本發明屬于污泥處理設備
技術領域：
，具體涉及一種污泥脫水系統，尤其涉及一種電解-電滲析-氣壓壓濾聯合處理污泥脫水的系統。
背景技術：
：隨著我國工業化的發展，污泥數量越來越數量龐大，據統計，全國設市城市、縣累計建成城鎮污水處理廠超過3500座，污水處理能力約1.45億m3/d，年產生含水量80％的污泥3500多萬t。這些污泥由活性污泥的生物絮體、菌類細胞構成，無機顆粒中含有有毒有害有機物、重金屬離子和含大量細菌的各類微生物。目前，城鎮污水處理廠的污泥脫水方式為離心、壓榨等脫水方式，這種機械脫水方式只能將污泥含水率脫至80％。國家環境保護部環辦[2010]157號《關于加強城鎮污水處理廠污泥污染防治工作的通知》要求“污水處理廠以貯存(即不處理處置)為目的將污泥運出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50％以下。”因此，將污泥深度脫水處理降低含水率至50％以下，當前污泥減量化、無害化處理目標的迫切需求。污泥中的水分大致被分為顆粒間的空隙水、毛細水、顆粒的吸附水和內部水四類，各種水分與污泥顆粒結合的程度的關系可以表示為：內部水>吸附水>毛細水>空隙水，越在前結合程度越高，越難除去。機械處理污泥含水率高的主要原因是污泥中菌膠團網絡的穩定作用，這些菌膠團很難被機械作用破壞，而且污泥微生物細胞壁的剛性結構阻礙了胞內水分的釋放。要將含水率80％以上的污泥進一步脫水，需要對污泥進行預處理，改善污泥的脫水性能后，進一步借助其他措施對污泥進行深度脫水，使污泥泥餅含水率達到50％以下。目前國內污泥脫水技術主要采用機械脫水，包括有過濾法和離心法。裝置主要為污泥離心機和污泥壓濾機。污泥離心機是借污泥中固、液比重差所產生的不同離心傾向達到泥水分離。離心脫水機連續生產和自動控制，占地小，但污泥預處理的要求較高。過濾法用的設備有板框壓濾機、真空過濾機和帶式過濾機。板框壓濾機為化工常用設備，過濾推動力大，泥餅含水率較低，進泥、出泥是間歇的，生產率較低。真空過濾機連續進泥，連續出泥，運行平穩，但附屬設施較多。帶式過濾機是新型的過濾機，有回轉帶，一邊脫水，一邊運泥，裝置比較復雜。上述機械脫水法主要用于消化污泥和初次沉淀池污泥，污泥如未經化學藥劑處理，泥餅含水率一般超過80％。污泥深度脫水方式主要兩種，一種加化學試劑調理，如加入絮凝劑、石灰等調理，再進行機械壓濾脫水，這種方法污泥量將增加10-20％，并對過濾水產生二次污染。另一種方法為熱處理方法，采用加熱干燥、太陽能自然烘干等方法提供熱能、通過加熱方法破壞污泥膠束，解離污泥內部水，熱處理消耗大量能源，自然干燥則需要場地堆積污泥，并在干燥過程中容易產生惡臭等，并污染地下水，現在已經被禁止使用。因此，開發一種可將污泥不經化學處理，直接脫水至泥餅含水率低于50％的工業化設備，對于降低污泥量和污泥處置具有特別重要的意義。技術實現要素：本發明的目的是提出一種電解-電滲析-氣壓壓濾聯合處理污泥脫水的系統，將大電流電解、高壓脈沖電滲析和氣壓壓濾技術結合起來，在污泥氣壓壓濾污泥過程中先后通過大電流電解、高電壓脈沖電滲解離污泥中的內部水和吸附水，在高氣壓下將污泥含水率脫至50％以下。為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：一種電解-電滲析-氣壓壓濾聯合處理污泥脫水的系統，包括機架、設于機架兩端的絕緣板、空壓機和若干組并聯的單元電解裝置，所述單元電解裝置為兩膜三室電解裝置，包括兩側設有支耳的陽極電極板、陽極網板、陽極濾網、濾框、陰極濾網、陰極網板和陰極電極板，所述濾框的底部設有污泥入口，陰極網板和陽極網板的頂部均設有進氣口，陰極網板和陽極網板的底部均設有出液口，所述陽極電極板、陽極網板、陽極濾網、濾框、陰極濾網、陰極網板和陰極電極板通過支耳架設于機架上；所述陽極濾網、濾框和陰極濾網構成中間室，陽極電極板、陽極網板和陽極濾網構成陽極室，陰極濾網、陰極網板和陰極電極板構成陰極室；所述陰極網板和陽極網板的進氣口與空壓機相連；所述陽極電極板和陰極電極板連有大電流穩壓穩流電源，實現大電流電解處理污泥；所述陽極電極板和陰極電極板同時連有高壓脈沖電源，兩臺電源可交替使用。開啟空壓機，壓縮空氣將陽極室和陰極室腔體濾液由陽極網板和陰極網板的出液口排出，在陽極和陰極兩側形成空氣+網板(PP材料)陽極室絕緣層和陰極室絕緣層；在陽極和陰極兩端連接高壓脈沖電源，可實現高壓電滲析處理泥餅。高壓電滲析完成后，增大空壓機氣壓，陽極室和陰極室高壓氣壓壓濾中間室泥餅，進一步高壓壓濾泥餅，實現氣體壓濾機械處理污泥。作為優選，所述陽極電極板材料為RuO2-TiO2/Ti涂層電極、IrO2-Ta2O5/Ti涂層電極、PbO2/Ti鍍層電極、不銹鋼、碳鋼，形狀為板狀；所述的陰極電極板材料為不銹鋼、碳鋼、鈦、Sb5-10wt％鉛-銻合金、鉛-銻-銅合金，形狀為板狀，厚度為1-5mm，所述鉛-銻-銅合金中Sb5-10wt％、Cu1-3wt％。作為優選，所述濾框材質為PP或PVC，厚度100-300mm，濾框底部呈倒V形，所述V形夾角為40-90°，從而便于松開空壓機后濾框內污泥脫落。作為優選，其特征在于，所述陽極網板和陰極網板的材質為PP或PVC，厚度30-100mm，開孔率為50-75％。作為優選，所述陽極濾網和陰極濾網的材質為濾布或多孔彈性材料，所述板狀多孔彈性材料為PP、PE或PP/PE復合材料。作為優選，所述大電流穩壓穩流電源規格為：電壓范圍0-60V，電流范圍0-5000A，電壓和電流均連續可調。作為優選，所述高壓脈沖電源規格為：脈沖頻率10-100Hz，電壓0-12KV、脈寬50-500μS，脈沖頻率和脈沖寬度可調，電流0-1A。本發明的有益效果為：1、本發明所提供的系統將大電流電解、高壓脈沖電滲析和氣壓壓濾技術三者結合，不需要加入化學試劑調理污泥，減少了污泥干重，能直接將污泥含水率脫至50％以下。2、本發明所提供的裝置設備簡單，維護方便，能耗低。3、本發明所提供的污泥處理裝置適用于建筑污泥、河道淤泥、城市生活污泥、工業污泥等。附圖說明圖1為本發明的結構示意圖。圖2為濾框的結構示意圖。圖3為陽極網板或陰極網板的結構示意圖。圖中，1、濾框，2、陽極濾網，3、陰極濾網，4、陽極網板，5、陰極網板，6、陽極電極板，7、陰極電極板，8、絕緣板，9、空壓機，10、機架，11、支耳，12、污泥入口，13、進氣口，14、出液口。具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步描述，但不能將方案中所涉及的技術參數理解為對本發明的限制。一種電解-電滲析-氣壓壓濾聯合處理污泥脫水的系統，包括機架10、設于機架兩端的絕緣板8、空壓機9和4組并聯的單元電解裝置，所述單元電解裝置為兩膜三室電解裝置，包括兩側設有支耳11的陽極電極板6、陽極網板4、陽極濾網2、濾框1、陰極濾網3、陰極網板5和陰極電極板7，所述濾框1的底部設有污泥入口12，陰極網板5和陽極網板4的頂部均設有進氣口13，陰極網板5和陽極網板4的底部均設有出液口14，所述陽極電極板6、陽極網板4、陽極濾網2、濾框1、陰極濾網3、陰極網板5和陰極電極板7通過支耳11架設于機架10上；所述陽極濾網2和陰極濾網3構成中間室，陽極電極板6、陽極網板4和陽極濾網2構成陽極室，陰極濾網3、陰極網板5和陰極電極板7構成陰極室，所述陽極電極板6和陰極電極板7連有大電流穩壓穩流電源；所述陰極網板5和陽極網板4的進氣口13與空壓機9相連，陽極電極板6和陰極電極板7同時連接高壓脈沖電源，大電流穩壓穩流電源和脈沖電源之間可交替切換使用。濾框1為聚丙烯材料，厚度250mm，陰極濾網3和陽極濾網2材料為濾布，陽極網板4和陰極網板5為聚丙烯材料，厚度150mm，網格開孔率65％，陽極電極板6材料為IrO2-TiO2/Ti；陰極電極板7材料為不銹鋼，電極和網板之間有密封墊，材料為四氟乙烯，上述組件大小均為為1.0m*1.0m。試驗由城市污水廠污泥泵由泥漿泵入電解裝置，污泥從污泥入口12泵入濾框1中，在污泥輸入過程中污泥被陰極濾網3和陽極濾網2過濾，直至污泥充滿整個濾框1，關閉污泥輸入閥門。開啟穩壓穩流電源，以電流1000A電解5分鐘。開啟空壓機9，以空氣壓縮泥餅至0.2MPa，泥餅中大部分水被脫出，同時陰極室和陽極室間的濾液從出液口14被排空，在陰極室和陽極室成為空氣絕緣層(空氣+PP板)，開啟高壓脈沖穩壓穩流電源，以20KV高壓(頻率50Hz)，脈沖寬度100μS，脈沖處理泥餅5分鐘，電流為0A。關閉高壓脈沖電源，將空壓機9壓力增加至0.4MPa，壓濾5分鐘。測定電解-電滲析-氣壓壓濾聯合處理污泥泥餅的含水率為47.6％。實施例2-13按實施例1的方法，在電解-電滲析-氣壓壓濾聯合處理污泥裝置中，污泥來自城市污水處理廠，陽極電極板6材料分別采用為RuO2-TiO2/Ti、IrO2-Ta2O5/Ti、PbO2/Ti、不銹鋼、碳鋼；陰極電極板7材料分別采用不銹鋼、碳鋼、鈦、鉛-銻(Sb5-10wt％)合金、鉛-銻-銅(Sb5-10wt％、Cu1-3wt％)合金。開啟空壓機9，以空氣壓縮泥餅至0.2MPa，泥餅中大部分水被脫出，開啟高壓脈沖穩壓穩流電源，以20KV高壓(頻率50Hz)，脈沖處理泥餅5分鐘，電流為0A。所得泥餅含水量如表3所示，所得泥餅含水量如表1所示。表1不同電解材料電解-電滲析-氣壓壓濾聯合處理污泥結果實施例14-17按實施例1方法，由泵輸入來源不同的污泥。陽極電極板6為不銹鋼，陰極電極板7為不銹鋼，以電流1000A電解5分鐘。開啟空壓機9，以空氣壓縮泥餅至0.2MPa，泥餅中大部分水被脫出，開啟高壓脈沖穩壓穩流電源，以20KV高壓(頻率50Hz)，脈沖處理泥餅5分鐘，電流為0A。所得泥餅含水量如表2所示。表2不同來源污泥電解-電滲-氣壓壓濾聯合處理污泥結果實施例污泥類型污泥來源電流/A脈沖電壓/KV含水率/％14城市污泥城市污水廠10002047.615生化污泥工業企業10002058.216河道淤泥運河淤泥10002044.917建筑泥漿建筑工地10002032.6以上僅列舉了本發明的優選實施方案，本發明的保護范圍并不限制于此，本領域技術人員在本發明權利要求范圍內所作的任何改變均落入本發明保護范圍內。當前第1頁1 2 3