一种波共振电化学污泥深度脱水技术制造技术

本发明专利技术涉及一种波共振电化学污泥深度脱水技术，其主要方法包括：通过对结合键与胶体层间束缚力的分析测定，外在施加一定能量密度且具有一定特征拥有类似结合键频率或缔合键频率的波共振叠加，同时在上述波共振叠加基础之上给胶体施以适当的电位使水分子依电渗电泳的方式彻底迁移出来达到脱水干化的目的。本发明专利技术提供的方法是水在液相状态下释放分离，无需克服大的相变能，能耗较低；且在电场作用下，通过震荡活化的水分子易于分离，方法简便易控，对不同污泥可以透过恒流恒压脉冲或换向多种选择达到最佳脱水目的。

【技术实现步骤摘要】
一种波共振电化学污泥深度脱水技术
本专利技术属于污泥处理
，尤其涉及一种波共振电化学污泥深度脱水技术。
技术介绍
污泥的产量随着我国污水处理率的不断提高呈显出上升趋势。污水处理过程就是将液态废水中的有害物质无害化，污染溶解悬浮物质通过适当处理以固相形式沉淀分离，水净化后进入自然水体循环或再利用。固态分离物质作为污泥成为水处理的副产物，通常含有大量难降解有机物、重金属和盐类，以及病原微生物和虫卵，若不妥善处理将造成严重的二次污染。剩余污泥，即污水处理后产生的污泥，最主要的特征就是含水率高，甚至高达99％，实现污泥减量化最直接也是最有效的方法就是去除污泥中的水分，但由于剩余污泥成分复杂，呈絮体状态，其脱水性能极差，未经处理的污泥若直接进行机械脱水，泥饼含水率仍高达80％左右，这远远低于我国固体垃圾填埋标准(含水率小于60％)。目前，常见的污泥脱水方法有干化法、机械法、调理法。干化法常见的是自然干化和加热干化两种，自然干化是一种简单传统的脱水方法，脱水成本低，但由于脱水效率低，占地面积大，对周围环境影响大，因此自然干化在大中型污水厂很少被采用；加热干化是采用人工加热的方法使得污泥中的水分快速被蒸发掉的一种方法，虽然脱水效率高，脱水后的污泥含水率可降至10％-30％，但是运行费用较高，对周围环境影响较大，比较适合于中小型污水厂污泥的集中处理与处置。机械脱水常见的有离心脱水、板框压滤脱水、带式压滤脱水、真空过滤脱水，真空过滤脱水由于其脱水噪声大，泥饼含水率高且占地面积大，因此很少被采用；相比其它脱水方法，板框压滤脱水泥饼含水率较低，但由于其间断式工作模式，脱水效率低，操作环境差，自动化程度不高等缺点限制了其在国内大型污水厂的应用；离心脱水和带式脱水由于操作方便和运行费用低仍被广为应用。调理法有化学调理、物理调理、生物调理，其中化学调理由于投资成本低，操作简单等优点目前仍被广泛采用。但是，简单的调理方法需要大量消耗化学药品，存在潜在污染和二次污染的弊端。目前，除了加热干燥法，污泥深度脱水所能达到的最低值大概就是70％，距离国家固体填埋标准尚有颇大的距离。调理法如果大量添加化学处理剂，污泥含固量固然可以降至很低，但消耗的化学药品和增量的固态污染物都不是环保处理所应该走的路。而加热干燥法从能耗和环保等角度看都不是一个可行的方案。因此，寻找一种高效污泥深度脱水工艺依然是目前环保行业孜孜努力研发的一个课题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种波共振电化学污泥深度脱水技术，通过电化学调理，将污泥胶体双电层结构改变，形成一种可预测的污泥胶体紧密与扩散层间结合键力。然后依照这个特征参数对结合的水分子通过一定的能量波破坏其束缚力而从污泥中释放出来。按照现代物理学概念，这个结合键力对水分子的约束是在一定的物理频率范围内发生作用。由于这个键力通常是介于化学键和物理结合力之间，因此通过常规机械方法很难克服这个束缚力将水分子释放出来，这也就是目前污泥深度脱水如此困难的原因。本技术充分考虑环保污泥成分结构特征和内部胶体分散状况而专利技术的一种新型脱水技术：通过对结合键与胶体层间束缚力的分析测定，外在施加一定能量密度且具有一定特征拥有类似结合键频率或缔合键频率的波共振叠加，同时在上述波共振叠加基础之上给胶体施以适当的电位使水分子依电渗电泳的方式彻底迁移出来达到脱水干化的目的。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术提出了一种波共振电化学污泥深度脱水方法，包括以下步骤：S1：絮凝化学调理：在每吨污泥中添加3-15kg调理剂进行化学调理；S2：电化学调理：化学调理后，将污泥移入电压为3-10V的电化学反应器进行催化活化，使污泥胶体双电层电位降低，且该污泥胶体中水分子与固态颗粒的结合键频率达到能量波设定频率范围内，得到活化污泥；S3：能量波设定频率确认：选择对该活化污泥施加的能量波设定频率为1000-5000Hz；S4：能量波共振协同电渗电泳脱水：通过波调制发生装置在所述能量波设定频率范围内选择与所述结合键频率相同的共振波频率进行共振，破坏该活化污泥胶体中水分子与固态颗粒的结合键，对该活化污泥进行震荡脱水处理，同时对该活化污泥施加电压进行电渗电泳，使水分子彻底迁移出来。进一步的，所述电渗电泳的方式为：恒流恒压脉冲方式，其中，电压为5-100V，电流密度为1-50A/dm3，脉冲频率与所述共振波频率相同。进一步的，所述能量波设定频率为1000-5000Hz时对应的双电层电位范围为±50mV。进一步的，所述调理剂包括：表面活性剂和电解质，其中，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，所述电解质为碱或碱土金属盐中的一种或多种。进一步的，还包括步骤S5：当所述活化污泥的结合键频率不在所述能量波设定频率范围内，对所述活化污泥进行添加所述电解质调理至pH值为6.3-7.5后，再进行步骤S4，其中，添加量为每吨污泥添加0.5-3kg电解质。进一步的，在进行所述絮凝化学调理时，调理污泥的pH值至6.3-7.5。进一步的，所述震荡脱水处理具体包括以下步骤：S401：添加所述调理剂进行调理后震荡活化；S402：震荡活化后进行机械固液分离初级脱水；S403：重复步骤S401进行多次震荡活化叠加后，进行机械固液分离深度脱水，其中，所述震荡脱水处理的总时间为5-30分钟。进一步的，所述机械脱水的装置包括：带式压滤机或板式压滤机。进一步的，选择对该活化污泥施加的能量波设定频率还包括：8000Hz以上。进一步的，所述波发生调制装置的能量波为机械波、电磁波或高频震荡波中的一种或多种，其波频率为1000-5000Hz或8000Hz以上，波能量密度与污泥处理负载量成正比。本专利技术的有益效果至少包括：1)本专利技术提供的方法简单，条件易控制；加入表面活性剂和电解质以及电化学催化调理，有效的改善了水的结合状态参数，使波共振叠加处于一个可控、可预测和可操作的有效范围进行；2)本专利技术提供的方法是水在液相状态下释放分离，无需克服大的相变能，能耗较低；3)本专利技术选择的能量波频率是依照不同污泥调理后的特征参数进行调节的，因而效率高适应面广；4)本专利技术在电场作用下，通过震荡活化的水分子易于分离，方法简便易控，对不同污泥可以透过恒流恒压脉冲或换向多种选择达到最佳脱水目的；5)本专利技术易于与其他机械、化学和物理脱水设备协同应用，可以达到良好的脱水效率和干化效果。附图说明图1为本专利技术脱水方法流程图。图2为本专利技术电渗电泳原理示意图。图3为本专利技术电渗电泳脱水过程示意图。其中，电渗电泳槽1，电极2，滤网介质3。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。目前的污水处理过程中，水体有害废物通过如物理化学絮凝沉降处理，把固态废物分离出来，处理后的水再行回用或者排入自然水体，而分离出来的固态废物，也就是待处理的污泥，其已经包含了大量的絮凝剂，有机无机废物，水处理过程中加入的其他添加剂，电解质等等。通常，污水处理厂出来的固废污泥大都是初级处理污泥，含水率在80-98％之间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波共振电化学污泥深度脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：絮凝化学调理：在每吨污泥中添加3‑15kg调理剂进行化学调理；S2：电化学调理：化学调理后，将污泥移入电压为3‑10V的电化学反应器进行催化活化，使污泥胶体双电层电位降低，且该污泥胶体中水分子与固态颗粒的结合键频率达到能量波设定频率范围内，得到活化污泥；S3：能量波设定频率确认：选择对该活化污泥施加的能量波设定频率为1000‑5000Hz；S4：能量波共振协同电渗电泳脱水：通过波调制发生装置在所述能量波设定频率范围内选择与所述结合键频率相同的共振波频率进行共振，破坏该活化污泥胶体中水分子与固态颗粒的结合键，对该活化污泥进行震荡脱水处理，同时对该活化污泥施加电压进行电渗电泳，使水分子彻底迁移出来。

【技术特征摘要】
1.一种波共振电化学污泥深度脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：絮凝化学调理：在每吨污泥中添加3-15kg调理剂进行化学调理；S2：电化学调理：化学调理后，将污泥移入电压为3-10V的电化学反应器进行催化活化，使污泥胶体双电层电位降低，且该污泥胶体中水分子与固态颗粒的结合键频率达到能量波设定频率范围内，得到活化污泥；S3：能量波设定频率确认：选择对该活化污泥施加的能量波设定频率为1000-5000Hz；S4：能量波共振协同电渗电泳脱水：通过波调制发生装置在所述能量波设定频率范围内选择与所述结合键频率相同的共振波频率进行共振，破坏该活化污泥胶体中水分子与固态颗粒的结合键，对该活化污泥进行震荡脱水处理，同时对该活化污泥施加电压进行电渗电泳，使水分子彻底迁移出来。2.根据权利要求1所述的波共振电化学污泥深度脱水方法，其特征在于，所述电渗电泳的方式为：恒流恒压脉冲方式，其中，电压为5-100V，电流密度为1-50A/dm3，脉冲频率与所述共振波频率相同。3.根据权利要求1所述的波共振电化学污泥深度脱水方法，其特征在于，所述能量波设定频率为1000-5000Hz时对应的双电层电位范围为±50mV。4.根据权利要求1所述的波共振电化学污泥深度脱水方法，其特征在于，所述调理剂包括：表面活性剂和电解质，其中，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，所述电解质为碱或碱土金属盐中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁颖宏，
申请(专利权)人：袁颖宏，
类型：发明
国别省市：广东,44