堵头94的一端面上设置有若干用于按压堵头94封闭出液口93的凸起9521，凸起9521围绕推压转盘952的轴心一周设置，且于推压转盘952上成波浪形结构，堵头94的顶部呈圆弧形，在推压转盘952转动过程中堵头94做往复升降动作。

驱动件为一驱动电机953，驱动电机953通过一传动齿轮96与推压转盘952啮合来带动推压转盘952转动，驱动件的转动受控于检测单元92。

脱水容器上的两电极材料4连接到一间歇式电源设备上，通过间歇式电源设备进行间歇式供电。

实施例2：一种污泥脱水方法，包括以下步骤：

（一）电絮凝：

S1，填料，控制抬升气缸6将配重块抬起，打开进泥口12，将浆液状污泥通过进泥口12通入到污泥脱水容器中；

S2，絮凝，完成S1填料后，控制抬升气缸6伸长，使得配重块上的电极材料4与泥浆接触，然后接通电源，向污泥脱水容器通电，通电时污泥脱水容器上的电极呈上阴下阳设置，本实施例通电时间为30min；

S3，排水，完成S2絮凝后通过通过滤水网8进行排水，但实用较久造成滤网堵塞无法及时将水排出时，通过操作部拉动滤水网8慢慢露出排水口13，通过视察口观察逐步将位于污泥脱水容器上方的水排出污泥脱水容器，留下污泥在脱水容器中，然后将滤水网8向上推封闭排水口13；

S4，重复S1-S3操作，直至絮凝出的污泥填基本满污泥脱水容器；

（二）电渗脱水：

S5、脱水，控制抬升气缸6继续伸长，使得配重块与污泥抵触，此时继续控制抬升气缸6伸长，使伸缩杆收缩，解除抬升气缸6对配重块的拉力。

然后接通电源，向污泥脱水容器通电，通电时污泥脱水容器上的电极呈上阳下阴设置,通电时间为8-12h、电压为10-120V，污泥中水从污泥脱水容器底部排出，每次通电的具体时间根据污泥中含水率、污泥种类等各情况而定，通常选用8h、10h或12h，电压根据容器内污泥导电率进行调整，导电率越大通电电压越大；其中，在通电过程中上方的电极材料4在配重块的作用下会随污泥脱水压缩而下降，保持与污泥的接触并给污泥提供一定的压力。

在该过程中，检测单元92测量污泥的导电率，当检测到污泥导电率每降低预设值A的大小时，其中，预设值A为初始导电率的10%-30%，检测单元92控制驱动电机953转动，控制堵头94做往复升降，依此进行间断式的向顶部上的电极材料4滴加碱溶液；

S5.1，断电脱水，在S5步骤中通电10h后断电2h，其中，在断电的同时，启动施力件向配重块施加压力，压力呈递增式增大，当达到最大后保持在600Kpa/cm²的压力；

S5.2、深脱水，重复S5和S5.1的步骤2次；

S6、清理，将完成脱水后，控制伸缩气缸5伸长打开底盖3，然后启动抬升气缸6作为施力件推动配重块下压将污泥使其从下方的出泥口11排出。

Claims (9)

1.一种污泥脱水方法，其特征是，包括以下步骤：

（一）电絮凝：

S1，填料，将浆液状污泥通入到污泥脱水容器中；

S2，絮凝，接通电源，向污泥脱水容器通电，通电时污泥脱水容器上的电极呈上阴下阳设置，通电时间为20min-3h；

S3，排水，完成S2絮凝后通过抽排、侧壁开口排水或虹吸的方式，将位于污泥脱水容器上方的水排出污泥脱水容器；

S4，重复S1-S3操作，直至絮凝出的污泥填满污泥脱水容器；

（二）电渗脱水：

S5、脱水，接通电源，向污泥脱水容器通电，通电时污泥脱水容器上的电极呈上阳下阴设置,通电时间为8-12h、电压为10-120V，污泥中水从污泥脱水容器底部排出；其中，在通电过程中上方的电极材料(4)随污泥脱水压缩而下降，保持与污泥的接触；

S6、清理，将完成脱水的污泥取出；

其中，所述污泥脱水容器包括绝缘容器本体(1)，所述绝缘容器本体(1)包括容器侧壁、底部、顶部以及分别设于底部和顶部上的电极材料(4)，所述绝缘容器本体(1)上设置有加碱装置(9)，所述加碱装置(9)包括有用于检测污泥导电率的检测单元(92)以及向顶部的电极材料(4)供液的出液口(93)；

其中，在S5脱水过程中，通过检测单元(92)测量污泥的导电率，当检测到污泥导电率每降低预设值A的大小时，加碱装置(9)启动打开出液口(93)向顶部上的电极材料(4)滴加碱溶液。

2.根据权利要求1所述的一种污泥脱水方法，其特征是：预设值A为初始导电率的10%-30%。

3.根据权利要求1所述的一种污泥脱水方法，其特征是：所述电源为间歇式电源设备，在S5和S6步骤中设置有S5.1和S5.2；

S5.1，断电脱水，在通电8-12h后断电1-4h；

S5.2、深脱水，重复S5和S5.1的步骤1-4次。

4.根据权利要求3所述的一种污泥脱水方法，其特征是：所述顶部设置有一用于保持电极材料(4)与脱水容器内污泥接触的下压装置，所述下压装置包括配重块以及用于向配重块施加压力的施力件，在S5.1步骤中进行断电的同时，启动施力件向配重块施加压力，压力呈递增式增大，当达到最大后保持在50-800Kpa/cm²的压力。

5.根据权利要求4所述的一种污泥脱水方法，其特征是：所述顶部设有用于抬起配重块的抬升气缸(6)，在S2步骤中，抬升气缸(6)拉住配重块保持电极材料(4)与泥浆接触。

6.根据权利要求5所述的一种污泥脱水方法，其特征是：所述配重块的顶端设置有连接柱(21)，所述抬升气缸(6)的活塞杆插设于连接柱(21)上形成一伸缩杆结构，所述抬升气缸(6)推动配重块下压时即为施力件。

7.根据权利要求4所述的一种污泥脱水方法，其特征是：所述绝缘容器本体(1)的底端设置有出泥口(11)，所述底部为可封闭出泥口(11)的翻转式的底盖(3)或旋转式的底盖(3)，在S6步骤中，打开底盖(3)，施力件推动配重块下压将污泥使其从下方的出泥口(11)排出。

8.根据权利要求1所述的一种污泥脱水方法，其特征是：所述检测单元(92)为插设于污泥内的含水量传感器或与脱水容器串联设置的电流表传感器。

9.根据权利要求1所述的一种污泥脱水方法，其特征是：所述绝缘容器本体(1)的侧壁上设置有排水腔(7)，所述排水腔(7)与绝缘容器本体(1)的容腔间隔绝设置有滤水网(8)，所述滤水网(8)自绝缘容器本体(1)下方往上插接于绝缘容器本体(1)上，在S3步骤中，通过滤水网(8)进行排水，且在滤水网(8)堵塞、排水不畅的情形下，可以通过向下滑移滤水网(8)打开相应大小的排水口（13）进行排水。

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