固定平板电极推送式污泥电脱水技术研究

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1、固定平板电极推送式污泥电脱水技术研究ResearchonPush-StyleSludgeElectricalDehydrationTechnologybyFixedPlateElectrode学科专业：环境工程作者姓名：林森指导教师：马德刚副教授企业教师：张仁龙高级工程师天津大学环境科学与工程学院二零一七年十二月万方数据万方数据万方数据万方数据摘要污泥深度脱水是污泥处理处置过程中的关键环节，能否经济高效地降低污泥的含水率对实现减量化、稳定化、资源化、无害化起着决定性的作用。污泥电脱水技术应用电渗原理，可以快速高效地完成脱水过程，与热干

2、化技术相比，大大节约了电能消耗。目前的电脱水设备多为将电极直接引入现有的机械脱水设备中，这些设备普遍有着电场稳定性差、无法连续工作、脱水效率低等缺点。本课题提出了一种固定平板电极推送式污泥电脱水技术，并研发了相应的电脱水设备。经实验验证，该设备具有极板稳定性好、自动化水平高、可连续运行、高效稳定的特点。本研究在静态、动态实验的基础上对设备进行了改进与完善，并找到了设备的最佳运行条件，还对渗滤液的水质特性以及设备的经济性指标进行了分析。通过对设备的静态实验研究发现，污泥脱水效果主要受电压梯度和脱水时间影响，过高或过低的电压梯度都无法达到

3、最佳脱水状态，比较合理的电压梯度为30-50V/cm；对于30、40、50V/cm的电压梯度，连续供电时脱水时间分别不宜超过9min、7min、5min，否则会造成无效的电能消耗。当电压梯度为40V/cm时，可在7min内将污泥的含水率降低至56.9%，脱除单位水分耗电量为0.219kWh/kg。为了优化供电形式，使设备获得更好的脱水效果，本文研究了间断供电对污泥电脱水效果的影响。通过实验发现，通断电的占空比对污泥的脱水效果有较大的影响，为了保证电流和温度均处于较优状态，占空比不宜过大或过小。在间断供电模式下，单次通电时间的减小有利于

4、水分的脱除，当单次通电时间小于一定值后，它的变化对脱水效果的影响较小。最终将最佳的间断供电形式确定为每个供电周期内通电20s，断电5s。通过对实验设备的动态运行研究发现，电压梯度为40V/cm，污泥总脱水时间为10min，供电方式为通电20s、断电5s，是最佳运行参数。此时可在10min内将污泥的含水率从85%降低至56.4%，脱除1kg水分消耗的电能为0.202kWh，设备运行时的最高温度为83.5℃。处理一吨湿污泥的总耗电量为148.6kWh，成本约为124.3元。实验设备采用200目的不锈钢网作为阴极滤网，此时污泥电脱水渗滤液的

5、pH值为12.12，COD浓度为2379mg/L，TN浓度为258.7mg/L，碳氮比约为9:1。关键词：污泥，电脱水，固定平板电极，电脱水设备，间断供电，渗滤液I万方数据II万方数据ABSTRACTThedeepdehydrationisakeypartofthesludgetreatmentanddisposalprocess.Whetherthemoisturecontentofthesludgecanbereducedeconomicallyandefficientlyarenot,playsadecisiveroleinre

6、alizingthetargetsofreducing,stabilizing,recyclinganddecontaminating.Thetechnologyofsludgeelectricaldehydrationapplieselectro-osmosisprinciple,whichcanquicklyandefficientlycompletethedehydrationprocess.Comparedwiththeheat-dryingtechnology,itcangreatlydecreasethepowercons

7、umption.Currently,mostoftheelectricaldehydrationequipmentwillintroducetheelectrodedirectlyintotheexistingmechanicaldewateringequipment,whichwillleadtopoorstabilityintheelectricfield,inabilityincontinuouswork,lowefficiencyofdehydration.Thistopicproposedapush-stylesludgee

8、lectricaldehydrationtechnologybyfixedplateelectrode,anddevelopthecorrespondingelectricaldehydrationequipment.T