本发明专利技术公开了一种污水污泥电渗透压滤协同脱水装置，包括电渗透挤压容器(3)、阳极板(4)和阴极板(5)，所述的阳极板(4)和阴极板(5)设置在电渗透挤压容器(3)内，在电场力作用下，污泥颗粒向阳极板运动，水分子向阴极板运动，并施加阳极板与阴极板之间的压力，使得电渗透出的水分从电渗透挤压脱水装置中流出；在完成上述电渗透脱水后，阳极板(4)的污泥含水率低，污泥干化，则停止电渗透脱水，并加大阳极板(4)和阴极板(5)之间的压力，实现超高压机械压滤脱水，使得两极板间含水率均匀。本发明专利技术电渗透耦合脱水和机械超高压脱水相结合的协同脱水方式大大降低了脱水的能耗，经本发明专利技术处理后的污泥含水率更低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水污泥处理领域，具体地说是一种污水污泥电渗透压滤协同脱水装置。
技术介绍
污泥高含水率是制约着污泥处理处置的瓶颈，含水率高的污泥不仅体积庞大，而且所含的大量有机质、重金属和有害微生物也容易腐化或释放到环境中，引起二次污染，对于污泥后续的填埋、焚烧、资源化利用等都造成不利的影响。因此，污泥深度脱水减量化是污泥处理首要目的，减量化是实现污泥其它“三化”的基础，污泥越干，后续处理处置越有利。污泥中含有4种形态水分，即自由水、吸附水、毛细水和内部水。吸附水、毛细水和内部水虽然只占污泥水分的小部分，但其总含量还是远超干污泥的质量，采用常规方法不易除去，污泥含水率难以进一步降低。污泥特殊的絮体结构是影响污泥深度脱水的主要因素，它主要由高度水合的胞外聚合物(EPS)包裹吸附水中的悬浮颗粒而形成，具有特殊的双电层结构，导致污泥沉降性能和脱水性能很差。要实现污泥的深度脱水，必须首先破坏污泥的特殊絮体结构，释放被束缚的水分，减弱污泥表面亲水性。电渗透脱水技术正是利用污泥存在的一种特殊双电层结构而实现脱水。污泥污泥颗粒带负电，而水分子带正电，在电场力作用下，带负电的污泥颗粒往阳极板运动，而带正电水分子往阴极板运动。作为一种新型、绿色、高效的固液分离技术，电渗透脱水技术由于具有良好的脱水性能、灵活性高、无污染、可控性强等优点，近年来受到广泛关注，越来越多的研究人员将其应用于污泥脱水当中，以期达到对污泥进行深度脱水的目的。与现有污泥深度脱水技术(热干化、化学调理+高压压榨方法等)相比，电渗透脱水技术具有一系列独特的优点，具体表现为：良好的脱水效果，电渗透脱水过程中，在电化学反应作用下，污泥细胞受电刺激，电解水定向强力移动产生布朗运动，细胞内的温度升高、压力增大，使得细胞膜破裂，部分膜内水流出，电渗透脱水可除去传统机械脱水所不能够脱除的部分水分，经过电渗透脱水，污泥的含水率可降低至60％以下；与热干化相比具有一定的节能优势，降低了污泥深度处理干化的费用；只是对污泥减量化脱水，不改变污泥的性质、成分，不增加新的物质，对后续的任一种污泥处置方式无影响；处理过程清 洁，无二次污染。如果将含水率很高的污泥直接进入电渗透，需要脱除大量的水分，将大幅度提高电渗透的能耗，必须在电渗透脱水之前，采用机械脱水的方法对污泥进行初步脱水，使得污泥含水率达到一定的程度后再进入电渗透脱水，达到最佳的节能效果。然而，电渗透脱水技术作为一门新兴的污泥脱水技术，目前还存在着以下主要问题：(1)脱水后污泥最终含水率仍有50％-60％，很难突破50％，难以形成污泥电渗透高干度脱水技术；(2)电渗透过程中，阳极附近污泥的含水率快速降低，而且电化学反应气体的产生及污泥泥饼中出现裂缝，污泥泥饼与电极板之间的接触面积减小，导致污泥电阻增大，电流下降，脱水效果变差；(3)脱水过程中，电场产生电流会有电能转换成热能，使污泥温度升高，实际上存在着能耗偏大问题；(4)泥饼在厚度方向上的含水率分布不均，阳极层污泥含水率较低，水分子积聚在阴极层而导致阴极板附近污泥含水率较高。当前也有采用交变电场降低污泥干化对脱水效果的影响，以部分解决上述技术问题。交变电场就是电渗透一定时间后，电极反接，相反电流流过物料层，可降低物料层内的电阻和减轻电极的电化学反应，同时促使水分回流解决当前阳极层污泥干化问题。通过对豆腐渣实验发现，采用电极反接比连续工作，电渗透流量可提高40％以上。用白色粘土进行交流实验，交流比直流最终脱水量增加，但频率较高时，脱水效率反而降低，采用交变电场能耗较高，而且频率较难控制。可见，采用交变电场无法从根本上解决上述电渗透脱水技术存在的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对上述现有技术存在的电渗透过程中阳极层污泥快速干化，电阻迅速增加、电流迅速降低，能耗高、含水率不均等问题，提出一种能耗低、脱水后含水率低的污水污泥电渗透机械协同脱水装置。本专利技术的技术解决方案是，提供一种以下结构的污水污泥电渗透压滤协同脱水装置，包括电渗透挤压容器、阳极板和阴极板，所述的阳极板和阴极板设置在电渗透挤压容器内，在电场力作用下，污泥颗粒向阳极板运动，水分子向阴极板运动，并施加阳极板与阴极板之间的压力，使得电渗透出的水分从电渗透压滤协同脱水装置中流出；在完成上述电渗透脱水后，阳极板的污泥含水率低，电渗透脱水效果变差，则停止电渗透脱水，加大阳极板和阴极板之间的压力，实现超高压机械压滤脱水，使得两极板间含水率均匀，进一步降低污泥的含水率。采用以上结构，本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：通过采用机械压滤与电渗透 相结合，增大电极板与污泥接触紧密度，使电阻减小，电流增大，以提升脱水效果，并通过超高压脱水进一步降低污水污泥的含水率；本专利技术电渗透耦合脱水和机械超高压脱水相结合的协同脱水方式大大降低了脱水的能耗，经本专利技术处理后的污泥含水率更低。作为改进，在所述阴极板下方设置海绵体，以吸收阴极板上积聚的水分，并通过输送挤压装置将海绵体输送出，在输送过程中对其进行挤压，去除掉海绵体吸收的水分，形成干燥的海绵体以利于下次循环吸水，在此过程中，输送挤压装置将另一海绵体置于阴极板下方。通过这种方式，可以加速阴极板水分的流出，并通过自动化机构进行更换和挤压，并循环使用。作为改进，所述的输送挤压装置包括两个第一滚筒，所述的两个第一滚筒上设有输送带，所述的输送带位于阴极板的正下方，在所述输送带上设置两个海绵体，至少在其中一个第一滚筒的上方设置第二滚筒，该第一滚筒与所述第二滚筒的间隙小于海绵体的厚度。通过这种方式，可以利用传输滚筒对海绵体做挤压动作，有利于两个海绵体的交换吸水和挤压。作为改进，所述的电渗透压滤协同脱水装置还包括液压系统，所述的液压系统与所述的阳极板连接，以带动阳极板运动，所述的液压系统包括液压油缸和高低压调节装置，通过高低压调节装置调节液压油缸对阳极板的压力，以适应不同的脱水阶段。作为改进，所述的高低压调节装置包括单向节流阀Ⅰ、单向节流阀Ⅱ、电磁换向阀Ⅰ、电磁换向阀Ⅱ、低压直动式溢流阀、高压直动式溢流阀、先导式溢流阀及液压泵，所述的单向节流阀Ⅰ、单向节流阀Ⅱ分别与液压油缸的进出油口及电磁换向阀Ⅰ连接，所述的先导式溢流阀与电磁换向阀Ⅰ及电磁换向阀Ⅱ连接，所述的电磁换向阀Ⅱ与低压直动式溢流阀、高压直动式溢流阀连接，所述的低压直动式溢流阀、高压直动式溢流阀通过电磁换向阀Ⅱ可调节液压泵出口压力。作为改进，在电渗透脱水的同时，液压系统所施加在阳极板与阴极板之间的压力，保持电极板与污泥紧密接触，降低污泥电阻以提高电流，此时污泥水分由阳极板向阴极板单向运动；随着电渗透的进行，阳极板的污泥含水率低，污泥干化，则停止电渗透脱水，并加大阳极板和阴极板之间的压力，实现超高压机械压滤脱水，污泥水分同时向阳极板及阴极板运动，使得污泥水分由单向运动变为双向运动， 使得两极板间含水率均匀。作为改进，所述的电渗透挤压脱水装置还包括直流电源、滤布、封板和绝缘圈，所述的阳极板为多层阶梯结构，设置在电渗透挤压容器的上端，所述的阴极板为平板结构，设置在电渗透挤压容器的下端，所述的直流电源正负极分别与阳极板和阴极板电连接。阳极 板采用多层结构，使得当最上层阳极板污泥干化时，下面几层污泥还仍有一定的湿度，使得污泥的电阻增加减慢，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种污水污泥电渗透压滤协同脱水装置，其特征在于：包括电渗透挤压容器(3)、阳极板(4)和阴极板(5)，所述的阳极板(4)和阴极板(5)设置在电渗透挤压容器(3)内，在电场力作用下，污泥颗粒向阳极板运动，水分子向阴极板运动，并施加阳极板与阴极板之间的压力，使得电渗透出的水分从电渗透挤压脱水装置中流出；在完成上述电渗透脱水后，阳极板(4)的污泥含水率低，污泥干化，则停止电渗透脱水，并加大阳极板(4)和阴极板(5)之间的压力，实现超高压机械压滤脱水，使得两极板间含水率均匀。
【技术特征摘要】
1.一种污水污泥电渗透压滤协同脱水装置，其特征在于：包括电渗透挤压容器(3)、阳极板(4)和阴极板(5)，所述的阳极板(4)和阴极板(5)设置在电渗透挤压容器(3)内，在电场力作用下，污泥颗粒向阳极板运动，水分子向阴极板运动，并施加阳极板与阴极板之间的压力，使得电渗透出的水分从电渗透挤压脱水装置中流出；在完成上述电渗透脱水后，阳极板(4)的污泥含水率低，污泥干化，则停止电渗透脱水，并加大阳极板(4)和阴极板(5)之间的压力，实现超高压机械压滤脱水，使得两极板间含水率均匀。2.根据权利要求1所述的污水污泥电渗透压滤协同脱水装置，其特征在于：在所述阴极板(5)下方设置海绵体(18)，以吸收阴极板(5)上积聚的水分，并通过输送挤压装置将海绵体(18)输送出，在输送过程中对其进行挤压，去除掉海绵体(18)吸收的水分，形成干燥的海绵体(18)以利于下次循环吸水，在此过程中，输送挤压装置将另一海绵体(18)置于阴极板(5)下方。3.根据权利要求2所述的污水污泥电渗透压滤协同脱水装置，其特征在于：所述的输送挤压装置包括两个第一滚筒(19)，所述的两个第一滚筒(19)上设有输送带(20)，所述的输送带(20)位于阴极板(5)的正下方，在所述输送带(20)上设置两个海绵体(18)，至少在其中一个第一滚筒(19)的上方设置第二滚筒(21)，该第一滚筒(19)与所述第二滚筒(21)的间隙小于海绵体(18)的厚度。4.根据权利要求1所述的污水污泥电渗透压滤协同脱水装置，其特征在于：所述的电渗透挤压脱水装置还包括液压系统，所述的液压系统与所述的阳极板(4)连接，以带动阳极...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶宾期，刘晓冬，梁敖铭，万延见，赵子恺，卢锡龙，
申请(专利权)人：饶宾期，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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