[发明专利]基于电压分级检测的交换电极电渗透污泥脱水系统及方法

权利要求书

1.基于电压分级检测的交换电极电渗透污泥脱水系统，其特征在于：包括支架，支架上水平设置有台板，台板上设置有电渗透反应器、电源、第一电压表和第二电压表，电渗透反应器内部自上而下依次间隔设置有上层碳片电极、中层铜片电极和下层铜片电极，中层铜片电极和下层铜片电极上均开设有上下通透的透水孔，上层碳片电极和中层铜片电极均滑动连接在电渗透反应器内，下层铜片电极固定设置在电渗透反应器的底部，上层碳片电极与中层铜片电极之间以及中层铜片电极与下层铜片电极之间均设置有污泥，上层碳片电极上方设置有用于驱动上层碳片电极沿电渗透反应器内壁向下移动的动力驱动装置；

电源的正极通过第一导线和第二导线分别与第一电压表的正极和上层碳片电极连接，电源的负极通过第三导线与下层铜片电极连接，中层铜片电极通过T型主分支电线连接器分为两根第四导线同时与第一电压表的负极和第二电压表的正极连接，下层铜片电极通过第五导线与第二电压表的负极连接；

电渗透反应器包括同轴向设置有外筒体和内筒体，外筒体和内筒体的底部水平设置有连接法兰，连接法兰的内径与内筒体的内径相等，外筒体和内筒体之间具有环形腔，环形腔的顶部敞口，中层铜片电极的外圆周一侧连接有可上下伸缩的波纹板，波纹板的水平截面呈圆弧形，波纹板的圆弧角为10-30°，波纹板的中心线与内筒体的中心线重合，波纹板的外壁与内筒体的内壁滑动配合，内筒体中部到下部之间沿竖向方向开设有内外通透的导孔，波纹板上开设有与导孔对应连通的穿线孔，第四导线由环形腔的顶部进入，再依次经导孔、穿线孔后与中层铜片电极连接的T型主分支电线连接器连接，台板上开设有与内筒上下对应的圆孔，台板下表面设置有位于圆孔外周的聚水斗，聚水斗底部连接有导水管，下层铜片电极设置在台板上表面的圆孔上方，下层铜片电极上表面自下而上依次设置有滤布和密封垫圈，连接法兰下表面与密封垫圈接触，连接法兰沿周向通过若干条连接螺栓与台板固定连接为一体；

动力驱动装置包括承压上座，承压上座上垂直设置有液压推杆，液压推杆下端同轴向自上而下伸入到电渗透反应器内部；

导水管下方设置有电子秤，电子秤上设置有用于承接导水管内流水的储水容器；

连接法兰内开设有连通聚水斗和环形腔的导流孔；

内筒体和外筒体的下部沿径向方向对应开设有安装孔，安装孔内安装有伸入到内筒体内部的温度计探头，温度计探头与安装孔之间设置有耐腐蚀密封圈。

2.采用如权利要求1所述的基于电压分级检测的交换电极电渗透污泥脱水系统的脱水方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）根据所选高级氧化剂与水成比例配置相应浓度的药剂，然后将药剂与污泥混合均匀，所选高级氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、亚铁活化过硫酸盐或过氧化钙；

（2）在内筒体内部放置波纹板，将波纹板严密贴合在内筒体的内壁，波纹板遮挡导孔，波纹板上下拉伸到最长状态，然后在内筒体内部装入步骤（1）中与药剂混合均匀的污泥；

（3）污泥高度快到波纹板上开设的穿线孔时，将中层铜片电极放入到内筒体内，然后再中层铜片电极上方装入污泥，中层铜片电极将污泥分隔为上层污泥和下层污泥，接着在上层污泥上放置上层铜片电极；

（4）上层碳片电极、中层铜片电极和下层铜片电极对应连接电源、第一电压表和第二电压表；

（5）将动力驱动装置的液压推杆下端设置在内筒体内部与上层碳片电极接触；

（6）电渗透脱水：打开电源，上层碳片电极、中层铜片电极和下层铜片电极得电，开始对内筒体内部的上层污泥和下层污泥进行电渗透，第一电压表和第二电压表上显示阴阳两极的电渗透电压，上层碳片电极和下层铜片电极随一定频率时间变换电极，与第一电压表和第二电压表所连导线也随之更改，进行电压分级检测，与此同时，液压推杆向下驱动上层碳片电极沿内筒体向下移动挤压上层污泥，压力传递到中层铜片电极，中层铜片电极下压下层污泥，波纹板也同时被压缩，上层污泥脱出的水通过中层铜片电极上的透水孔流入到下层污泥内，上层污泥和下层污泥在电渗透作用以及压力的作用下脱出的水依次透过滤布、下层铜片电极排出到聚水斗内，最终流入到储水容器内并由电子秤称重；

（7）收集泥饼；电渗透脱水结束后，关闭电源，取下动力驱动装置，取出上层碳片电极，拆下连接法兰与台板之间的连接螺栓，取下内筒体和外筒体，拆除第四导线，取出上层污泥和下层污泥被压缩成为的两层泥饼，取出波纹板和中层铜片电极，对上层泥饼和下层泥饼分层测量含水率。