一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种淤泥固化、修复处理方法，尤其涉及一种基于电化学处理的淤泥改性‑修复集成系统。本实用新型专利技术一种基于电化学处理的淤泥改性‑修复集成系统，包括电极管一、电极管二、导线、直流电源、通液管、进液管、出液管、电解液池、电极开关。电极管一和电极管二分别通过导线与直流电源连接，并通过电极开关调节电极管正负极，电极管一和电极管二采用六边形布置，电极管二布置于六边形的中心点，电极管一布置于六边形的顶点上。电极管一和电极管二中注满电解液，利用不同的通电方式、电极管周围回填材料调控系统的功能，从而实现高含水率淤泥加固改良和污染淤泥的修复处理。

An integrated system of sludge modification and remediation based on electrochemical treatment

【技术实现步骤摘要】
一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统
本技术涉及一种淤泥固化、修复处理方法，尤其涉及一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统，属于淤泥固化

技术介绍
随着经济和环境的发展过程中，河湖库塘、海涂出现了大量的疏浚淤泥，而吹填淤泥含水率高、自然排水固结时间长，导致堆放时间长和工程周期长。淤泥内的水分形态主要以间隙水、毛细结合水、弱结合水和强结合水存在；（1）间隙水：主要被淤泥颗粒包围，但不直接与淤泥本身的颗粒结合；（2）毛细结合水：包括在毛细压力作用下在固体颗粒的接触面上形成的楔形毛细结合水和在固体本身裂隙中存在的裂隙毛细结合水；（3）弱结合水：受到比表面积大的颗粒的表面张力吸附的水分；（4）强结合水：指的是微生物细胞内部的水。在淤泥处理的方法中，通常使用自然干化、真空预压、压滤脱水、电渗脱水等。自然干化指利用淤泥自然重力进行脱水，占地面积大、脱水时间长。传统真空预压指将塑料排水板按照纵横间距约0.8~1.2m的布局结构，插入淤泥等粘粒含量高的软土地基中，在真空压力的作用下，使得淤泥土中的水分通过排水板排到上部排水管中，再排入排水沟，从而实现加速软土地基固结的目的，而这种排水模式虽然在一定程度上缩短排水时间，但只能处理淤泥中间隙水，且无法改良修复淤泥土质。压滤脱水通过加入石灰进行沉淀，进入压滤机压滤脱水，可以有效的提高脱水效果，起到一定的淤泥改良作用，但相对于大量的淤泥来说一次处理量较小，淤泥污染物质只能起到稳定，不能减少。电渗脱水法是在土中插入金属电极并通以直流电，在电场的作用下，土中的水从阳极流向阴极，产生电渗，从而降低高粘性土的高含水率，且可以适当降低自由重金属污染物含量，但水从阳极流向阴极导致阴极附近淤泥脱水程度不高，阴极阳极附近土体沉降不均匀，电极与土体之间会形成较大的裂缝，严重时只有一小段区域接触，形成较大接触电阻，影响电渗加固效果，而且电渗采用的电极材料多为金属，容易腐蚀，导电性能降低，使得电渗不能长时间进行。因此研发出一种更高脱水率的淤泥改性修复处理方法具有一定的生产应用价值。
技术实现思路
针对机械脱水处理淤泥脱水效率一般、改良效果不佳，传统电渗后期土体易开裂导致电阻增大，阴极出水导致沉降不均匀，电极易腐蚀等问题，本技术提出一种基于电化学处理的淤泥改性修复集成系统及操作方法，降低了电极-土体间界面电阻和电极腐蚀程度，减少土体开裂及处理后带来的不均匀沉降，提高脱水效率，可以对粘粒含量高、含水率高、排水难的淤泥进行土颗粒成分改良和固化，同时也可以有效解决淤泥重金属超标的问题，具体方案如下：一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统，包括电极管二，导线，直流电源和电极管一，所述电极管一和电极管二分别通过导线与直流电源连接，所述电极管一通过导线相连，所述电极管二通过导线相连，所述电极管一和电极管二采用六边形布置，所述电极管二布置于六边形的中心点，所述电极管一布置于六边形的顶点上，所述电极管一包括电极一，阻挡管和通液管一，所述电极管一通过通液管一与第一电解池相连，所述通液管一包括进液管一和出液管一，所述电极管二包括电极二，阻挡管和通液管二，所述电极管二通过通液管二与第二电解液池相连，所述通液管二包括进液管二和出液管二。所述阻挡管为500目土工滤布包裹塑料滤管，直径3~6cm底端为封闭端，可阻挡淤泥通过，但不妨碍水分子通过。所述导线上设有电极开关。所述进液管一和进液管二设有电解液开关。所述阻挡管和电极管一采用一体化设计，所述阻挡管和电极管二采用一体化设计。所述阳极电解池和阴极电解池均比电极管一或电极管二顶端高出1米以上。所述直流电源为0~100V/0~5A可调的直流稳压电源。所述电极管一和电极管一，电极管一和电极管二之间间距0.8-1.2米。一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统的在高含水率淤泥加固改良中的应用方法，包括如下步骤：（1）布置阻挡管：在场地中插入阻挡管，插入深度为1-3m，阻挡管按照六边形布置；将带有电极管二的阻挡管布置在六边形的中心点，将带有电极管一的阻挡管布置于六边形的顶点上；（2）布置导线和通液管：将电极管一用导线相连，并接入通液管一；电极管二用导线相连，同时接入通液管二；相邻两个电极管一与电极管一，相邻两个电极管一与电极管二之间间距为0.8-1.2m，其中，进液管二和进液管一插入阻挡管底部，出液管二和出液管一低于淤泥表面；（3）输送电解液：开始时第一电解液池为阳极电解液，第二电解液池为阴极电解液，打开电解液开关，第一电解液进入电极管一通过进液管一泵送和出液管一泵吸形成循环，第二电解液进入电极管二通过进液管二泵送和出液管二泵吸形成循环；电解液池相比电极顶端位置高出0.5-2m；（4）通过反转电极开关、间歇通电进行加固：开始时，电极管一连接稳压直流电源的正极，为阳极；电极管二连接稳压直流电源的负极，为阴极；同时，将直流电源电压调到特定值，为36-100V，根据相邻电极管距离调节电压，打开电极开关，持续通电12h，关闭开关停止通电12h；通电过程中，适时在第一电解液池和第二电解液池中补充电解液（电解液的输入依靠重力或泵送方式，根据场地实际情况而定；电渗处理后滤管中的水和电解液，其输出量设置为1~5ml/s；通过循环，有利于维持溶液中的pH，不会产生二次污染）；然后，电极反转，通过电极开关的调整变换正负电极；此时，电极管一连接稳压直流电源的负极，为阴极，电极管二连接稳压直流电源的正极，为阳极；通电12h，关闭开关停止通电12h，每两天循环1次，处理15-45天。（5）停止通电通液，回收多余电解液，回收通液管。一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统的在污染淤泥修复中的应用方法，包括如下步骤：（1）布置阻挡管：在场地中插入阻挡管，插入深度为1-2m，阻挡管按照六边形布置；将带有电极管二的阻挡管布置在六边形的中心点，将带有电极管一的阻挡管布置于六边形的顶点上；（2）布置导线和通液管：将电极管一用导线相连，并接入通液管一；电极管二用导线相连，同时接入通液管二；相邻两个电极管一与电极管一，相邻两个电极管一与电极管二之间间距为0.8-1.2m，其中，进液管二和进液管一插入阻挡管底部，出液管二和出液管一低于淤泥表面；（3）利用高岭土修复铜、锌污染淤泥，利用钙基膨润土修复铬污染淤泥：电极管一连接稳压直流电源的正极，为阳极；电极管二连接稳压直流电源的负极，为阴极。同时，第一电解液池为阳极电解液，第二电解液池为阴极电解液。在各个电极管二四周填充约0.5m深、半径0.3m的高岭土或钙基膨润土；（4）通电解液：打开电解液开关，第一电解液进入电极管一通过进液管一泵送和出液管一泵吸形成循环，第二电解液进入电极管二通过进液管二泵送和出液管二泵吸形成循环；通电过程中，适时将第一电解液池和第二电解液池中补充电解液（电解液的输入依靠重力或泵送方式，根据场地实际情况而定；电渗处理后滤管中的水和电解液，其输出量设置为1~5ml/s；通过循环，有利于维持溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统，其特征在于：包括电极管二，导线，直流电源和电极管一，所述电极管一和电极管二分别通过导线与直流电源连接，所述电极管一通过导线相连，所述电极管二通过导线相连，所述电极管一和电极管二采用六边形布置，所述电极管二布置于六边形的中心点，所述电极管一布置于六边形的顶点上，所述电极管一包括电极一，阻挡管和通液管一，所述电极管一通过通液管一与第一电解池相连，所述通液管一包括进液管一和出液管一，所述电极管二包括电极二，阻挡管和通液管二，所述电极管二通过通液管二与第二电解液池相连，所述通液管二包括进液管二和出液管二。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统，其特征在于：包括电极管二，导线，直流电源和电极管一，所述电极管一和电极管二分别通过导线与直流电源连接，所述电极管一通过导线相连，所述电极管二通过导线相连，所述电极管一和电极管二采用六边形布置，所述电极管二布置于六边形的中心点，所述电极管一布置于六边形的顶点上，所述电极管一包括电极一，阻挡管和通液管一，所述电极管一通过通液管一与第一电解池相连，所述通液管一包括进液管一和出液管一，所述电极管二包括电极二，阻挡管和通液管二，所述电极管二通过通液管二与第二电解液池相连，所述通液管二包括进液管二和出液管二。


2.如权利要求1所述的一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统，其特征在于：所述阻挡管为500目土工滤布包裹塑料滤管，直径3~6cm底端为封闭端，可阻挡淤泥通过，但不妨碍水分子通过。


3.如权利要求1所述的一种基于电化学处理的淤泥改性-修复集成系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：史燕南，韩申秋，汤明礼，何华军，徐东海，杨炜，张超杰，俞炯奇，吴雄伟，许小杰，吴文华，
申请(专利权)人：浙江广川工程咨询有限公司，浙江省水利河口研究院，
类型：新型
国别省市：浙江;33