CN214360966U - 一种用于连续运行的电化学强化污泥脱水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于污泥处理技术领域，公开了一种用于连续运行的电化学强化污泥脱水装置，包括设置在调理罐主体(1)内的阴极极板(6)和阳极极板(7)，能够对待处理污泥施加电化学处理，进而能够在调理剂对待处理污泥的调理过程进行促进的同时，耦合电化学氧化反应及电芬顿反应的综合作用实现对待处理污泥的脱水；并且，在调理罐主体的内部还设置有传感器(12)，用于实时监测温度和pH值。本实用新型通过对装置各组件的结构及其设置方式、配合工作方式等进行改进，与现有技术相比能够有效解决污泥脱水处理手段复杂等问题，装置简单、操作便捷、脱水效果好。
Description
技术领域
本实用新型属于污泥处理技术领域，更具体地，涉及一种用于连续运行的电化学强化污泥脱水装置。
背景技术
基于活性污泥法的城市污泥处理厂不可避免地会产生大量的污泥。污泥体积大、污染易扩散、难运输、难储存。按照国家相关规定，污泥含水率达到60％以下才能填埋；污泥形成硬性块状才能与其他物质混合送入分解炉进行燃烧，这种状态的污泥含水率在50％左右。污泥脱水，能够降低污泥的含水率，缩减其体积，经过深度脱水的污泥可形成含水率极低的干硬泥饼，有害物质随着水分流出。且泥饼无粘性、表面干燥，不再有臭味，能够使污泥稳定化，同时利于污泥的后续处理与处置及资源化利用。
目前污泥深度脱水技术大致有以下几种方法：化学调理污泥深度脱水技术、常规机械压力的污泥深度脱水技术、化学调理和机械压力一体化的污泥深度脱水技术。然而这些技术普遍都有脱水效率低、效果差、工艺繁琐等问题。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的在于提供一种用于连续运行的电化学强化污泥脱水装置，其中通过对装置各组件的结构及其设置方式、配合工作方式等进行改进，与现有技术相比能够有效解决污泥脱水处理手段复杂等问题，装置结构简单、操作便捷、脱水效果好。本实用新型的装置能够对污泥进行电化学调理，通过电化学氧化反应及电芬顿反应，原位产生羟基自由基和零价铁，破坏污泥絮体及其胞外聚合物(EPS)结构，释放污泥中的结合水，强化污泥脱水性能。
为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种用于连续运行的电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，包括调理罐主体(1)，该调理罐主体(1)内设置有阴极极板(6)和阳极极板(7)，能够对待处理污泥施加电化学处理，进而能够在调理剂对待处理污泥的调理过程进行促进的同时，耦合电化学氧化反应及电芬顿反应的综合作用，实现对待处理污泥的脱水；
并且，在所述调理罐主体(1)的内部还设置有传感器(12)，所述传感器(12)用于实时监测温度和pH值。
作为本实用新型的进一步优选，所述调理罐主体(1)的上部开设有进泥口(3)，用于向所述调理罐主体(1)输入待处理污泥；所述调理罐主体(1)的下部开设有出泥口(4)，用于输出经处理后的脱水污泥。
作为本实用新型的进一步优选，所述进泥口(3)和所述出泥口(4)上均设置有电磁阀，分别用于切换所述进泥口(3)和所述出泥口(4)的开关状态；
所述进泥口(3)还与蠕动泵(2)相连，该蠕动泵(2)用于提供动力使待处理污泥经所述进泥口(3)输入至所述调理罐主体(1)内。
作为本实用新型的进一步优选，所述阴极极板(6)和所述阳极极板(7)均与稳压恒流电源相连，该稳压恒流电源用于为电化学处理提供稳定电源。
作为本实用新型的进一步优选，所述阴极极板(6)和所述阳极极板(7)均固定在联轴器(5)上，以转轴式电极阵列的形式交替排列；
所述联轴器(5)经过所述调理罐主体(1)的中轴线，还与电机(11)相连，用于在所述电机(11)的驱动下转动，同时带动所述阴极极板(6)和所述阳极极板(7)旋转实现对所述调理罐主体(1)内待处理污泥的搅拌，以促进污泥的脱水。
作为本实用新型的进一步优选，所述阴极极板(6)为Ti筛板，筛孔孔径为5mm，任意一个所述阴极极板(6)的厚度均为2mm；
所述阳极极板(7)为Ti/RuO2-IrO2合金筛板，筛孔孔径为5mm，任意一个所述阳极极板(7)的厚度均为2mm；
并且，所述阴极极板(6)和所述阳极极板(7)在所述调理罐主体(1)底面所在平面上的投影面积相同。
作为本实用新型的进一步优选，所述调理罐主体(1)侧面开设有多个进药口(9)，这些进药口(9)与位于所述调理罐主体(1)外的给药管道(8)相连；所述进药口(9)与所述调理罐主体(1)之间通过电磁阀(10)相连，所述电磁阀(10)用于控制所述给药管道(8)内预先保存的调理剂输入所述调理罐主体(1)中的开关状态。
作为本实用新型的进一步优选，所述调理罐主体(1)为圆柱体形罐体。
作为本实用新型的进一步优选，所述调理剂为七水合硫酸亚铁。
通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型中用于连续运行的电化学强化污泥脱水装置，通过采用电化学调理，解决了现有技术脱水效率低的问题，大幅度提升了污泥的脱水效率，污泥的含水率显著地降低。并且，本实用新型尤其可通过设置蠕动泵，控制进泥和排泥口的污泥流速，使调理罐中污泥在电极极板上充分反应，实现污泥的自动化、连续调理(即，通过连续运行的方式来强化污泥的脱水过程)。
本实用新型装置结构简单，简化工艺流程，操作简便。利用本实用新型装置，待处理污泥被输送进入电化学调理罐，在调理罐中通过发生电化学氧化、电芬顿反应，破坏污泥的结构及其胞外聚合物，同时污泥在絮凝作用下将小颗粒污泥絮凝成致密颗粒，实现污泥的深度脱水。
具体说来，本实用新型能够取得以下技术效果：
1、本实用新型采用电化学调理工艺脱水效果好，以现有技术中已知的调理剂七水合硫酸亚铁为例，污泥经过充分的电化学氧化、电芬顿反应及絮凝后，最终得到的污泥含水率仅为47.2％，脱水率显著提升，脱水效果稳定。
2、本实用新型优选采用可旋转式电极阵列，减少额外的搅拌装置，降低电能消耗量，电极使用寿命延长，电极材料更换简便，污泥调理效率高。
3、本实用新型可额外选配智能控制系统，在脱离人为实时监控的条件下进行连续运行；这一连续式的调理方式，能够降低重复性劳动的强度，可实现24小时不间断运行，处理能力大大提高，同时采用智能控制体系，可视化程度及自动化程度高，操作简便，具有极大地实际应用潜力。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构示意图。
图2为实施例2中的智能控制系统示意图。
图3为使用本实用新型装置的实施例1的处理效果结果图；其中，所使用的调理条件为：反应电压20V、调理剂(七水合硫酸亚铁)用量30g，调理时间120min。
图1中各附图标记的含义如下：1-电化学调理罐主体(即，调理罐主体；以下简写为：电化学调理罐，罐体)、2-蠕动泵、3-进泥口、4-出泥口、5-联轴器、6-阴极极板、7-阳极极板、8-给药管道、9-进药口、10-电磁阀、11-电机、12-传感器(即，温度和pH一体式传感器)。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
本实施例中的电化学强化污泥脱水装置，包括调理罐主体1，该调理罐主体1内设置有阴极极板6和阳极极板7，能够对待处理污泥施加电化学处理；配合调理罐主体1内添加的调理剂对待处理污泥调理过程的促进作用(即，在装置使用时，可向调理罐主体1添加调理剂以促进待处理污泥的调理过程)，在电化学作用下，能够耦合电化学氧化反应及电芬顿反应的综合作用实现对待处理污泥的脱水；其中，在调理罐主体1的内部还设置有传感器12，所述传感器12用于实时监测温度和pH值。调理罐主体1的上部可开设有进泥口3，用于向调理罐主体1输入待处理污泥；调理罐主体1的下部开设有出泥口4，用于输出经处理后的脱水污泥。
进泥口3和出泥口4上均设置有电磁阀，分别用于切换进泥口3和出泥口4的开关状态；进泥口3还与蠕动泵2相连，该蠕动泵2用于提供动力使待处理污泥经进泥口3输入至调理罐主体1内。阴极极板6和阳极极板7均可固定在联轴器5上，以转轴式电极阵列的形式交替排列；联轴器5经过调理罐主体1的中轴线，还与电机11相连，用于在电机11的驱动下转动，同时带动阴极极板6和阳极极板7旋转实现对调理罐主体1内待处理污泥的搅拌，以促进污泥的脱水。调理罐主体1侧面开设有多个进药口9，这些进药口9与位于调理罐主体1外的给药管道8相连，通过控制电磁阀10，将给药管道8内的预先保存的调理剂输入至调理罐主体1中。
本实例中阴极极板采用Ti筛板，筛孔孔径为5mm，阴极极板厚度均为2mm；阳极极板采用现有技术中已知的Ti/RuO2-IrO2合金筛板，筛孔孔径为5mm，厚度为2mm；设置两组阴级极板和阳极极板，呈交叉分布。本实例试验污泥为某市政污水厂浓缩池污泥，电化学调理罐为2L，待处理污泥用量为1.5L，调理条件为反应电压20V、调理剂(七水合硫酸亚铁)用量为30g、调理时间120min，本实例中调理结果从原始污泥CST从126.5s降至37.3s，含水率降至47.2％。
此外，可以额外配置与调理罐相连的智能控制系统，实现电化学污泥深度脱水过程的自动控制，具体详见下面的实施例2。
实施例2
本实施例中电化学强化污泥脱水装置，能够在脱离人为实时监控的条件下进行连续运行，主要由以下几部分构成，蠕动泵、稳压恒流电源、电化学调理罐及智能控制系统，其中：
所述电化学调理罐1的顶部侧边及底部侧边设有进泥口3、出泥口4，污泥在蠕动泵2的作用下，由进泥口3进入罐体1、由出泥口4离开罐体1。侧面设置有给药管道8及进药口9，进药口9前设置有电磁阀10，通过控制电磁阀10向罐体1添加调理剂七水合硫酸亚铁。所述转轴式电极阵列包括联轴器5、阴极极板6、阳极极板7，联轴器5固定在罐体1内，并与电机11相连，阴极极板6及阳极极板7交替放置固定在联轴器5上。污泥在阴极极板6与阳极极板7之间发生电化学氧化、电芬顿反应及絮凝作用，实现污泥的深度脱水。电机11转动，带动联轴器5及阴极极板6、阳极极板7一起转动，实现搅拌功能。温度和pH一体式传感器12固定在联轴器5上，用于监测罐体1中的温度及pH值。温度及pH一体式传感器固定在罐体内即可(例如，也可固定在罐体的内壁上)，实时监测罐体内温度及pH值，保证电化学调理过程正常进行。
如图2所示，所述智能化控制系统包括主板、分电板、终端控制程序，并与电机、电磁阀、传感器、蠕动泵相连，实现污泥进出罐体、电化学调理过程自动给药、搅拌的自动化控制，实时监测电化学调理反应进程。所述稳压恒流电源通过电源线与分电板相连，为整个智能化控制系统供电。主板通过控制电磁阀和蠕动泵2的开启与关闭，控制污泥进出罐体1，并控制给药管道8向罐体1中添加调理剂。所述主板通过控制电机转动，控制转轴式电极阵列转动，实现搅拌功能。
本实例提供的基于连续流运行的污泥电化学预处理装置运行过程为：
终端控制程序控制装置开始运行。打开蠕动泵2，污泥在蠕动泵2的作用下，由进泥口3进入罐体1，阴极极板6和阳极极板7通电，污泥在极板之间内发生电化学氧化、电芬顿反应及絮凝作用，实现污泥的深度脱水。反应开始后电机11开始按照给定转速转动，带动联轴器5及阴极极板6、阳极极板7一起转动，对罐体1内的污泥进行搅拌，使得电化学调理反应更为充分。反应期间，电磁阀10根据预先设定的程序，将储存在给药管道8中的调理剂(如七水合硫酸亚铁)通过进药口9添加至罐体1中，使调理过程处于最佳状态。装置运行期间，温度和pH一体式传感器12对罐体1中的温度及pH值进行实时监测，并在终端控制程序中显示。
上述实施例仅为示例，例如，调理剂除了七水合硫酸亚铁外，还可以采用现有技术中已知的其他污泥调理剂。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于连续运行的电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，包括调理罐主体(1)，该调理罐主体(1)内设置有阴极极板(6)和阳极极板(7)，能够对待处理污泥施加电化学处理，进而能够在调理剂对待处理污泥的调理过程进行促进的同时，耦合电化学氧化反应及电芬顿反应的综合作用，实现对待处理污泥的脱水；
并且，在所述调理罐主体(1)的内部还设置有传感器(12)，所述传感器(12)用于实时监测温度和pH值。
2.如权利要求1所述电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，所述调理罐主体(1)的上部开设有进泥口(3)，用于向所述调理罐主体(1)输入待处理污泥；所述调理罐主体(1)的下部开设有出泥口(4)，用于输出经处理后的脱水污泥。
3.如权利要求2所述电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，所述进泥口(3)和所述出泥口(4)上均设置有电磁阀，分别用于切换所述进泥口(3)和所述出泥口(4)的开关状态；
所述进泥口(3)还与蠕动泵(2)相连，该蠕动泵(2)用于提供动力使待处理污泥经所述进泥口(3)输入至所述调理罐主体(1)内。
4.如权利要求1所述电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，所述阴极极板(6)和所述阳极极板(7)均与稳压恒流电源相连，该稳压恒流电源用于为电化学处理提供稳定电源。
5.如权利要求1所述电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，所述阴极极板(6)和所述阳极极板(7)均固定在联轴器(5)上，以转轴式电极阵列的形式交替排列；
所述联轴器(5)经过所述调理罐主体(1)的中轴线，还与电机(11)相连，用于在所述电机(11)的驱动下转动，同时带动所述阴极极板(6)和所述阳极极板(7)旋转实现对所述调理罐主体(1)内待处理污泥的搅拌，以促进污泥的脱水。
6.如权利要求5所述电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，所述阴极极板(6)为Ti筛板，筛孔孔径为5mm，任意一个所述阴极极板(6)的厚度均为2mm；
所述阳极极板(7)为Ti/RuO2-IrO2合金筛板，筛孔孔径为5mm，任意一个所述阳极极板(7)的厚度均为2mm；
并且，所述阴极极板(6)和所述阳极极板(7)在所述调理罐主体(1)底面所在平面上的投影面积相同。
7.如权利要求1所述电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，所述调理罐主体(1)侧面开设有多个进药口(9)，这些进药口(9)与位于所述调理罐主体(1)外的给药管道(8)相连；所述进药口(9)与所述调理罐主体(1)之间通过电磁阀(10)相连，所述电磁阀(10)用于控制所述给药管道(8)内预先保存的调理剂输入所述调理罐主体(1)中的开关状态。
8.如权利要求1所述电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，所述调理罐主体(1)为圆柱体形罐体。
9.如权利要求1所述电化学强化污泥脱水装置，其特征在于，所述调理剂为七水合硫酸亚铁。
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211008 |