申請(qǐng)日2014.04.27
公開(kāi)(公告)日2014.09.10
IPC分類(lèi)號(hào)C02F11/12
摘要
真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，將污泥裝入污泥脫水桶，在污泥脫水桶內(nèi)部的中部垂直向設(shè)有濾管，濾管的上端穿過(guò)污泥脫水桶的桶口且濾管的下端密封，或?yàn)V管的下端穿過(guò)污泥脫水桶的桶底且濾管的上端密封;對(duì)污泥脫水桶的桶口進(jìn)行密封，通過(guò)濾管在污泥脫水桶內(nèi)抽真空，對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理;在污泥的周?chē)O(shè)有陽(yáng)極放電電極，在污泥的中部設(shè)有陰極放電電極，將陽(yáng)極放電電極和陰極放電電極連接電源，在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理的同時(shí)對(duì)污泥持續(xù)或斷續(xù)地進(jìn)行電脫水處理。本發(fā)明公開(kāi)的污泥脫水處理技術(shù)具有設(shè)備和運(yùn)營(yíng)成本低、處理效率高、處理效果好以及能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)對(duì)大量污泥進(jìn)行處理的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書(shū)
1.真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是包括以下實(shí)施步驟：1)、將污泥裝入污泥脫水桶，在污泥脫水桶的桶內(nèi)空間的中部垂直向設(shè)有濾管，濾管的上端穿過(guò)污泥脫水桶的桶口且濾管的下端密封，或?yàn)V管的下端穿過(guò)污泥脫水桶的桶底且濾管的上端密封;2)對(duì)污泥脫水桶的桶口進(jìn)行密封，通過(guò)濾管在污泥脫水桶內(nèi)抽真空，對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理;3)在污泥的周?chē)O(shè)有陽(yáng)極放電電極，在污泥的中部設(shè)有陰極放電電極，將陽(yáng)極放電電極和陰極放電電極連接電源，在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理的同時(shí)對(duì)污泥持續(xù)或斷續(xù)地進(jìn)行電脫水處理。
2.如權(quán)利要求1所述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是：制作污泥脫水桶的桶壁的材料中包括導(dǎo)電材料并將該導(dǎo)電材料作為陽(yáng)極放電電極，或在污泥脫水桶的桶壁上設(shè)有若干個(gè)陽(yáng)極放電電極。
3.如權(quán)利要求1所述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是：污泥脫水桶設(shè)有桶蓋，對(duì)污泥脫水桶內(nèi)的污泥進(jìn)行脫水處理時(shí)蓋上污泥脫水桶的桶蓋并對(duì)污泥脫水桶的桶蓋與污泥脫水桶桶口間的縫隙進(jìn)行密封。
4.如權(quán)利要求1所述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是：濾管為管壁上設(shè)有若干個(gè)濾孔的圓形管，濾管的外部包裹有過(guò)濾材料。
5.如權(quán)利要求1所述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是：在污泥脫水桶外設(shè)有水氣分離罐，水氣分離罐的中部設(shè)有水氣進(jìn)口一，水氣分離罐的上部或頂部設(shè)有排氣口一，水氣分離罐的下部或底部設(shè)有排水口一，水氣進(jìn)口一通過(guò)真空管一與濾管的未密封的一端連接，排氣口一通過(guò)排氣管一與真空泵連接，排水口一通過(guò)排水管一與抽水泵連接;在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理以及進(jìn)行電脫水處理期間，從污泥中排出的水和空氣在水氣分離罐內(nèi)進(jìn)行水氣分離后分別通過(guò)真空泵排出水氣分離罐內(nèi)的空氣以及通過(guò)抽水泵排出水氣分離罐內(nèi)的水。
6.如權(quán)利要求1所述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是：在污泥脫水桶外設(shè)有重力排水水氣分離罐，重力排水水氣分離罐的罐壁上設(shè)有水氣進(jìn)口二、排氣口二、排水口二，水氣進(jìn)口二通過(guò)真空管二與濾管的未密封的一端連接，排氣口二通過(guò)排氣管二與真空泵連接，在重力排水水氣分離罐內(nèi)的底部設(shè)有潛水泵，潛水泵的排水管二穿過(guò)排水口二連通重力排水水氣分離罐外;在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理以及進(jìn)行電脫水處理期間，從污泥中排出的水和空氣在重力排水水氣分離罐內(nèi)進(jìn)行水氣分離后分別通過(guò)真空泵排出重力排水水氣分離罐內(nèi)的空氣以及通過(guò)潛水泵排出重力排水水氣分離罐內(nèi)的水。
7.如權(quán)利要求1所述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是：陰極放電電極設(shè)在濾管內(nèi)或?yàn)V管的外壁上，或制作濾管的材料中包括導(dǎo)電材料并將該導(dǎo)電材料作為陰極放電電極。
8.如權(quán)利要求1所述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是：電源為直流電源或脈沖電源或靜電電源，陽(yáng)極放電電極通過(guò)電纜一連接電源的陽(yáng)極，陰極放電電極通過(guò)電纜二連接電源的陰極。
9.如權(quán)利要求8所述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是：直流電源的輸出電壓為10—100V，脈沖電源的輸出電壓為5000—100000V，靜電電源的輸出電壓為5000V—200000V。
說(shuō)明書(shū)
真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的污泥脫水處理技術(shù)，尤其是真空過(guò)濾及電脫水污泥處理技術(shù)。
背景技術(shù)
污泥脫水處理是環(huán)保行業(yè)的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容。對(duì)在處理工業(yè)污水、市政污水的過(guò)程中產(chǎn)生的大量污泥如何以高效、節(jié)能、環(huán)保的方式進(jìn)行脫水處理一直是環(huán)保行業(yè)的一項(xiàng)重大的技術(shù)課題。傳統(tǒng)的污泥脫水技術(shù)主要是通過(guò)板框式或帶式或疊螺式或離心式等脫水機(jī)械對(duì)污泥進(jìn)行機(jī)械脫水，其缺點(diǎn)是：1)、作業(yè)效率低，不能同時(shí)對(duì)數(shù)量大的污泥進(jìn)行脫水處理;2)、脫水效果差，脫水處理后的污泥含水率仍然保持在80%左右;3)、脫水成本高，不僅要購(gòu)置大量的價(jià)格昂貴的機(jī)械設(shè)備，而且在脫水過(guò)程中需要消耗大量的能源。
近年來(lái)，對(duì)污泥脫水處理的新技術(shù)有了很多的探索，其中真空過(guò)濾脫水以及以電滲透、電脈沖以及靜電脫水為代表的電脫水處理技術(shù)均有專(zhuān)利申請(qǐng)或文獻(xiàn)記載，而真空過(guò)濾技術(shù)在機(jī)械脫水技術(shù)中已有部分應(yīng)用。
公知的真空過(guò)濾脫水或電脫水技術(shù)，要么是單獨(dú)使用真空過(guò)濾脫水或電脫水處理技術(shù)進(jìn)行污泥脫水處理，要么是與機(jī)械脫水技術(shù)結(jié)合使用。
環(huán)保行業(yè)中的污泥脫水與軟基處理工程建設(shè)中的排水固結(jié)在技術(shù)上的機(jī)理基本一致。在軟基處理工程建設(shè)中，真空預(yù)壓排水固結(jié)技術(shù)在對(duì)大面積的普通粘土地基進(jìn)行排水固結(jié)軟地基處理施工時(shí)具有成本低、效率高、效果好的優(yōu)點(diǎn)，是技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的工程技術(shù)。但在真空預(yù)壓技術(shù)在處理有機(jī)質(zhì)含量高且滲透率極低的淤泥質(zhì)土?xí)r普遍存在土體中的毛細(xì)排水通道堵塞嚴(yán)重從而大大降低了排水固結(jié)的效果。而以電滲透、電脈沖以及靜電脫水為代表的電脫水處理技術(shù)無(wú)論是在環(huán)保行業(yè)還是在軟地基處理行業(yè)都有大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠證明其在土體中產(chǎn)生的電滲、電泳、電離、電解以及空化效應(yīng)中僅電解效應(yīng)具有一定的直接排水作用，而電滲、電脈、電離、空化效應(yīng)的主要作用是有效排除土體中的毛細(xì)通道堵塞現(xiàn)象，加快土體中水的滲流速度，同時(shí)還能起到去除土體中的重金屬物質(zhì)、殺滅有害細(xì)菌、改善土質(zhì)的作用。
環(huán)保行業(yè)處理的污泥和軟地基處理行業(yè)處理的淤泥相比具有同樣極低的滲透率，而污泥中的有機(jī)質(zhì)含量則更高，在脫水處理時(shí)更容易堵塞毛細(xì)排水通道。根據(jù)污泥滲透率極低且有機(jī)質(zhì)含量高的特點(diǎn)，以及根據(jù)真空過(guò)濾脫水及電脫水處理技術(shù)的原理和特點(diǎn)，單獨(dú)使用真空過(guò)濾脫水或電脫水處理技術(shù)進(jìn)行污泥脫水處理時(shí)的脫水效果一般;而將真空過(guò)濾脫水或電脫水處理技術(shù)和機(jī)械脫水技術(shù)結(jié)合使用時(shí)雖然能顯著提高污泥處理的脫水效果但處理成本比單獨(dú)使用機(jī)械脫水技術(shù)的處理成本更高，其經(jīng)濟(jì)性更差。
如果將真空過(guò)濾的污泥脫水處理技術(shù)與電脫水的污泥處理技術(shù)相結(jié)合使用，電脫水處理技術(shù)恰好能彌補(bǔ)真空過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行污泥脫水處理時(shí)的不足，不僅能有效排除污泥堵塞現(xiàn)象，顯著提高污泥脫水的效率和效果，而且還能起到去除污泥中的重金屬物質(zhì)、殺滅污泥中的有害細(xì)菌、改善污泥的環(huán)保質(zhì)量的作用。由于能顯著提高污泥脫水處理的速度，將真空過(guò)濾污泥脫水處理技術(shù)與電脫水處理技術(shù)相結(jié)合使用時(shí)仍然能保持較低的污泥脫水處理成本。
本發(fā)明的發(fā)明人在申請(qǐng)?zhí)枮?014101706572的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種真空過(guò)濾脫水的污泥處理技術(shù)和電脫水的污泥處理技術(shù)相結(jié)合的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，該技術(shù)是在對(duì)密封體內(nèi)的污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理的同時(shí)在污泥的周?chē)O(shè)置陰極放電電極并在污泥的中部設(shè)置陽(yáng)極放電電極從而對(duì)污泥進(jìn)行電脫水處理。本發(fā)明基于同樣的技術(shù)研發(fā)目的和技術(shù)原理提出了一種新的技術(shù)方案，即利用污泥脫水桶為真空過(guò)濾脫水的密封體，在污泥的周?chē)O(shè)置陽(yáng)極放電電極，在污泥脫水桶的內(nèi)部空間的中部垂直向設(shè)置濾管及陰極放電電極，在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理的同時(shí)持續(xù)或斷續(xù)地對(duì)污泥進(jìn)行電脫水處理。
與本發(fā)明的發(fā)明人在申請(qǐng)?zhí)枮?014101706572的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的技術(shù)方案相比，本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案對(duì)污泥脫水處理的場(chǎng)地要求不高，設(shè)備成本也更低，而申請(qǐng)?zhí)枮?014101706572的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的技術(shù)方案更適合對(duì)大量的污泥同時(shí)進(jìn)行脫水處理。
本發(fā)明的主要技術(shù)原理和技術(shù)優(yōu)勢(shì)是：在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理的同時(shí)對(duì)污泥進(jìn)行電脫水處理，且電脫水處理的陰極放電電極設(shè)于污泥的周?chē)�，電脫水處理的�?yáng)極放電電極設(shè)于污泥的中部，因此首先，本發(fā)明將真空過(guò)濾作為污泥脫水的主要手段，利用了真空過(guò)濾技術(shù)的快速高效、節(jié)能環(huán)保和能同時(shí)對(duì)大量的污泥進(jìn)行脫水處理的技術(shù)優(yōu)勢(shì);第二，通過(guò)電脫水處理期間產(chǎn)生的電滲和電泳效應(yīng)能使污泥中的帶陽(yáng)極性的自由水向陰極放電電極運(yùn)動(dòng)從而通過(guò)真空過(guò)濾處理排出，并使污泥中帶陰極性的有機(jī)質(zhì)膠體和細(xì)小的固體顆粒向污泥中部的陽(yáng)極放電電極運(yùn)動(dòng)從而不會(huì)堵塞自由水的毛細(xì)排水通道;第三，電脫水處理期間產(chǎn)生的電離效應(yīng)還能改變污泥中膠體和固體顆粒與吸附水和結(jié)合水的電極性，使污泥中的部分吸附水和結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水排出;第四，電脫水處理期間產(chǎn)生的電解效應(yīng)具有一定的脫水效果，且電解效應(yīng)使污泥中的被電解的水成為氫氣和氧氣氣體，在真空負(fù)壓力的作用下氣體的運(yùn)動(dòng)會(huì)在污泥中形成排出自由水的新的毛細(xì)排水通道;第五，當(dāng)使用高壓電脈沖或高壓靜電進(jìn)行污泥的電脫水處理時(shí)，在污泥中還會(huì)產(chǎn)生空化效應(yīng)，水中的微小氣泡會(huì)急速擴(kuò)張和潰滅，在水中形成激波或高速微射流，從而進(jìn)一步加快自由水的流速并擴(kuò)張自由水的毛細(xì)排水通道;最后，電脫水處理技術(shù)通過(guò)去除污泥中的重金屬離子和殺滅污泥中的有害細(xì)菌還有顯著提高污泥處理的環(huán)保效能。
與現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)相比，本發(fā)明公開(kāi)的污泥脫水處理技術(shù)具有設(shè)備和運(yùn)營(yíng)成本低、處理效率高、處理效果好以及能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)對(duì)大量污泥進(jìn)行處理的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案如下。
真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，其特征是包括以下實(shí)施步驟：1)、將污泥裝入污泥脫水桶，在污泥脫水桶的桶內(nèi)空間的中部垂直向設(shè)有濾管，濾管的上端穿過(guò)污泥脫水桶的桶口且濾管的下端密封，或?yàn)V管的下端穿過(guò)污泥脫水桶的桶底且濾管的上端密封;2)對(duì)污泥脫水桶的桶口進(jìn)行密封，通過(guò)濾管在污泥脫水桶內(nèi)抽真空，對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理;3)在污泥的周?chē)O(shè)有陽(yáng)極放電電極，在污泥的中部設(shè)有陰極放電電極，將陽(yáng)極放電電極和陰極放電電極連接電源，在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理的同時(shí)對(duì)污泥持續(xù)或斷續(xù)地進(jìn)行電脫水處理。
根據(jù)上述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是：制作污泥脫水桶的桶壁的材料中包括導(dǎo)電材料并將該導(dǎo)電材料作為陽(yáng)極放電電極，或在污泥脫水桶的桶壁上設(shè)有若干個(gè)陽(yáng)極放電電極。
根據(jù)上述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是：污泥脫水桶設(shè)有桶蓋，對(duì)污泥脫水桶內(nèi)的污泥進(jìn)行脫水處理時(shí)蓋上污泥脫水桶的桶蓋并對(duì)污泥脫水桶的桶蓋與污泥脫水桶桶口間的縫隙進(jìn)行密封。
根據(jù)上述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是：濾管為管壁上設(shè)有若干個(gè)濾孔的圓形管，濾管的外部包裹有過(guò)濾材料。
根據(jù)上述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是：在污泥脫水桶外設(shè)有水氣分離罐，水氣分離罐的中部設(shè)有水氣進(jìn)口一，水氣分離罐的上部或頂部設(shè)有排氣口一，水氣分離罐的下部或底部設(shè)有排水口一，水氣進(jìn)口一通過(guò)真空管一與濾管的未密封的一端連接，排氣口一通過(guò)排氣管一與真空泵連接，排水口一通過(guò)排水管一與抽水泵連接;在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理以及進(jìn)行電脫水處理期間，從污泥中排出的水和空氣在水氣分離罐內(nèi)進(jìn)行水氣分離后分別通過(guò)真空泵排出水氣分離罐內(nèi)的空氣以及通過(guò)抽水泵排出水氣分離罐內(nèi)的水。
根據(jù)上述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是：在污泥脫水桶外設(shè)有重力排水水氣分離罐，重力排水水氣分離罐的罐壁上設(shè)有水氣進(jìn)口二、排氣口二、排水口二，水氣進(jìn)口二通過(guò)真空管二與濾管的未密封的一端連接，排氣口二通過(guò)排氣管二與真空泵連接，在重力排水水氣分離罐內(nèi)的底部設(shè)有潛水泵，潛水泵的排水管二穿過(guò)排水口二連通重力排水水氣分離罐外;在對(duì)污泥進(jìn)行真空過(guò)濾脫水處理以及進(jìn)行電脫水處理期間，從污泥中排出的水和空氣在重力排水水氣分離罐內(nèi)進(jìn)行水氣分離后分別通過(guò)真空泵排出重力排水水氣分離罐內(nèi)的空氣以及通過(guò)潛水泵排出重力排水水氣分離罐內(nèi)的水。
根據(jù)上述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是：陰極放電電極設(shè)在濾管內(nèi)或?yàn)V管的外壁上，或制作濾管的材料中包括導(dǎo)電材料并將該導(dǎo)電材料作為陰極放電電極。
根據(jù)上述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是：電源為直流電源或脈沖電源或靜電電源，陽(yáng)極放電電極通過(guò)電纜一連接電源的陽(yáng)極，陰極放電電極通過(guò)電纜二連接電源的陰極。
根據(jù)上述的真空過(guò)濾及電脫水污泥處理法，一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案是：直流電源的輸出電壓為10—100V，脈沖電源的輸出電壓為5000—100000V，靜電電源的輸出電壓為5000V—200000V。
