[實用新型]環狀電場與壓力協同作用的污泥脫水造粒裝置

有效

• 申請號: 201220200585.8
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN202543020U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 馬德剛;趙嫻
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12;B01J2/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本實用新型屬于污泥脫水造粒裝置，特別涉及一種環狀電場與壓力協同作用的污泥脫水造粒裝置。

背景技術

污泥包括含城市污水廠污泥、給水廠污泥、排水溝道污泥、水體疏浚淤泥等，其量遠大于城市生活垃圾量，而且城市污泥含有較高的污染物含量。其中城市污水廠剩余污泥的有機質含量為城市污水的10倍，污水廠脫水污泥餅中的致病微生物含量比城市生活垃圾高幾個數量級。此外，各種污泥中還可能含有重金屬、劇毒有機物等污染物質。因此，城市污泥對環境可能造成的危害是嚴重的。

污泥因其液－固相混合物的漿態特征而成為一類與液態和固態廢棄物均有區別的廢棄物。它不僅在產生時有漿態物的特征，而且其液、固混合狀態具有一定的穩定性，通常僅在施加極大的外加作用力（物理、化學）時才能固、液分離，因此，其管理與處理技術體系均有不同于其他廢棄物的特征。

在污泥的物流特性中，含水率高是一個最顯著的特征，不僅會因污泥體積龐大造成后續物流輸送困難、處理設備容量大、經濟性差等問題，而且絕大部分的污泥最終處理與利用過程也與過高含水率的物流不相容。因此，污泥處理中污泥的脫水占有非常重要的地位。

污泥中水分的脫除與其內部水分的存在形式有很大關系。常規的機械脫水通常只能去除自由水分，而剩余水分被看作為“邊界水分”，邊界水分是機械脫水的理論極限。經機械脫水后的污泥含水率仍高達75～85％。如此高的含水對于污泥后續處理產生了很大困難和較高的經濟成本，如焚燒、填埋等，而污泥干燥則需要消耗很大的熱能，其成本更高。因此，污泥處理領域非常需要開發新的污泥脫水方法，經濟、快速地脫出多余水分，降低污泥含水量。

除干燥外，電滲透脫水（又稱電場脫水或電脫水）是一種可以實現深度脫水的技術方法。該技術是基于電場下固體顆粒表面產生的電滲流而進行的固－液分離過程，即利用外加直流電場增強物料的脫水能力。由于將脫水作用直接發生在污泥顆粒的內、外表面，同時脫出自由水分、間隙水分和部分表面結合水分，因此可以實現深度脫水。電脫水技術早有提出，但多局限于實驗室研究，工業應用設備很少，其應用的困難主要是電場形式及與機械壓力的結合方式，目前應用的電場多為雙滾筒電場和非固定板式平行電場。在應用中，雙滾筒電場存在電脫水時間偏短和脫水效率偏低的問題，非固定板式平行電場則存在電場穩定性差和壓力分布不均等問題。

當前應用的電脫水方法中，還存在如下問題難以克服：（1）機械壓力均是通過滾筒或非固定板狀電極間接施加在污泥上，存在壓力分布不均、干斑和液相不連續等問題；（2）為進料方便和防止電場短路，通常常用偏厚的濾布，對水分滲透和移除影響較大；（3）不具備造粒功能，電脫水后的污泥為不規則片狀，對于后續處理所特殊需要的其他顆粒形狀難以實現。

此外，固定板狀平行電場脫水造粒方法對解決上述問題具有很好的效果，但應用中存在固定板狀電場進泥阻力較大，與現有污泥加壓制備連接困難，且機械加壓后電場電極受力變形嚴重。

鑒于上述問題，電脫水設備的運行穩定性和可靠性下降，極大制約了該技術的應用。因此，需要對原有電脫水技術進行創新，該方法方能有所突破，并獲得廣泛應用。

發明內容

本實用新型提出了一種環狀電場與壓力協同作用下的污泥脫水造粒一體化裝置，具體技術方案如下：

一種環狀電場與壓力協同作用的污泥脫水造粒裝置，由同心布置的進泥口、套筒電極、分流擋板和造粒擋板共同組成脫水腔體；套筒電極為兩個圓筒同心布置，外側圓筒為陽極且與直流電源正極相連接，內側圓筒為網狀且與電源負極相連接，作為電場陰極，兩電極間絕緣布置成環狀電場；陰陽電極間距即脫水污泥泥層的厚度在2mm～20mm之間，錐體擋板安置在內側圓筒的進泥一段，其直徑與內側圓筒相同，其圓錐頂角為60°～120°；造粒擋板設置在污泥出口處；造粒擋板為圓環狀，上有開孔作為排泥口，其開孔率為30%—80%。

網狀陰極內側設置有導流槽或水分分離裝置，脫出水分經導流槽或水分分離裝置離開，水分分離裝置是吸水材料層，或設置有刮水板，或采用刷水刷。

機械壓力在進泥的同時直接作用在污泥上，壓力為1000Pa～300000Pa之間，脫水電場的電壓為10～200V，可脈沖供電，進口污泥含水率為50%～90%。

具體說明如下：