一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處理和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國污泥處理處置技術(shù)尚處于起步階段，主要處置技術(shù)為農(nóng)業(yè)利用以及土地填埋，甚至一部分污泥未經(jīng)任何處置就直接堆放，這將對環(huán)境造成極大危害。污泥的臭氣嚴(yán)重、其中的重金屬和有毒有害有機(jī)污染物污染附近農(nóng)田以及地下水系統(tǒng)。我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T 23485-2009)中規(guī)定污泥與生活垃圾混合填埋時(shí)，其基本指標(biāo)及限值如下:污泥含水率〈60%，pH值為5?10。而經(jīng)污水廠機(jī)械脫水后的污泥含水率在80%左右，不能滿足填埋作業(yè)的機(jī)械強(qiáng)度。因此開發(fā)污泥深度脫水以及污泥無害化處理的方法是解決污泥減量化、無害化需要迫切解決的問題。
[0003]申請?zhí)枮?01410255970.6的中國專利申請公開了一種污泥脫水的方法及其設(shè)備。該專利為利用磁性材料的微磁場和導(dǎo)電性能對電場脫水產(chǎn)生輔助作用，最終脫除污泥中的水分。電動(dòng)脫水可有效降低污泥中的含水率，但該專利采用的是固定電極的方法，會(huì)造成靠近陽極部分污泥的含水率較低，靠近陰極越近，污泥含水率相比升高，結(jié)果為該裝置處理的污泥含水率不均勻，處理效率低。
[0004]申請?zhí)枮?01010231719.8的中國專利申請公開了一種污泥脫水的移動(dòng)電極式電動(dòng)脫水設(shè)備。該裝置采用的移動(dòng)陽極為多根尖頭合金電極桿，陽極固定在上板。上板通過裝置中心的螺母和螺桿結(jié)合。處理過程中通過手動(dòng)或者機(jī)械裝置轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋桿以移動(dòng)陽極。該裝置采用移動(dòng)電極法進(jìn)行電動(dòng)脫水，處理能耗和脫水效果都有所提高。但是該裝置的陽極為桿狀。與污泥的接觸面積較小，影響處理效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法。是將污水處理廠排出的未達(dá)到填埋標(biāo)準(zhǔn)，直接堆放在環(huán)境中的污泥，通過對其深度脫水的同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬的無害化，從而使此種污泥達(dá)到填埋的含水率標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥減量化和無害化。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，在進(jìn)行污泥重金屬無害化的過程中同時(shí)進(jìn)行污泥的深度脫水，即在同一反應(yīng)器，同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行污泥的無害化與減量化；包括如下步驟:
[0008](I).將污泥投入到反應(yīng)裝置的污泥腔中，接通電源；
[0009](2).開啟反應(yīng)裝置，根據(jù)處理污泥的電滲特性，確定不同加載電壓下選取的電極移動(dòng)速率，通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿移動(dòng)陽極勻速下降，降低電源的輸出電壓，使得維持兩電極之間恒定的電壓梯度為6v/cm，電滲去除的水分通過底部的濾層排除，流入集水箱；
[0010](3).反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過重金屬無害化和深度脫水的污泥含水率滿足要求，直接填埋或進(jìn)行資源化利用。
[0011]進(jìn)一步地，所述移動(dòng)陽極是指陽極以lcm/h的速度向陰極移動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步地，所述移動(dòng)陽極和陰極的材料均為釕銥涂層鈦電極。
[0013]進(jìn)一步地，所述反應(yīng)裝置包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、移動(dòng)陽極、污泥腔、陰極、過濾層、集水箱、電源及導(dǎo)線，所述污泥腔底部設(shè)置過濾層，污泥腔內(nèi)的過濾層上設(shè)置陰極，陰極通過導(dǎo)線連接電源，污泥腔內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸為不銹鋼螺旋桿，轉(zhuǎn)軸上安裝有移動(dòng)陽極，沿轉(zhuǎn)軸移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸末端與陰極接觸處帶有或絕緣墊，轉(zhuǎn)軸分別連接電機(jī)和電源，過濾層下方設(shè)置出水口，對應(yīng)出水口位置設(shè)有集水箱。
[0014]進(jìn)一步地，所述移動(dòng)陽極包括連接套和多個(gè)葉片構(gòu)成，所述葉片為多孔螺旋結(jié)構(gòu)，均勻設(shè)置在連接套圓周上，連接套與轉(zhuǎn)軸配合連接，在電機(jī)的作用下，沿轉(zhuǎn)軸螺旋移動(dòng)。
[0015]進(jìn)一步地，所述陰極為多孔板結(jié)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017]1.本發(fā)明的方法為污泥重金屬去除及污泥脫水同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)行一次完整的過程所需要的時(shí)間短，而且操作方便，人力成本低，能耗低。
[0018]2.本發(fā)明采用電化學(xué)方法，不需要使用化學(xué)藥劑，只需要電能，節(jié)能環(huán)保，不會(huì)對環(huán)境造成二次污染。
[0019]3.本發(fā)明的反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可長期使用且維護(hù)成本低。
[0020]4.本發(fā)明采用移動(dòng)陽極，不斷縮短兩電極間距離，增強(qiáng)修復(fù)效果，能夠有效的降低反應(yīng)過程的能耗，此外，陽極逼近法還增大了污泥中重金屬的迀移速率，從而縮短了反應(yīng)時(shí)間。
[0021]5.本發(fā)明移動(dòng)陽極采用螺旋式多孔結(jié)構(gòu)的合金材料。螺旋式陽極能夠在污泥含水率降低時(shí)減小移動(dòng)過程阻力，同時(shí)面積較大，能夠充分與污泥接觸。通過移動(dòng)陽極的方式可以防止由于系統(tǒng)電阻增加而導(dǎo)致的電流密度下降這一問題。同時(shí)，螺旋式移動(dòng)多孔陽極還能起到攪拌的作用，為以后該方法與化學(xué)方法耦合提供了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明中反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:1.轉(zhuǎn)軸，2.陽極，3.污泥腔，4.陰極，5.濾層，6.集水箱，7.電機(jī)，8.電源，
9.導(dǎo)線。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]實(shí)施例1:如圖1所示，本發(fā)明一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，在進(jìn)行污泥重金屬無害化的過程中同時(shí)進(jìn)行污泥的深度脫水，即在同一反應(yīng)器，同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行污泥的無害化與減量化；包括如下步驟:
[0026](I).將污泥投入到反應(yīng)裝置的污泥腔3中，接通電源8 ;
[0027](2).開啟反應(yīng)裝置，根據(jù)處理污泥的電滲特性，確定不同加載電壓下選取的電極移動(dòng)速率，通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸I移動(dòng)陽極2勻速下降，降低電源的輸出電壓使得兩電極之間恒定的電壓梯度為6v/cm，電滲去除的水分通過底部的濾層5排除，流入集水箱6 ；
[0028](3).反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過重金屬無害化和深度脫水的污泥含水率滿足要求，直接填埋或進(jìn)行資源化利用。
[0029]所述移動(dòng)陽極是指陽極以lcm/h的速度不斷向陰極移動(dòng)，以此縮短兩電極間距離。陽極逼近法的實(shí)現(xiàn)方法為:陽極2通過反應(yīng)裝置中間的轉(zhuǎn)軸1，進(jìn)行軸向螺旋運(yùn)動(dòng)，陽極2自上而下靠近陰極。
[0030]如圖1所示，所述反應(yīng)裝置包括電機(jī)7、轉(zhuǎn)軸1、陽極2、污泥腔3、陰極4、過濾層5、集水箱6、電源8及導(dǎo)線9，所述污泥腔3底部設(shè)置過濾層5，過濾層5上的污泥腔3內(nèi)設(shè)置陰極4，陰極4通過導(dǎo)線9連接電源8，污泥腔3內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)軸1，轉(zhuǎn)軸I為不銹鋼制成的螺旋桿，具有耐磨、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；轉(zhuǎn)軸末端與陰極接觸處做絕緣處理。轉(zhuǎn)軸上安裝有移動(dòng)陽極2，電機(jī)7、電源8分別與陽極2相連。過濾層5下方設(shè)置出水口，對應(yīng)出水口位置設(shè)有集水箱6。
[0031]所述陽極2包括連接套和多個(gè)葉片構(gòu)成，所述葉片為多孔螺旋結(jié)構(gòu)，均勻設(shè)置在連接套圓周上，連接套與轉(zhuǎn)軸配合連接，在電機(jī)的作用下，沿轉(zhuǎn)軸螺旋移動(dòng)。
[0032]所述陰極4為多孔板結(jié)構(gòu)。
[0033]所述電極陽極和陰極材料均采用釕銥涂層鈦電極。優(yōu)點(diǎn)為電能消耗小、工作壽命長、可克服石墨電極和鉛電極溶解問題、耐腐蝕性強(qiáng)、電極重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，在進(jìn)行污泥重金屬無害化的過程中同時(shí)進(jìn)行污泥的深度脫水，即在同一反應(yīng)器，同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行污泥的無害化與減量化；其特征在于:包括如下步驟: (1).將污泥投入到反應(yīng)裝置的污泥腔中，接通電源； (2).開啟反應(yīng)裝置，根據(jù)處理污泥的電滲特性，確定不同加載電壓下選取的電極移動(dòng)速率，通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿移動(dòng)陽極勻速下降，降低電源的輸出電壓，使得維持兩電極之間恒定的電壓梯度為6v/cm，電滲去除的水分通過底部的濾層排除，流入集水箱； (3).反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過重金屬無害化和深度脫水的污泥含水率滿足要求，直接填埋或進(jìn)行資源化利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，其特征在于:所述移動(dòng)陽極是指陽極以lcm/h的速度向陰極移動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，其特征在于:所述移動(dòng)陽極和陰極的材料均為釕銥涂層鈦電極。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，其特征在于:所述反應(yīng)裝置包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、移動(dòng)陽極、污泥腔、陰極、過濾層、集水箱、電源及導(dǎo)線，所述污泥腔底部設(shè)置過濾層，污泥腔內(nèi)的過濾層上設(shè)置陰極，陰極通過導(dǎo)線連接電源，污泥腔內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸為不銹鋼螺旋桿，轉(zhuǎn)軸上安裝有移動(dòng)陽極，沿轉(zhuǎn)軸移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸末端與陰極接觸處帶有或絕緣墊，轉(zhuǎn)軸分別連接電機(jī)和電源，過濾層下方設(shè)置出水口，對應(yīng)出水口位置設(shè)有集水箱。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，其特征在于:所述移動(dòng)陽極包括連接套和多個(gè)葉片構(gòu)成，所述葉片為多孔螺旋結(jié)構(gòu)，均勻設(shè)置在連接套圓周上，連接套與轉(zhuǎn)軸配合連接，在電機(jī)的作用下，沿轉(zhuǎn)軸螺旋移動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，其特征在于:所述陰極為多孔板結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種對脫水污泥同時(shí)實(shí)現(xiàn)重金屬無害化和深度脫水的方法，屬于污泥處理和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。在進(jìn)行污泥重金屬無害化的過程中同時(shí)進(jìn)行污泥的深度脫水，包括如下步驟：將污泥投入到反應(yīng)裝置的污泥腔中，接通電源；開啟反應(yīng)裝置，根據(jù)處理污泥的電滲特性，確定不同加載電壓下選取的電極移動(dòng)速率，通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿移動(dòng)陽極勻速下降，降低電源的輸出電壓，維持兩電極之間恒定的電壓梯度，電滲去除的水分通過底部的濾層排除，流入集水箱；反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過重金屬無害化和深度脫水的污泥含水率滿足要求，直接填埋或進(jìn)行資源化利用。本發(fā)明進(jìn)行一次完整的過程所需時(shí)間短，操作方便，能耗不需要使用化學(xué)藥劑，只需要電能，節(jié)能環(huán)保，不會(huì)對環(huán)境造成二次污染。
【IPC分類】C02F11/12, C02F11/00
【公開號】CN104926066
【申請?zhí)枴緾N201510313517
【發(fā)明人】黃殿男, 李薇, 傅金祥, 王冬, 艾志生
【申請人】沈陽建筑大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月9日