電脫水裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種電脫水裝置，包括陽極和陰極兩電極，陽極由涂覆有選自以下組中的涂層的鈦構(gòu)成：鉑、銥氧化物、釕氧化物、鉭氧化物或其組合。本發(fā)明可以解決陽極腐蝕問題，同時提高電脫水裝置的脫水性能。
【專利說明】電脫水裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于電脫水裝置，尤其涉及于特別是污泥處理中的電脫水裝置。
【背景技術(shù)】 [0002]各產(chǎn)業(yè)排水的處理中產(chǎn)生的污泥因含有大量的水分，在作為廢棄物處理之前需要進行脫水?，F(xiàn)有技術(shù)中通常使用機械脫水法例如板框過濾、帶式壓濾、離心分離等進行污泥的脫水。國家標準《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置一混合填埋泥質(zhì)》(GB/T23485-2009)中規(guī)定當污泥用于混合填埋時，含水率必須低于60%，《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置一農(nóng)用泥質(zhì)》(CJ/T309-2009)中也規(guī)定農(nóng)用時污泥含水率必須低于60%。但是，現(xiàn)有的機械脫水技術(shù)無法使污泥的含水率降低至60%以下。電脫水是近年來新興的一種脫水方法，其基本原理是將污泥放置在兩塊電極之間，在電場的作用下使帶負電荷的污泥顆粒遷移至陽極側(cè)，同時使水遷移向陰極側(cè)，來進行脫水。與傳統(tǒng)的機械脫水法相比，電脫水可以使污泥的含水率降至更低，與熱干化等深度脫水技術(shù)相比，能量消耗更低。然而現(xiàn)有的電脫水裝置中陽極的腐蝕問題比較嚴重，這影響了在污泥脫水過程中電脫水裝置的性能，導致能效降低，并且由此需要經(jīng)常更換被腐蝕的陽極，使得維護成本較高。而且在陽極受腐蝕的過程中，陽極中的金屬進入到處理后的污泥中，這會對環(huán)境造成二次污染，并且對污泥的進一步處理帶來困難。
[0003]P.A.TUAN 等人在文獻 Electro-dewatering of sludge under pressure andnon-pressure conditions, Environmental Technology,2008, Vol.29, ppl075_1084 中報道了在電脫水裝置中使用惰性鈦板作為陽極，然而其抗腐蝕性能依然不能令人滿意。因此，需要開發(fā)其它陽極材料用于電脫水裝置中，以解決陽極腐蝕問題，同時提高電脫水裝置的脫水性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種電脫水裝置，所述電脫水裝置通過使用抗腐蝕性強的陽極材料，具有操作穩(wěn)定，維護成本低，脫水效率高的優(yōu)點。
[0005]根據(jù)一方面，本發(fā)明提供一種電脫水裝置，包括陽極和陰極兩電極，陽極由涂覆有選自以下組中的涂層的鈦構(gòu)成:鉬、銥氧化物、釕氧化物、鉭氧化物或其組合。
[0006]在本發(fā)明的電脫水裝置中，涂層的厚度為2-8 μ m。
[0007]在本發(fā)明的電脫水裝置中，陽極由涂覆有釕銥氧化物涂層的鈦構(gòu)成。
[0008]在本發(fā)明的電脫水裝置中，陽極由涂覆有銥鉭氧化物涂層的鈦構(gòu)成。
[0009]在本發(fā)明的電脫水裝置中，陽極由涂覆有鉬涂層的鈦構(gòu)成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的電脫水裝置的示意圖。
【具體實施方式】[0011]除非另外說明，本發(fā)明提到的所有的出版物、專利申請、專利和其它參考文獻都以引用的方式全文結(jié)合入本文中，相當于全文呈現(xiàn)于本文。
[0012]除非另外定義，本文中使用的所有技術(shù)和科學術(shù)語具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的同樣含義。在抵觸的情況下，以本說明書包括定義為準。
[0013]在電脫水裝置中，所述陰極通常由不銹鋼構(gòu)成。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述陽極由涂覆有選自以下組中的涂層的鈦構(gòu)成:鉬、銥氧化物、釕氧化物、鉭氧化物或其組合。
[0015]涂覆有所述涂層的鈦是可商購定制的材料或者可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法制備，例如通過用熱沉積法、化學氣相沉積法、電沉積法或磁控濺射法等在鈦基體上涂覆所述涂層而得到。所述涂層的厚度通常為2-8 μ m，優(yōu)選為2-5 μ m。
[0016]在一個優(yōu)選的實施方案中，所述陽極由涂覆有釕銥氧化物涂層的鈦構(gòu)成。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇氧化釕(RuO2)與氧化銥(IrO2)的摩爾比使得金屬氧化物涂層與鈦基體具有穩(wěn)定的結(jié)合力，從而使得鈦陽極材料具有良好的導電性和較長的使用壽命。氧化釕與氧化銥的摩爾比通常為5:1-9:1,優(yōu)選為7:1。
[0017]在另一個優(yōu)選的實施方案中，所述陽極由涂覆有銥鉭氧化物涂層的鈦構(gòu)成。同樣可以選擇氧化鉭(Ta2O5)與氧化銥(IrO2)的摩爾比使得金屬氧化物涂層與鈦基體具有穩(wěn)定的結(jié)合力，從而使得鈦陽極材料具有良好的導電性和較長的使用壽命。所述氧化鉭與氧化銥的摩爾比通常為0.2:1-0.5:1，優(yōu)選為0.3:1。
[0018]在另一個優(yōu)選的實施方案中，所述陽極由涂覆有鉬涂層的鈦構(gòu)成。
[0019]涂覆有所述涂層的·鈦可以加工成各種形狀例如板狀、網(wǎng)狀、管狀，用于在電脫水裝置中用作陽極。在一個實施方案中，使用涂覆有所述涂層的鈦板作為陽極。所述鈦板為開孔或不開孔的。該鈦板的厚度通常為2-3mm。
[0020]本發(fā)明的電脫水裝置可用于含水物料，特別是污泥的電脫水。本發(fā)明通過在電脫水裝置中使用涂覆有所述涂層的鈦作為陽極，可以增強電脫水裝置中陽極的抗腐蝕性，提高電脫水裝置的脫水效率。通過本發(fā)明的電脫水裝置，可以穩(wěn)定地將污泥的含水量降低至小于60%。
[0021]下面通過實施例結(jié)合附圖對附圖中所示的一個實施方案進行詳細說明，但這些實施例和附圖不以任何方式限制本發(fā)明。
[0022]如圖1所示，電脫水裝置主要包括圓柱形反應(yīng)器I (內(nèi)徑為70_，外徑為90_，高度為150mm)，該反應(yīng)器中包含相對向設(shè)置的陽極2和陰極3，在陽極2和陰極3之間連接穩(wěn)壓穩(wěn)流電源4，例如上海意澤生產(chǎn)的WYK-120V/5A，在反應(yīng)器I上方連接活塞5，通過在活塞5上方添加重物的方式來提供脫水過程中的機械壓力，以保證電極與污泥的緊密接觸。下面使用不銹鋼電極作為陰極，分別使用以下五種陽極以進行對比試驗:
[0023]涂覆有釕銥氧化物涂層的鈦板(氧化釕與氧化銥的摩爾比為7:1，涂層厚度為5 μ m，購自北京恒力鈦工貿(mào)有限公司)；
[0024]涂覆有銥鉭氧化物涂層的鈦板(氧化鉭與氧化銥的摩爾比為0.3:1，涂層厚度為5 μ m，購自寶雞隆盛釕銥白金鈦陽極廠)；
[0025]涂覆有鉬涂層的鈦板(涂層厚度為3μπι，購自寶雞隆盛釕銥白金鈦陽極廠)；
[0026]不銹鋼板；[0027]鈦板。
[0028]實施例1
[0029]將來自污水廠的經(jīng)機械脫水的厚度為1.0cm的污泥泥餅放置在反應(yīng)器I中的陽極.2和陰極3之間。上部的陽極2固定在活塞下部，接正電；下部的陰極3位于漏斗上部，接負電。由穩(wěn)壓穩(wěn)流電源提供30V的電壓。通過在活塞5上方添加重物的方式提供76kPa的機械壓力。污泥中的水分在電場的作用下向陰極聚集。在陰極3上打有145個3mm的排水孔，以便脫除掉的水分及時通過漏斗排出反應(yīng)器。陰極3上部放有300目的濾布6，用來攔截污泥顆粒，從而實現(xiàn)泥水的分離。在漏斗下方，放有電子天平7，用來記錄脫除水分的重量。每次電脫水試驗持續(xù)20分鐘。脫水完畢后，測定脫水泥餅的最終含水量。
[0030]結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當使用不銹鋼板和鈦板作為陽極時，在20分鐘的電脫水之后，污泥的含水量由84%降至62% ;而相對比，當根據(jù)本發(fā)明使用上述三種涂覆有所述涂層的鈦板作為陽極時，污泥的含水量由84%降至55%，而且，還觀察到，在電脫水開始10分鐘之后，污泥的含水量已降至小于60%。
[0031]實施例2
[0032]為了評價這些陽極的抗腐蝕性能，以與實施例1相同的方式進行50次電脫水試驗，每次電脫水試驗持續(xù)20分鐘。通過視覺觀察評價這些陽極的抗腐蝕性。
[0033]通過視覺觀察到，不銹鋼板陽極和鈦板陽極在經(jīng)過I次(20分鐘)電脫水試驗之后，就已經(jīng)有明顯的腐蝕跡象，在經(jīng)過25次(500分鐘)電脫水試驗之后，變得很容易碎裂而無法使用。而使用涂有本發(fā)明的銥鉭涂層和鉬電極涂層的鈦進行試驗的時間在約10次(200分鐘)之后，以及使用涂有本發(fā)明的釕銥涂層的鈦進行試驗的時間在約50次(1000分鐘)之后，并沒有觀察到任何腐蝕現(xiàn)象。
[0034]雖然上文僅對釕銥氧化物陽極涂層、銥鉭氧化物陽極涂層或鉬陽極涂層進行了詳細的示例說明，但上述實施例對本發(fā)明不構(gòu)成任何限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解其它選自鉬、銥氧化物、釕氧化物、鉭氧化物或其組合的涂層例如釕氧化物涂層、銥氧化物涂層或鉭氧化物涂層也能用于本發(fā)明的電滲透脫水裝置的陽極中，實現(xiàn)增強電滲透脫水裝置中陽極的抗腐蝕性，提高電滲透脫水裝置的脫水效率的效果。
[0035]此外，雖然上文通過附圖中所示的一個實施方案結(jié)合附圖對本發(fā)明的電脫水裝置進行了說明，但是應(yīng)當明白的是，在不背離本發(fā)明所要求的宗旨和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的電脫水裝置的結(jié)構(gòu)和部件進行適當?shù)淖兓透牧?。這樣的變化和改良應(yīng)認為是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.電脫水裝置，包括陽極和陰極兩電極，其特征在于，所述陽極由涂覆有選自以下組中的涂層的鈦構(gòu)成:鉬、銥氧化物、釕氧化物、鉭氧化物或其組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電脫水裝置，其中所述涂層的厚度為2-8μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電脫水裝置，其中所述陽極由涂覆有釕銥氧化物涂層的鈦構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電脫水裝置，其中所述陽極由涂覆有銥鉭氧化物涂層的鈦構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電脫水裝置，其中所述陽極由涂覆有鉬涂層的鈦構(gòu)成。
【文檔編號】C02F11/12GK103570209SQ201210271464
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】王玉玨, 董立文, 汪誠文, 張鶴清 申請人:西門子公司