序批式電滲透污泥深度脫水設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種序批式電滲透污泥深度脫水設(shè)備，利用電滲透技術(shù)對污水處 理廠的生化污泥進行深度脫水處理，屬于電化學技術(shù)與污水污泥處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)申請人了解，當前城鎮(zhèn)生活污水處理主要采用生物氧化工藝，利用微生物代謝 作用將污水中的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)。該工藝在處理過程中會產(chǎn)生大量生化 污泥，若對污泥處理處置不善，將給環(huán)境帶來極大危害。污泥處理處置要求達到"減量化、穩(wěn) 定化、無害化、資源化"要求，在"四化"中減量化是基礎(chǔ)，減量化就是污泥脫水干化過程，任 一種污泥的最終處理處置方案都是以污泥深度脫水為前提的。
[0003] 生化污泥不同于一般自然界泥沙狀的污泥，其構(gòu)成主要是失去生命的微生物及其 載體。生化污泥的脫水干化與一般化工工藝過程的脫水干化有較大差異，這是因為生化污 泥中水分存在的結(jié)構(gòu)形式與需干燥的常規(guī)化工產(chǎn)品有所不同。生化污泥中水分以4種形態(tài) 存在，其中結(jié)合水占70~75 %，間隙水占20~25%，還有少量的自由水與毛細管水。結(jié)合 水存在于污泥的微生物細胞內(nèi)，只有將細胞破壁后才能被進一步脫除。傳統(tǒng)的機械壓濾工 藝只能脫除污泥中的間隙水，將污泥含水率降至80~85%。進一步，將污泥含水率從80~ 85%降至55~60%以下的處理過程即為生化污泥的深度脫水。污泥深度脫水處理的目的 是污泥減量化，為后續(xù)的污泥處置打下基礎(chǔ)和創(chuàng)造條件。
[0004] 生化污泥深度脫水的關(guān)鍵在于脫除污泥絮體中的結(jié)合水，而脫除結(jié)合水的關(guān)鍵在 于微生物細胞破壁?，F(xiàn)有的生化污泥深度脫水處理工藝主要是自然干化工藝、熱干化工藝 和化學調(diào)質(zhì)加高壓壓榨工藝。
[0005] 自然干化工藝利用自然熱源（太陽能）對污泥進行脫水干化處理，該工藝需要龐 大的干化場，依賴氣候條件，處理時間過長，同時處理過程中惡臭氣體揮發(fā)，易帶來二次污 染，因此該工藝的應(yīng)用受到限制。熱干化工藝耗能大，且設(shè)備復(fù)雜，投資和運行成本也非常 高?；瘜W調(diào)質(zhì)加高壓壓榨工藝由于添加了大量石灰、鐵鹽等無機鹽類做污泥調(diào)理劑，增加了 絕干污泥的量，同時使脫水后污泥的結(jié)構(gòu)、成分、性質(zhì)發(fā)生了變化，給后續(xù)的污泥處置帶來 諸多問題。
[0006] 電滲透脫水工藝基于電化學原理，生物污泥帶有負電荷，為平衡這些電荷，污泥顆 粒表面會吸附介質(zhì)中帶相反電荷的離子構(gòu)成雙電層。在外電場作用下，雙電層中的帶電粒 子相對于電極表面做定向移動。生物細胞破壁后，污泥向陽極移動，其胞內(nèi)水向陰極移動， 透過陰極被排出脫除，這一現(xiàn)象即為電滲透脫水。
[0007] 電滲透污泥脫水過程電極反應(yīng)原理如下：
[0008] 陽極反應(yīng)：2H20 - 4H++02+4e
[0009] 陰極反應(yīng)：2H20+2e-- 40IT+H2
[0010] 電滲透脫水工藝是對生化污泥深度脫水干化的新型、高效技術(shù)。
[0011] 該工藝脫水速度快，一般在6~12分鐘內(nèi)即可實現(xiàn)污泥量減半，泥餅含水率脫至 60%以下。影響電滲透污泥脫水的主要因素有：電場強度、壓強、處理時間、污泥層厚度。
[0012] 電滲透脫水工藝是一種已見的、公知的脫水方式，但其工業(yè)化應(yīng)用還存在諸多問 題。
[0013] 現(xiàn)有的電滲透污泥脫水設(shè)備主要有二種結(jié)構(gòu)形式。一類是基于帶式壓濾機技術(shù)原 理，采用輥筒壓榨方式。設(shè)備陰陽極為輥筒，陰陽極間有濾帶，濾帶間夾持污泥，在陰陽極施 加電場的條件下進行壓榨脫水。另一類是陰陽極均采用平行履帶輸送機的結(jié)構(gòu)形式，陽極 履帶在上部，陰極履帶在下部，上下履帶輸送機同步運行，通電加壓脫水?，F(xiàn)有設(shè)備的共同 特點是陰陽極同時相對運動，其工作過程是連續(xù)的。
[0014] 電滲透脫水設(shè)備亦會有其他結(jié)構(gòu)形式，但不管什么結(jié)構(gòu)形式，都會遇到了陽極使 用壽命短和電滲透電耗大的兩個技術(shù)難題，致使該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用難以實現(xiàn)，設(shè)備不能長 期可靠運行。
[0015] 經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，專利號201420024155. 4授權(quán)公告號CN203728697U的中國實用新型 專利公開了一種電滲透脫水機，該電滲透脫水機的濾布通過安裝在機架最右端的濾布驅(qū)動 裝置驅(qū)動，濾布驅(qū)動裝置與清洗裝置相連接；濾布上方的機架上安裝有陰極板，陰極板上方 是安裝在陽極板支撐上的陽極板，陽極板支撐的上方安裝有多個陽極油壓及提升裝置；機 架最左端的濾布上方安裝有布泥裝置，布泥裝置左端安裝有進泥裝置。該專利主要解決了 泥餅布置不均勻，泥餅寬度不能調(diào)節(jié)，施壓滲透時兩側(cè)跑泥，濾液槽積泥等問題。
[0016] 申請?zhí)?01310737708. 0申請公布號CN104098250A的中國實用新型專利申請公開 了一種市政污泥化學調(diào)理強化初步機械脫水聯(lián)合電滲透兩級深度脫水方法，通過投加占污 泥干基重量3-30%的復(fù)合調(diào)理劑，對生活污水處理廠含水率為97 %左右的濃縮污泥進行 調(diào)理改性，提高污泥初步機械脫水及后續(xù)電滲透脫水能力；調(diào)理改性污泥經(jīng)過初步脫水后 污泥含水率降低至70-85% ;初步脫水污泥直接進入電滲透脫水設(shè)備進行深度脫水，污泥含 水率降低至40-60% ;脫水后污泥可直接進行填埋處置、熱轉(zhuǎn)化、建材利用等處理、處置與資 源化利用。該方法可實現(xiàn)污泥脫水的連續(xù)運行，處理效率高；可有效降低污泥中的結(jié)合水含 量，脫水效果好，深度脫水泥餅含水率低。既適用于新建的污水處理廠；又適合于現(xiàn)有污水 處理廠污泥脫水處理的改建，擴建及應(yīng)急預(yù)案的設(shè)計要求。
[0017] 但是，以上述兩件專利文獻為代表的現(xiàn)有技術(shù)仍然無法解決陽極使用壽命短和電 滲透電耗大的兩個技術(shù)難題。 【實用新型內(nèi)容】
[0018] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種序批式 電滲透污泥深度脫水設(shè)備，能延長陽極使用壽命，并降低電能消耗。
[0019] 本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
[0020] 一種序批式電滲透污泥深度脫水設(shè)備，包括密閉的框架，框架內(nèi)安置有陽極組件 和陰極組件；陰極組件包括支撐于框架下部的傳動輪組，傳動輪組上套設(shè)有首尾相接呈環(huán) 狀的陰極濾布，陰極濾布內(nèi)側(cè)設(shè)有陰極板；陽極組件包括一組與陰極板相對的陽極板、支撐 于框架上部的固定座，陽極板分別經(jīng)傳動件支撐于固定座上；陽極板背離傳動件的一側(cè)設(shè) 有陽極濾布；陽極板與陰極板之間形成污泥處理空間；陽極板的材質(zhì)為鈦金屬材料，陽極 板表面設(shè)有表面活性層，表面活性層的材質(zhì)為Mn02材料。
[0021] 該結(jié)構(gòu)中，陽極板、陰極板外側(cè)分別設(shè)有陽極濾布和陰極濾布，處理時污泥夾持在 陽極濾布和陰極濾布之間，不會與陽極板直接接觸，降低陽極板涂層磨損的幾率，從而延長 陽極板使用壽命。同時，電滲透的陽極反應(yīng)是一個析氧反應(yīng)，降低電極的析氧電位和提高極 板的導(dǎo)電性能有利于節(jié)省電能消耗，而表面活性層采用的Mn02材料不僅具有良好的導(dǎo)電性 能，更是析氧反應(yīng)的高活性催化劑，其析氧過電位很低，這樣即可獲得顯著的節(jié)電效果。
[0022] 本實用新型設(shè)備進一步完善的技術(shù)方案如下：
[0023] 優(yōu)選地，陽極板朝向傳動件的另一側(cè)依次固連有中間絕緣板和外層絕緣板，外層 絕緣板與傳動件末端固連；陽極板具有透水孔，外層絕緣板具有進水孔，中間絕緣板具有布 水孔槽和排氣槽。
[0024] 更優(yōu)選地，陽極板、中間絕緣板、外層絕緣板分別呈矩形；中間絕緣板的布水孔槽 包括主進水槽、支路水槽以及落水孔；主進水槽、支路水槽分別具有槽底且位于中間絕緣板 背離陽極板的一側(cè)，落水孔位于支路水槽內(nèi)且貫穿中間絕緣板；主進水槽呈圓環(huán)狀，支路水 槽有一組且呈長條狀，支路水槽與主進水槽圓環(huán)的半徑重合，支路水槽的一端位于主進水 槽圓環(huán)內(nèi)、另一端位于主進水槽圓環(huán)外；支路水槽分布成以主進水槽圓環(huán)圓心為中心的中 心對稱圖形，支路水槽分別與主進水槽相連通，支路水槽相互之間不直接連通。
[0025] 采用上述優(yōu)選方案，在電滲透反應(yīng)后段、陽極端污泥形成具有高阻抗的薄殼層時， 可在外層絕緣板上加堿性電導(dǎo)液，堿性電導(dǎo)液經(jīng)外層絕緣板的進水孔依次進入中間絕緣板 的主進水槽、支路水槽以及落水孔實現(xiàn)均勻分布，最終通過陽極板的透水孔進入污泥薄殼