电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法技术

本发明专利技术公开一种电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法，采用“超声+电化学+超声”的交替处理工艺，提高污泥的脱水性能。超声波预处理可以迅速降低污泥的粒径，提高污泥的比表面积；在电化学的电解过程中，会产生丰富的羟基自由基，羟基自由基与污泥充分反应促进污泥细胞破解，提高污泥的脱水性能；电解一段时候后，采用超声技术，通过超声波对电极表面的污染物/污泥进行清洗的同时，又能够有效分散和裂解污泥。该方法具有反应效率高，药剂使用少，能耗低，脱水性能好，占地面积小，应用前景广等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法


[0001]本专利技术涉及污泥处理领域，特指电化学协同超声波改善污泥脱水性能的方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展，城镇化和工业化的快速提高，城镇污水和工业废水的排放量快速增加，污泥的产量随着污水处理量的大幅增加而逐年上涨。2017年我国市政污泥(以含水率80％计)产量增加到7436万吨。2020年市政污泥的产量将增加至6000～9000万吨。时至今日，污泥减量化技术已发展成为制约污水处理行业快速发展的关键因素。
[0003]目前对污泥进行处理的方法有物理处理、化学处理，微生物处理和电化学处理，其中物理处理有热处理、超声处理、冻融技术，化学处理有投加混凝剂、酸/碱处理、臭氧处理等。
[0004]超声波是由发生器产生的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质中。声波依照正弦传递，产生大量小气泡，对污泥产生破胞作用，降低污泥的粒径，增加污泥的比表面积，此外还能产生杀菌消毒作用。
[0005]电化学污泥处理的核心为电极，而传统电化学方法在处理污泥过程中存在电极污染、能耗高、效率低下等问题。主要原因是，电化学在反应过程中，存在电极逐渐污染的现象，导致反应效率降低，能耗增加。
[0006]专利申请号为CN109179934A的专利技术专利公开了一种电化学高级氧化反应处理剩余污泥的方法，将剩余污泥处理方法采用酸处理、电化学氧化以及Fenton氧化同时对污泥破解产生作用,以促进污泥溶胞，改善污泥的脱水性能，以达到剩余污泥中大分子物质水解效果明显，污泥絮体结构分解明显，泥水分离效果好，污泥臭味消除，污泥中有机物溶出效果较好的目的，实现了污泥处理的减量化，可对污水处理厂剩余污泥的预处理提供技术选择。上述方法中没有考虑污泥/污染物对电极污染产生的影响。
[0007]专利申请号为CN108503153A的专利技术专利公开了一种利用超声波和芬顿反应处理剩余污泥的方法，该专利技术采用“剩余污泥超声波预处理+芬顿氧化+反硝化脱氮消解”工艺处理乘余污泥。通过超声波对剩余污泥进行有效分散和裂解,降低剩余污泥颗粒的粒径,剩余污泥比表面积变大，提高了剩余污泥芬顿氧化时的反应效率；芬顿氧化产生自由基强氧化基团，与裂解的剩余污泥充分反应，消解污泥并促进剩余污泥的融胞作用；同时芬顿氧化后的剩余污泥回流至反硝化池中,可以作为反硝化过程中的投加碳源，实现剩余污泥的减量化。该方法的缺点是芬顿氧化过程中会产生大量的污泥Fe(OH)3，增加污泥量。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有电化学污泥减量化技术的不足之处，提供一种电化学协同超声波改善污泥脱水性能的方法。
[0009]具体的，一种电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法，按照先后顺序对污泥依次进行超声波预处理、电化学处理、超声波处理，包括以下步骤：
[0010]步骤(1)、超声波预处理：用超声波处理污泥，超声功率密度为0.2～0.8W/mL，超声处理时间为2～10min，超声频率为26～30kHz；污泥量800mL；
[0011]步骤(2)、电化学处理：开启电化学电源，电流密度为5～60mA/cm2，电解时间38～42min，电极间距为1～6cm；
[0012]步骤(3)、超声波处理：超声功率密度为0.3～1.0W/cm2，超声处理时间为1～5min，超声频率为18～22kHz；
[0013]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声功率密度为0.2～0.6W/mL，超声处理时间为2～8min，超声频率为28kHz。
[0014]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声功率密度为0.2W/mL，超声频率为28kHz。
[0015]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声功率密度为0.4W/mL，超声频率为28kHz。
[0016]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声功率密度为0.6W/mL，超声频率为28kHz。
[0017]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声功率密度为0.2W/mL，超声频率为26kHz。
[0018]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声功率密度为0.4W/mL，超声频率为26kHz。
[0019]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声功率密度为0.8W/mL，超声频率为30kHz。
[0020]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声波反应腔为4～10个，电解槽壁至少有100个空化槽。
[0021]上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述污泥为工业污泥，含水率为98％。
[0022]上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述电化学处理时，电流密度为10～50mA/cm2，电解时间为40min，电极间距为1～4cm。
[0023]上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述电化学处理时，电流密度为5mA/cm2，电解时间为38min，电极间距为1cm。
[0024]上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述电化学处理时，电流密度为10mA/cm2，电解时间为40min，电极间距为2cm。
[0025]上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述电化学处理时，电流密度为30mA/cm2，电解时间为40min，电极间距为3cm。
[0026]上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述电化学处理时，电流密度为50mA/cm2，电解时间为40min，电极间距为4cm。
[0027]上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述电化学处理时，电流密度为60mA/cm2，电解时间为42min，电极间距为6cm。
[0028]上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述电化学处理时，阳极为Ti/PbO2电极或Ti/RuO2中的至少一种，阴极为Ti电极或Pt电极中的至少一种。
[0029]上述任一方案中优选的是，步骤(3)中，所述超声波处理时，超声功率密度为0.3～0.6W/cm2，超声处理时间为2～4min，超声频率为20kHz。
[0030]上述任一方案中优选的是，步骤(3)中，所述超声波处理时，超声功率密度为0.3W/cm2，超声处理时间为2min，超声频率为18kHz。
[0031]上述任一方案中优选的是，步骤(3)中，所述超声波处理时，超声功率密度为0.6W/cm2，超声处理时间为3min，超声频率为20kHz。
[0032]上述任一方案中优选的是，步骤(3)中，所述超声波处理时，超声功率密度为1.0W/cm2，超声处理时间为5min，超声频率为22kHz。
[0033]上述任一方案中优选的是，步骤(3)之后还包括步骤(4)对处理后的污泥脱水。
[0034]上述任一方案中优选的是，采用污泥减量化装置进行处理，污泥减量化装置包括阳极、阴极、电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，按照先后顺序对污泥依次进行超声波预处理、电化学处理、超声波处理，包括以下步骤：步骤(1)、超声波预处理：用超声波处理污泥，超声功率密度为0.2～0.8W/mL，超声处理时间为2～10min，超声频率为26～30kHz；污泥量800mL；步骤(2)、电化学处理：开启电化学电源，电流密度为5～60mA/cm2，电解时间38～42min，电极间距为1～6cm；步骤(3)、超声波处理：超声功率密度为0.3～1.0W/cm2，超声处理时间为1～5min，超声频率为18～22kHz。2.根据权利要求1所述的一种电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声功率密度为0.2～0.6W/mL，超声处理时间为2～8min，超声频率为28kHz。3.根据权利要求1所述的一种电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声波预处理时，超声波反应腔为4～10个，电解槽壁至少有100个空化槽。4.根据权利要求1所述的一种电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述污泥为工业污泥，含水率为98％。5.根据权利要求1所述的一种电化学协同超声改善污泥脱水性能的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志凡，周栩乐，谭建国，张洁，刘锋，陈旭斌，张俊，
申请(专利权)人：物产中大公用环境投资有限公司，
类型：发明
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