一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法技术

本发明专利技术涉及一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法，包括：絮凝化学调理，电化学调理，电渗电泳脱水，以及机械固液分离。本发明专利技术提供的方法简单，条件易控制；加入表面活性剂，有效的改善了水的结合状态参数。水在液相状态下释放分离，无需客服大的相变能，能耗较低。电化学催化可以最大限度的使胶体中游离水量增加，因而效率高适应面广。本发明专利技术易于与其他机械、化学和物理脱水设备协同应用，能够达到良好的脱水效率和干化效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法
本专利技术属于污泥处理
，具体涉及一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法。
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%)。因此，寻找一种高效污泥深度脱水工艺装置依然是目前环保行业孜孜努力研发的一个课题。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，环保诸角度看都不是一个可行的方案。目前，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。深度处理后的污泥含水率都在70-80%，这也是市场上比较低的污泥含水率值。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法，污泥水分子的脱除全部是在液相单一相下进行的，不涉及任何相变过程。因而不需要克服相变热等而产生大量的能耗，无论是电化学调理还是絮凝化学调理过程都是在充分考虑不同污泥特征条件下进行，针对性强，效率高，易控制，操作性强；工艺容易实现，协调性好。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案为：一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法，包括：步骤1：絮凝化学调理，向所述电导污泥中加入表面活性剂或电解质调理剂，用于调节污泥的胶体结构中紧密层与扩散层间的束缚频率；步骤2：电化学调理，在一定电压下对污泥进行电导，电导过程中形成的强氧化性的羟基自由基基团或者其他强氧化性的活性物质破坏污泥的絮体结构，氧化活性污泥的胞外聚合物，使活性污泥溶解，得到电导污泥；步骤3：电渗电泳脱水，向所述电导污泥施加电压，改变胶体特征；步骤4：机械固液分离，得到干化污泥。进一步，所述絮凝化学调理包括：每吨污泥中添加表面活性剂或电解质调理剂3-15kg。进一步，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，所述电解质调理剂为钾、钠、钙、镁的化合物，添加量为0.5-3公斤每吨污泥，最终得到的所述干化污泥pH值在6.3-7.5之间。进一步，电化学调理的条件为，电压3-25伏。进一步，所述电化学调理是在电化学反应罐或电化学反应池内进行的，所述电化学反应罐或电化学反应池的电极由惰性非金属超导材料构成，用于承受大电流冲击和不同污泥异常腐蚀环境侵蚀。进一步，所述电渗电泳脱水和机械固液分离同时在压板内进行，所述压板的电极由惰性非金属超导材料构成，用于承受大电流冲击和不同污泥异常腐蚀环境侵蚀。进一步，在所述渗电泳脱水和所述机械固液分离过程中，施以波形5-80伏的电压配合机械物理挤压将水脱离释放出来，实现污泥深度脱水干化。本专利技术的有益效果在于：（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，有效的改善了水的结合状态参数。（2）本专利技术是水在液相状态下释放分离，无需客服大的相变能，能耗较低。（3）本专利技术的电化学催化可以最大限度的使胶体中游离水量增加，因而效率高适应面广。（4）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，能够达到良好的脱水效率和干化效果。附图说明图1为本专利技术污泥化学/电化学调理架桥模型示意图。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。请注意，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。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本专利技术的待处理进料污泥是70-75%含水率的污泥。污泥与污水或初级污泥有着明显不同的特征，污泥含有大量絮凝剂，pH调节剂；常规胶体结构已经得到破坏，双电层被极大的压缩处于凝聚状态；污泥已经完全处于固体状态，无流动性，脱水过程完全变成了水从固态污泥间克服表面吸附力，缔合力向固体外迁移的过程。本专利技术使用电化学氧化与物理波溶胞破解剩余活性污泥，电化学氧化和物理波对污泥细微胞结构的破坏而使其失去活性脱水或者使生物有害细胞破坏而达到消毒灭活。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法，图1为本专利技术污泥化学/电化学调理架桥模型示意图，如图1所示，包括：步骤1：絮凝化学调理，向所述电导污泥中加入表面活性剂或电解质调理剂，用于调节污泥的胶体结构中紧密层与扩散层间的束缚频率；根据本专利技术的具体实施例，所述絮凝化学调理具体过程为：每吨污泥中添加表面活性剂或电解质调理剂3-15kg，调理参数以ξ电位为指标，可以一定程度上确立胶体中水的可以释放性能。优选的，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，所述电解质调理剂为钾、钠、钙、镁的化合物，添加量为0.5-3公斤每吨污泥，最终得到的所述干化污泥pH值在6.3-7.5之间。本专利技术针对活性污泥处理工艺的弊端，基于微生物隐性生长理论的污泥减量工艺和工业污泥胶体结构特征，提出电化学氧化与物理波溶胞破解剩余活性污泥。所述电化学调理适用于剩余活性污泥减量，是在特定的电化学反应器内通过一定的化学反应，利用在电化学过程形成的强氧化性的羟基自由基基团或者其他强氧化性的活性物质来破坏污泥的絮体结构，氧化活性污泥胞外聚合物，使污泥溶解参与污水处理，降低处理工艺过程的剩余污泥量，实现污泥减量化。通过电化学催化活化处理，污泥胶粒与水分子结合特征得以调制并易于后续脱水处理。水结合力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法，其特征在于，包括：步骤1：絮凝化学调理，向所述电导污泥中加入表面活性剂或电解质调理剂，用于调节污泥的胶体结构中紧密层与扩散层间的束缚频率；步骤2：电化学调理，在一定电压下对污泥进行电导，电导过程中形成的强氧化性的羟基自由基基团或者其他强氧化性的活性物质破坏污泥的絮体结构，氧化活性污泥的胞外聚合物，使活性污泥溶解，得到电导污泥；步骤3：电渗电泳脱水，向所述电导污泥施加电压，改变胶体特征；步骤4：机械固液分离，得到干化污泥。

【技术特征摘要】
1.一种电渗与电催化调理污泥深度脱水的方法，其特征在于，包括：步骤1：絮凝化学调理，向所述电导污泥中加入表面活性剂或电解质调理剂，用于调节污泥的胶体结构中紧密层与扩散层间的束缚频率；步骤2：电化学调理，在一定电压下对污泥进行电导，电导过程中形成的强氧化性的羟基自由基基团或者其他强氧化性的活性物质破坏污泥的絮体结构，氧化活性污泥的胞外聚合物，使活性污泥溶解，得到电导污泥；步骤3：电渗电泳脱水，向所述电导污泥施加电压，改变胶体特征；步骤4：机械固液分离，得到干化污泥。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述絮凝化学调理包括：每吨污泥中添加表面活性剂或电解质调理剂3-15kg。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，所述电解质调理剂为钾、钠、钙、镁的化合物，...

【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