一种电渗固化联合处理污染淤泥的方法技术

本发明专利技术申请公开了一种电渗固化联合处理污染淤泥的方法，它包括以下步骤：1)捞出污染淤泥，过滤除掉污染淤泥表面的水，得到预处理污泥；2)将预处理污泥填入电渗装置进行电渗处理，直至达到所需含水量；3)取出电渗装置的电极，并向处理池中加入固化剂，搅拌，得到固化淤泥。上述方法施工方便，仅需少量的能耗和固化剂就能够达到很好地排水固结效果。

A method of electroosmotic solidification combined treatment of contaminated sludge

【技术实现步骤摘要】
一种电渗固化联合处理污染淤泥的方法
本专利技术涉及污染淤泥处理
，具体涉及一种电渗固化联合处理污染淤泥的方法。
技术介绍
由于沿海国家、海滨城市、江河沿岸等水资源丰富的地区具有得天独厚的地理优势，因而经济发展迅速、人流量巨大，使得商业用地和住房用地都很紧俏，但这随之带来的是土地资源紧缺。为了缓解这种情况，世界各地均有围海造陆工程，就是在淤积型潮滩岸段，把砂石注入海中造陆或构筑人工岛以增加土地供应量；然而，海相淤泥的含水率高达70wt％，其余多为泥沙，这样吹填到岸边上来的泥水混合物为流塑状态，所形成的的吹填地基承载力极低、抗压强度极低，无法直接应用于填筑路基；而且人类长期向海边倾倒大量生活垃圾、河道淤泥等，加之海边建设的工厂排放出石油、重金属、酸碱、农药等多重污染源，使得海相淤泥存在大面积的严重污染，必须经处理方可利用。除了海相淤泥，江河湖体也会由于自然因素和人为因素而产生污染严重的河道淤泥，这些污染淤泥(简称污泥)对生态环境造成了威胁。面对上述情况，海岸工程的建设维护和水环境污染治理中已经涌现出大量与污染淤泥排水固结相关的工程技术，包括堆载和真空预压等物理固结方法、固化剂和电渗法等化学固结方法。上述固结技术中，通常堆载和真空预压法需要在场地施加荷载，但由于海相淤泥初期的强度都比较低，在岸边无法架设常规的设备，使得加固受到一定限制，且针对低渗透性的海相淤泥堆载的效果一般；真空预压法则是在加固区铺设水平排水砂垫层并插入竖向排水体，再在砂垫层上用密封膜密封，通过抽真空使土体产生负压，将土体中的孔隙水抽出从而使土体固结，这样抽真空通常需要真空泵工作2～5个月，以维持真空度在80～90kPa，所以施工耗费时间很长。固化剂是常用的化学固结方法，但由于污染淤泥的含水率越高，需要的固化剂越多，对于海相淤泥，如果直接使用固化剂处理一般掺量会达到10～15wt％，又由于海相淤泥体量巨大，故所需固化剂用量极大，如1t海相淤泥掺入100～150kg传统固化剂，这样大的使用量无疑会增加成本。而现有的电渗法，也称电动修复技术或电化学方法，一般是先添加一些外掺剂，比如酸或络合物能够降低Zn、Pd、Cu等重金属离子与土颗粒之间的吸附作用，然后脱离开土颗粒的重金属离子就可以随电迁移完成运移，这样使用电动修复技术的特点是前期效果很好，但是后期随着重金属离子浓度的降低，所需要的能耗越高、效果变差，所以耗时长、成本高，还有外掺剂带来的二次污染问题。而且目前的电动修复技术所需的装置需要具备添加外加溶液的功能，且设备必须密封，使得溶液不会渗漏出来；但是室外搭建装置的成本过高，所以大多只能在室内进行，无法大规模应用。CN102704463B公开了一种淤泥地基真空预压-电渗联合加固方法，首先进行真空预压，抽出软土中的孔隙水，使软土固结压缩、强度提高，当抽真空一段时间后，加固效果无法再提高时，开始同时进行电渗，进一步排出单纯真空预压作用无法排出的部分自由水和弱结合水；但是上述方法仅对超软淤泥地基具有良好的加固效果，对于含重金属离子的河道淤泥不具普适性，尤其对重金属离子的稳定固化不具有显著的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种施工方便的电渗固化联合处理污染淤泥的方法，仅需少量的能耗和固化剂就能够达到很好地排水固结效果。本专利技术的技术解决方案如下：一种电渗固化联合处理污染淤泥的方法，它包括以下步骤：1)捞出污染淤泥，过滤除掉污染淤泥表面的水，得到预处理污泥；2)将预处理污泥填入电渗装置进行电渗处理，直至达到所需含水量；所述电渗装置包括处理池、电极、直流电源和导线，电极包括设在处理池左侧壁的阴极和设在处理池右侧壁的阳极，阴极和阳极分别通过导线与直流电源连接；所述电渗处理指开启直流电源，使预处理污泥中的水、重金属离子由阳极运移到阴极；3)取出电渗装置的电极，并向处理池中加入固化剂，搅拌，得到固化淤泥。本专利技术电渗固化联合处理污染淤泥的方法与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：首先从河道、江边或海岸捞出污染淤泥，滤除大部分的自由水，使其含水率为68～72wt％，这样仅针对性地从水体中把污泥打捞出来，使得施工时淤泥的总体量大大减小，有助于减少后期电渗处理的耗电量和固化剂使用量。然后将预处理污泥填入电渗装置进行电渗处理，即通过电渗装置给预处理污泥提供有向电场。在有向电场的作用下，水及水中的带电粒子会随电场方向移动，水由阳极往阴极运移；而带电粒子，主要是离子的移动会受到电渗透、电迁移、弥散和对流多重作用，其中弥散和对流作用在淤泥中相对较弱，所以离子主要通过电渗透和电迁移两种方式移动。电渗透主要针对溶于水中的离子，如Ca、Na等离子通过电渗透作用会随水一起由阳极往阴极移动；电迁移则针对的是吸附在污泥中土颗粒上的离子，如Zn、Pd、Cu等重金属离子主要通过电迁移完成运移，由于不同重金属的惰性有差别，重金属离子与土颗粒的吸附能力也不同，其中Cu、Zn离子较容易运移，Pd离子与土颗粒的吸附能力较强、无外掺剂情况下几乎不运移。而且电渗时排水速率与土颗粒粒径无关、固结过程不会因强度低而失稳破坏，经过电渗处理，污泥的含水率快速降低，同时带走污泥中全部水溶性离子和部分Cu、Zn等重金属离子，降低了重金属在污泥中的总量。待达到所需含水率后，从处理池中取出电极，并向处理池中加入固化剂，搅拌。由于经过步骤1)和2)后水和重金属含量都大大减少，所以步骤3)添加固化剂的量自然大大减少，而且能很容易快速地将Pd离子等与土颗粒的吸附能力较强的重金属固结在土中，最终重金属的检测值降低。综上，本专利技术充分发挥了电渗技术和固化剂的优点，先通过电渗技术快速降低污泥含水率的同时带走污泥中部分Cu、Zn等重金属，紧接着与固化技术有效地结合，从水和重金属两个方面极大地减少了固化剂的用量，降低成本。本专利技术无需使用外掺剂，不会对环境造成二次污染，不仅可以在室内处理，而且完全可以在污染淤泥附近的空地大规模应用。前期采用电渗处理，施工荷载小，通电时间不超过1天，耗电量少，施工方便，后期固化剂用量少，即本专利技术仅需少量的能耗和固化剂就能够达到很好地排水固结效果。优选地，所述处理池为室内的模型箱或室外的空地。处理池，也称电渗池或电解池，是用于电渗的场所。在处理污染土时因地制宜，如果需要处理的污泥体量较少，或者污泥附近很方便建设电渗处理室，则在室内采用模型箱作处理池，将污泥运输到模型箱来处理；如果需要处理的污泥体量较大，且在室内用模型箱运输费时费力，则在河道、江边或海岸的空地上开挖出一定体积的处理池，用于设置电渗装置并处理污泥。进一步优选地，所述处理池为室内的模型箱时，采用限值为60V、2A的直流电源和截面积为1mm2的铜导线。由于室内的模型箱较小，电渗所需的功率较小，所以采用上述直流电源和铜导线即可完成电渗处理。进一步优选地，所述处理池为室外的空地时，采用限值为240V、1A的直流电源和5mm2的铜导线。由于室外的空地较大，电渗所需的功率较大，所以采用上述直流电源和铜导线来更快速的完成电渗处理。优选地，所述电极材料为不锈钢电极板或电动土工合成材料。由于电化学作用的存在，在对电极通电时电极会出现腐蚀现象，而采用上述电动土工合成材料(简称EKG材料)或不锈钢电极板都能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电渗固化联合处理污染淤泥的方法，其特征在于，它包括以下步骤：1)捞出污染淤泥，过滤除掉污染淤泥表面的水，得到预处理污泥；2)将预处理污泥填入电渗装置进行电渗处理，直至达到所需含水量；所述电渗装置包括处理池、电极和直流电源，电极包括设在处理池两侧的阳极和阴极，阳极和阴极分别通过导线与直流电源连接；所述电渗处理指开启直流电源，使预处理污泥中的水、重金属离子由阳极运移到阴极；3)取出电渗装置的电极，并向处理池中加入固化剂，搅拌，得到固化淤泥。

【技术特征摘要】
1.一种电渗固化联合处理污染淤泥的方法，其特征在于，它包括以下步骤：1)捞出污染淤泥，过滤除掉污染淤泥表面的水，得到预处理污泥；2)将预处理污泥填入电渗装置进行电渗处理，直至达到所需含水量；所述电渗装置包括处理池、电极和直流电源，电极包括设在处理池两侧的阳极和阴极，阳极和阴极分别通过导线与直流电源连接；所述电渗处理指开启直流电源，使预处理污泥中的水、重金属离子由阳极运移到阴极；3)取出电渗装置的电极，并向处理池中加入固化剂，搅拌，得到固化淤泥。2.根据权利要求1所述的电渗固化联合处理污染淤泥的方法，其特征在于，所述处理池为室内的模型箱或室外的空地。3.根据权利要求2所述的电渗固化联合处理污染淤泥的方法，其特征在于，所述处理池为室内的模型箱时，采用限值为60V、2A的直流电源和截面积为1mm2的铜导线。4.根据权利要求2所述的电渗固化联合处理污染淤泥的方法，其特征在于，所述处理池为室外的空地时，采用限值为240V、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘崇根，谢新宇，朱侠达，朱大勇，羊嘉文，朱籽臻，林伟，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33