一种高压脉冲电解装置及附加该装置的带式污泥压滤处理系统的制作方法

本实用新型涉及一种高压脉冲电解装置及附加该装置的带式污泥压滤处理系统，属于固体废弃物处理领域。(二)
背景技术：
：随着我国工业化的发展，污泥数量越来越庞大，据统计，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂超过40000座，污水处理能力约1.50亿m3/d，年产生含水量80％的污泥3500多万t。这些污泥由活性污泥的生物絮体、菌类细胞构成，无机颗粒中含有有毒有害有机物、重金属离子和含大量细菌的各类微生物。目前，城镇污水处理厂的污泥脱水方式为离心、压榨等脱水方式，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，将污泥深度脱水处理降低含水率至50％以下，当前污泥减量化、无害化处理目标的迫切需求。污泥中的水分大致被分为颗粒间的空隙水、毛细水、颗粒的吸附水和内部水四类，各种水分与污泥颗粒结合的程度的关系可以表示为：内部水>吸附水>毛细水>空隙水，越在前结合程度越高，越难除去。机械处理污泥含水率高的主要原因是污泥中菌胶团网络的稳定作用，这些菌胶团很难被机械作用破坏，而且污泥微生物细胞壁的刚性结构阻碍了胞内水分的释放。要将含水率80％以上的污泥进一步脱水，需要对污泥进行预处理，改善污泥的脱水性能后，进一步借助其他措施对污泥进行深度脱水，使污泥泥饼含水率达到50％以下。目前国内污泥脱水技术主要采用机械脱水，包括有过滤法和离心法。装置主要为污泥离心机和污泥压滤机。污泥离心机是借污泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。离心脱水机具有可连续生产，自动控制和占地小的优点，但污泥预处理的要求较高。过滤法用的设备有板框压滤机、真空过滤机和带式过滤机。板框压滤机为化工常用设备，过滤推动力大，泥饼含水率较低，进泥、出泥是间歇的，生产率较低。真空过滤机连续进泥，连续出泥，运行平稳，但附属设施较多。带式过滤机是新型的过滤机，有回转带，一边脱水，一边运泥，装置比较复杂。上述机械脱水法主要用于消化污泥和初次沉淀池污泥，污泥如未经化学药剂处理，泥饼含水率一般超过80％。污泥深度脱水方式主要两种，一种加化学试剂调理，如加入絮凝剂、石灰等调理，再进行机械压滤脱水，这种方法污泥量将增加10-20％，并对过滤水产生二次污染。另一种方法为热处理方法，采用加热干燥、太阳能自然烘干等方法提供热能、通过加热方法破坏污泥胶束，解离污泥内部水，热处理消耗大量能源，自然干燥则需要场地堆积污泥，并在干燥过程中容易产生恶臭等，并污染地下水，现在已经被禁止使用。电渗析法处理污水、污泥有较多的研究，通常采用铁或铁合金电极，在电解过程中阳极溶解铁离子具有絮凝作用，将电渗析和压滤结合，在电渗析同时对污泥进行压滤，可有效提高污泥的脱水效率。但电渗析法电耗大、发热现象明显，仍然难用于生化污泥中的胶束水。因此，开发一种直接脱水至泥饼含水率低于60％的工业化深度脱水处理污泥系统，解决带式压滤污泥处理机含水率高的问题，对于降低污泥量和污泥处置具有特别重要的意义。(三)技术实现要素：本实用新型的目的是提出一种高压脉冲电解装置及附加该装置的带式污泥压滤处理系统，该系统中，在污泥进入带式前，经过污高压脉冲电解处理，解离污泥中的的内部水和吸附水，实现带式压滤机高效脱水处理污泥。为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：一种高压脉冲电解装置，其特征在于由高压脉冲电源、高压脉冲阳极、高压脉冲阴极、辅助加药器组成，所述的高压脉冲电源包括正脉冲、负脉冲、正负向双脉冲，脉冲电压为0-60kV可调，脉冲电流0-50mA可调，脉冲频率10-100Hz可调；所述的高压脉冲阳极为包覆绝缘材料的金属或合金电极，阴极为包覆绝缘材料的金属或合金电极，电极间距为10-50cm。作为优选，所述的高压脉冲装置为无隔膜电解装置，为矩形槽结构或圆桶型结构，所述的绝缘材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚四氟乙烯，绝缘材料厚度0.5-5cm。作为优选，一种高压脉冲装置的带式污泥压滤处理系统，包含上述的高压脉冲装电解装置，还包括双氧水储罐及双氧水计量泵，双氧水储罐通过双氧水计量泵及管道连接至污泥浓缩池，污泥浓缩池连接由污泥变量泵和管道连接高压脉冲装置，接高压脉冲装置再将污泥经高压脉冲处理后输送至污泥带式压滤机脱水。作为优选，所述处理系统的工作电压U通过高压脉冲阳极复合绝缘材料厚度Y和高压脉冲阴极复合绝缘材料厚度X调节，其工作电压为U＝C×(X+Y)，X、Y为电极外层绝缘层厚度，C为和污泥性质、绝缘层材料及电极间距相关的常数，作为优选，采用上述泥压滤处理系统进行处理时，先加入污泥干重0.005-0.02％的20％浓度双氧水，生化污泥经过0.5-60kV高电压脉冲处理后输入污泥脱水带式压滤机，获取含水率45-65％的污泥泥饼。作为优选，污泥在高压脉冲装置中停留时间为1-30分钟。作为优选，高压脉冲处理装置还能在卧螺离心机、板框压滤机处理污泥系统中作为预处理装置的应用。所述的污泥主要来源为污水处理厂剩余污泥，包括生活污水和工业污水处理后的剩余污泥。本实用新型装置处理污泥和化学药剂法以及烘干法比较，具有以下突出的优点：(1)可直接将生化污泥脱水至含水率为45-65％；(2)高压脉冲处理装置和与带式压滤机、板框压滤机、卧螺离心机等多种污泥脱水装置联用；(3)相比热干化能耗低。(四)附图说明图1是本实用新型的一种高压脉冲电解装置的带式污泥压滤处理系统示意图。图2是本实用新型高压电极阴极示意图。图3是本实用新型高压电极阳极示意图。其中1-高压脉冲电源，2-高压电解装置，3-带式污泥脱水压滤机，4-污泥浓缩池，5-双氧水储罐，6-皮带输送机，7-污泥变量泵，8-双氧水计量泵，9-圆柱形高压脉冲阴极，A-阴极金属板，B-和阴极复合绝缘板，X-阴极绝缘板厚度，10-圆板状高压脉冲阳极极(卷成圆筒状)，C-阳极金属板，D-和阳极复合绝缘板。(五)具体实施方式为了使本实用新型的目的和技术方案及优点更加清楚，本实用新型用以下实施例进行说明，但本实用新型不局限于这些例子。实施例1参照图1-图3：如图1所示附加高压脉冲电解装置的带式污泥压滤处理系统，将高压脉冲电解装置2、双氧水储罐5及双氧水计量泵8、布置于带式污泥压滤机处理污泥系统中。将圆筒状阳极连接高压脉冲电源正极，圆柱形阴极连接脉冲电源负极，电源为0-60kV负脉冲电源1，脉冲频率0-100Hz可调，正极连接高阳阳极极板的同时接地。整个高压电解装置其他部分与压滤机及地绝缘。本实用新型实施例采用的附加高压脉冲电解装置的带式污泥压滤处理系统，高压脉冲电解装置，阳极10为不锈钢复合聚丙烯材料，不锈钢板C厚度0.5mm，衬聚丙烯板D厚度5mm，组成开口的直径为60cm圆筒，高度为100cm，底部和焊接聚丙烯板；阴极9圆柱体导电金属A为铜棒，直径5cm，复合聚丙烯棒B圆环厚度X为2cm。将阳极不锈钢连接脉冲电源正极，同时将正极连接地线；阴极铜棒连接脉冲电源负极。脉冲电源为负单向脉冲，电压0-60kV可调，脉冲频率为50Hz，。将污水厂剩余污泥输送着污泥浓缩池4中，污泥含水率为95-100％，污泥变量泵7流速控制高压脉冲电解装置2中污泥停留时间为10min，即污泥在高压脉冲电解槽中流速为1500kg/h。在双氧水储罐5中加入20％双氧水，泵8流量为200g/h。待污泥充满脉冲电解装置后，开启脉冲电源，调节脉冲电压为10kV。经过脉冲处理后的污泥，由皮带输送机6进入实验型带式污泥压滤机3处理。测试污泥含水率为56.6％。实施例2-17按实施例1的方法，在附加高压脉冲装置的带式污泥压滤处理系统中，阳极不变，脉冲频率为50Hz，改变阴极绝缘层厚度X及脉冲输出电压、停留时间、双氧水流量，试验上述工艺参数对污泥深度脱水的影响，测试带式污泥压滤后污泥的含水率。其中脉冲电压的极限值和阴极和阳极的绝缘层厚度有关，其工作电压为U＝C×(X+Y)，X、Y为电极外层绝缘层厚度，C为和污泥性质、绝缘层材料及电极间距相关的常数，通过合适的绝缘层厚度，可以防止被高压击穿。试验结果如表1。表1附加高压脉冲装置的带式污泥压滤处理系统工艺参数对脱水率影响实施例18-21按实施例1的方法，在附加高压脉冲电解装置的带式污泥压滤处理系统中，阴极绝缘层厚度为2厘米，脉冲输出电压为10kV、脉冲频率50Hz、停留时间10min。将污泥来源换成城市生活污泥污水厂和工业污水厂的剩余污泥，将电解处理后的污泥分别用板框压滤机和机械离心机脱水处理，板框压滤机为液压式压滤机，压力为1MPa。实验结果如表2。表2附加高压脉冲装置的带式污泥压滤处理系统污泥类型及机械脱水结果实施例污泥类型污泥来源脉冲电流/A脱水方式含水率/％18市政污泥城市污水厂0板框压滤59.119市政污泥城市污水厂0离心脱水56.820工业污泥企业污水厂0板框压滤61.221工业污泥企业污水厂0离心脱水58.3当前第1页1 2 3