一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法，具体包括如下过程：首先采用风光互补发电装置进行发电，然后将风光互补发电装置发好的电能供给电化学污泥处理装置，通过电化学污泥处理装置对污泥进行处理。该方法解决了现有污泥处理方式中存在的能耗较高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法
本专利技术属于新能源电化学污泥处理
，涉及一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法。
技术介绍
随我国经济的发展和城市人口的增多，市政污水处理量逐年增加，不可避免的产生了大量剩余污泥。剩余污泥作为生物污水处理的附属产物，其含水率高(＞99％)、脱水性能差，并含有多种有毒有害物质。在当今严苛环保形势下，剩余污泥的产出与处置以及与日益紧张的土地资源间的矛盾愈发突出。传统的污泥处理处置主要是污泥经浓缩、脱水等环节后进行填埋、焚烧、土地利用等终端处置，无论是哪一种处置技术，其中的脱水环节都至关重要，与污水厂的运行成本、后续污泥的运输及处置息息相关。传统的方式中污泥经机械脱水后，含水率仍然较高，约为80％～85％，因此，需要对污泥进行预处理，提升后续污泥的深度脱水效率，有利于污泥减量和节省成本，缓解土地资源紧张问题。近年电力行业的蓬勃发展，保障了电力的充足与电价的成本，采用电化学法进行污泥预处理以改善污泥脱水性能的方法逐渐引起了人们的关注。其原理是通过电化学过程中产生各种具有强氧化性的活性自由基，破坏污泥絮体结构，氧化分解胞外聚合物(EPS)，释放出自由水与胞内物质，从而改善污泥的脱水性能。电化学法具有清洁高效、操作简单、反应条件温和、自动化程度高等优点，因此将其作为污泥机械脱水前的一个预处理环节，可促进污泥深度脱水，降低污水厂污泥处理处置的费用。然而，电化学污泥处置过程中需要持续性通电，存在能耗较高的问题，同时对于偏离大电网的地区，电力是否充足？如何保障电力稳定供应也需要考虑。当前我国把可再生绿色新能源的开发利用作为可持续发展战略的重要内容。在一些风能和光能资源丰富的地区，风光互补发电系统正在蓬勃发展，它利用了风能和太阳能资源的互补性，是一种具有较高性价比的新型能源发电系统，即可并网使用，也可单独使用，有着很好的应用前景。据此将风光互补发电系统与电化学污泥处理方法相结合，设计一种风光互补发电驱动电化学污泥处理方法，将其应用于污水处理厂，既可强化污泥深度脱水效果，进一步减量污泥，也可借助新能源系统在一定程度上解决了电化学法污泥处理时的能耗问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法，该方法解决了现有污泥处理方式中存在的能耗较高的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法，具体包括如下过程：首先采用风光互补发电装置进行发电，然后将风光互补发电装置发好的电能供给电化学污泥处理装置，通过电化学污泥处理装置对污泥进行处理。本专利技术的特点还在于，风光互补发电装置包括风光互补控制器，风光互补控制器分别连接风力发电机、太阳能电池板、逆变器及蓄电池组，逆变器连接交流负载，风光互补控制器还与电化学污泥处理装置连接。风光互补发电装置的发电过程为：风力发电机利用风力机将风能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，太阳能电池板通过光伏效应将太阳能转化为电能，风光互补控制器根据风能大小、日照强度及电化学污泥处理装置工作负载的变化不同，包括以下两种工作状态：a)：风力发电机和太阳能电池板转化后的电能经风光互补控制器变换成稳定的直流电后分两路供电，第一路传输给逆变器，通过逆变器将直流电转换为交流电输送给交流负载设备；第二路传输以直流电形式输送至外接电源，通过外接电源驱动电化学污泥处理装置工作；当第二路直流电向电化学污泥处理装置供电后还有剩余电量时，将剩余电量存储在蓄电池组中；b)：当用电设备负载较高，风力发电机和太阳能电池板的发电量不能满足电化学污泥处理装置工作需要，风光互补控制器进行调整，把蓄电池组中储存的电能输送至电化学污泥处理装置和交流负载装置这两类用电设备中。电化学污泥处理装置包括外加电源，外加电源向电化学反应池供电，电化学反应池的底部一侧设有排泥口，外加电源与逆变器连接。电化学反应池的底部中心处设有搅拌器。排泥口处设有阀门。电化学污泥处理装置的处理过程为：作为阳极的DSA催化电极产生大量具有强氧化性的活性自由基，对污泥细胞进行破壁，污泥在电化学反应池中处理30～180min后，污泥絮体遭到破坏，释放大量胞内物质，对污泥进行脱水。本专利技术的有益效果是，将风光互补发电系统与电化学污泥处理法结合起来，将风能和光能转化的电能用于污泥的预处理，在一定程度上解决了电化学污泥预处理存在的能耗高的问题，同时可适用于偏离大电网或电力贫乏的地区。本专利技术中的电化学污泥预处理工艺为可嵌入式工艺，可与多种污泥处理工艺耦合，不需要进行土建；同时本专利技术中的电化学污泥预处理工艺中设置了自控系统，可实现电化学反应池工作、排泥的自动化，简单方便。电化学预处理后的污泥脱水性能得到提高，具体提高效率依据电极材料和处理时间的变化而有所不同。与未经处理的污泥相比，经过电化学法预处理的污泥在后续深度脱水后含水率可由80％～85％降低至60％～75％，污泥脱水性能与以往相比提高了20％～30％，极大的减小了污泥的总体积，缓解了后续污泥运输、处理处置的费用。附图说明图1是本专利技术一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法中风光互补发电装置和电化学污泥处理装置的结构示意图；图2是本专利技术一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法中电化学污泥处理装置连接的自控系统的结构示意图；图3(a)、(b)本专利技术一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法中采用Ti/Sb-SnO2电极作为电化学阳极时的污泥处理效果图；图4(a)、(b)本专利技术一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法中采用Ti/PbO2电极作为电化学阳极时的污泥处理效果图。图中，1.风力发电机，2.太阳能电池板，3.风光互补控制器，4.蓄电池，5.逆变器，6.外加电源，7.搅拌器，8.自控系统，9.排泥口，10.污泥参数传感器，11.输入单元，12.中央处理器，13.输出单元，14.被控设备，15.电化学反应池。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法，包括风光互补发电装置和电化学污泥处理装置，如图1所示，风光互补发电装置包括风光互补控制器3，风光互补控制器3分别连接风力发电机1、太阳能电池板2、逆变器5及蓄电池组4；逆变器5连接交流负载设备，风光互补控制器3还连接电化学污泥处理装置。电化学污泥处理装置包括外加电源6，外加电源6向电化学反应池15中的电极供电，电化学反应池的底部一侧设有自控系统8，电化学反应池15的底部另一侧设有排泥口9。电化学反应池15的底部中心处设有搅拌器7。电化学反应池中,将DSA电催化电极作为阳极，不锈钢电极作为阴极固定在反应器中，距反应器底板20-30cm，阳极和阴极板的间距为1～6cm。外加电源6的电能由风光互补发电装置或蓄电池组4供给。如图2所示，自控系统8包括污泥参数传感器10，将污泥参数传感器10放置于电化学反应池15下方一侧距池底5～15cm处，污泥参数传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法，其特征在于：具体包括如下过程：首先采用风光互补发电装置进行发电，然后将风光互补发电装置发好的电能供给电化学污泥处理装置，通过电化学污泥处理装置对污泥进行处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法，其特征在于：具体包括如下过程：首先采用风光互补发电装置进行发电，然后将风光互补发电装置发好的电能供给电化学污泥处理装置，通过电化学污泥处理装置对污泥进行处理。


2.根据权利要求1所述的一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法，其特征在于：所述风光互补发电装置包括风光互补控制器，风光互补控制器分别连接风力发电机、太阳能电池板、逆变器及蓄电池组，逆变器连接交流负载，风光互补控制器还与电化学污泥处理装置连接。


3.根据权利要求2所述的一种风光互补驱动电化学污泥预处理方法，其特征在于：所述风光互补发电装置的发电过程为：
风力发电机利用风力机将风能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，太阳能电池板通过光伏效应将太阳能转化为电能，风光互补控制器根据风能大小、日照强度及电化学污泥处理装置工作负载的变化不同，包括以下两种工作状态：
a)：风力发电机和太阳能电池板转化后的电能经风光互补控制器变换成稳定的直流电后分两路供电，第一路传输给逆变器，通过逆变器将直流电转换为交流电输送给交流负载设备；第二路传输以直流电形式输送至外接电源，通过外接电源驱动电化学污泥处理装置工作；当第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓良，王行梁，郑兴，路思佳，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61