[实用新型]电渗透污泥脱水设备用阳极及设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电渗透污泥脱水设备用阳极及设备，适用于以电渗透技术对污水处理厂生物污泥进行深度脱水处理，属于电化学技术污水污泥技术领域。

背景技术

据申请人了解，当前污水处理主要采用生物氧化处理工艺，该工艺在处理过程中会产生大量生化污泥，这些污泥的含水率在95～99%以上，需要进行污泥脱水处理。通常，污水处理厂采用传统的机械压滤工艺来处理生化污泥，但是，该传统工艺只能将污泥含水率降至80～85%，其主要原因为：生化污泥絮体水分中，结合水占70～75%，间隙水占20～25%，还有少量的自由水与毛细管水；传统的机械压滤工艺只能脱除污泥的间隙水，结合水存在于污泥的微生物细胞内，只有将细胞破壁后才能被进一步脱除。

基于此现状，业内提出了污泥深度脱水处理，其目的是使污泥减量化；目标是将含水80～85%的污泥脱水至含水率60%以下，污泥体积减小50%以上，以便于后续的污泥处置；污泥深度脱水的关键在于脱除污泥絮体中的结合水，而脱除结合水的关键在于微生物细胞破壁。

现有的生化污泥深度脱水处理工艺如下：

（一）、自然干化工艺和热干化工艺

自然干化工艺利用自然热源(如太阳能)对污泥进行脱水干化处理，该工艺需要庞大的干化场，主要依赖气候条件，处理时间过长，处理过程中恶臭气体挥发，易带来二次污染，因此该工艺的应用受到限制。

热干化工艺通过对污泥加热，使细胞破壁、脱水干化。该工艺耗能大，去除每千克水的热能能耗为3000～4000kJ，设备复杂，投资和运行成本也非常高，难以应用推广。

（二）化学调理结合高压压滤的工艺

化学调理结合高压压滤的工艺主要是先添加石灰、铁盐等，以改变污泥分子电荷极性，增加颗粒孔隙、改善压滤特性，然后再施加5MPa以上的高压，压滤脱水。该工艺需额外添加物质，使污泥的结构、成分、性质发生了变化，给后续的污泥处置带来诸多问题，同时添加物加入量较大，也增加了干污泥量。

（三）电渗透脱水工艺

电渗透脱水工艺是将生化污泥深度脱水干化的新型、高效技术。

电渗透脱水工艺基于电化学机理，在外电场作用下，污泥中的颗粒固体、液体相对于电极表面作定向运动，污泥向阳极移动，细胞破壁后其胞内水向阴极移动，透过阴极被排出脱除。在对污泥施加电场的同时，需要保持一定的压强，压强在10～100kPa。

该工艺脱水速度快，一般在5～15分钟内即可实现污泥量减半，泥饼含水率脱至60%以下的要求。影响电渗透污泥脱水的主要因素有：电场强度、压强、处理时间、污泥层厚度。

现有的电渗透污泥脱水设备一般基于带式压滤机的技术原理，采用辊筒滤带压榨方式；设备以辊筒为阳极，辅以履带式结构的阴极，阴阳极外均设有滤带，污泥在阴阳极滤带间，在阴阳极施加电场的条件下进行压榨脱水。此外，有的设备其阴阳极均采用平行履带式结构或其他异形结构。

以上电渗透污泥脱水设备遇到的最大问题是：阳极电化学腐蚀问题。

电渗透污泥脱水过程电极反应原理如下：

阳极反应：2H₂O→4H⁺+O₂+4e^-

阴极反应：2H₂O+2e^-→4OH^-+H₂

基于该反应机理，从阴极脱除的水pH值为12～13；而氢离子在阳极聚集，致使阳极表面与污泥的接触面pH为1～2，在这样强酸性工作环境下，阳极的电化学腐蚀十分严重。采用现有的金属材料做阳极，腐蚀损坏速度极快，而这正是目前电渗透污泥脱水设备不能正常连续工作、不能应用推广的原因。然而，至今尚无能可靠解决电渗透污泥脱水设备阳极腐蚀问题的技术手段。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种电渗透污泥脱水设备用阳极，加工难度小，利于提高制造效率。此外，还提供采用上述阳极的设备。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电渗透污泥脱水设备用阳极，其特征是，所述阳极整体首尾相接呈环状，所述阳极由若干钛金属板相互导电连接而成；所述钛金属板为弧形件或长条件；所述钛金属板表面还涂覆、烧结有导电的保护层。

本实用新型阳极进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述钛金属板为弧形件，所述阳极呈圆筒状，圆筒直径为0.5-2.5米。