[发明专利]一种高压脉冲电解压滤法深度脱水处理生化污泥的方法

说明书

本发明公开了一种高压脉冲电解压滤法深度脱水处理生化污泥的方法，该方法采用板框复极式电解压滤装置，其由滤袋式板框压滤机或隔膜式板框压滤机改装而得，所述的改装是将滤袋式板框压滤机的滤板改装成电极组件，或者将隔膜式板框压滤机的滤框改成电极组件，压滤机两端电极组件连接高压脉冲直流电源，压滤机的其他构件和连接关系保留不变，从而构成板框复极式电解压滤装置；所述的方法包括：往板框复极式电解压滤装置中通入生化污泥，先将生化污泥进行机械压滤脱水形成含水率为80‑95％的污泥泥饼，然后开启高压脉冲恒压或恒流电解，电解后再机械压滤污泥泥饼，获取含水率低于50％的污泥泥饼。本发明所述方法具有低沉本、高效、环保的优点。

技术领域

本发明涉及一种生化污泥的深度脱水的方法，是一种采用电解方法深度脱水处理生化污泥的技术，属于固体废弃物处理领域。

背景技术

生化污泥包括城市污水处理厂的终端废弃物和各工业企业的终端排放废弃物。随着我国工业化的发展，产生的工业废水和生活污水越来越多，据统计，我国每年的污水排放量已达到5.11×10⁴亿吨。这些污泥由活性污泥的生物絮体、菌类细胞构成，无机颗粒中含有大量细菌等各类微生物、重金属离子和有毒有害有机物。目前，城镇污水处理厂的污泥脱水方式为压榨、离心等脱水方式，这种机械脱水方式只能将污泥含水率脱至80%。国家环境保护部环办［2010］157号《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》要求“污水处理厂以贮存(即不处理处置)为目的将污泥运出厂界的，必须将污泥脱水至含水率50%以下。”因此，生化污泥的深度脱水处理是当前污泥无害化、减量化处理目标的迫切需求。

生化污泥深度脱水是指通过一系列技术方式对污泥进行调理预处理，改善污泥的脱水性能后，进一步借助有效措施对污泥进行脱水，使污泥含水率达到60%以下(特殊条件达到50%以下)。目前国内污泥深度脱水技术主要有二种，一种是自然干化和热干化，另一种是化学调理加高压压滤。自然干化是利用自然热源(太阳能)对污泥进行脱水干化处理，该方法需要庞大的干化场地，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，因此应用受到限制。热干化是通过加热炉对污泥加热，使细胞破壁、脱水干化。该方法耗能大，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。化学调理加高压压滤方法主要是添加石灰、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0.5MPa以上的高压，压滤脱水。该方法需外加物质，添加物使污泥的结构、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，增加了干污泥量。

电化学方法处理污泥，目前取得初步应用的是采用电渗析的原理处理固体废弃物。电渗析脱水原理是固体颗粒和液体在电场的作用下作定向运动，在通过多孔固体滤膜时，固体颗粒粒径较大不能通过，而水分子能够通过，从而使固液相分离。固液分离的基本原理依据的是胶粒的双电层理论，在电场中由于胶粒和扩散层所带电荷不同，滑动面产生滑动，胶粒和扩散层相分离，扩散层将液体带走。污泥经电渗析脱水处理后，含水率能降到35%-45%。电渗析脱水过程受电场强度、溶液pH、絮凝剂、电极材料和形状、滤布等因素的影响。两个电极端脱水速率不同致使两极端电阻率不同和电压不均，导致电渗析无法彻底进行。电渗析耗能低，脱水效率高，有一定的实用性，但处理时间长，效率低。电氧化处理生化污泥原理是依据生化污泥带负电荷，为平衡这些电荷，污泥颗粒表面会吸附介质中带相反电荷的离子构成双电层。对污泥施加一高压直流电场，在外电场作用下，污泥表面吸附的阳离子受到电场力吸引而向阴极移动，生物细胞壁被破坏，污泥中的水分子被携带出来，形成电解渗透脱水现象。区别一般的电渗析过程，电解渗透污泥脱水发生强烈的电解反应，过程电极反应式如下：阳极反应：2H₂O→ 4H⁺ + O₂ + 4e；阴极反应: 2H₂O + 2e →4OH^- + H₂。

发明内容