申请日2011.01.11
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F11/14; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种污泥类物质的脱水前处理方法，包括：在对待处理污泥类物质进行电脱水处理之前，向待处理的污泥类物质中添加电解质。本发明还公开了污泥类物质的脱水处理方法，包括：在待处理的污泥类物质中添加电解质;以及对添加了电解质的污泥类物质进行电脱水处理。相对应地，本发明还公开了污泥类物质的脱水前处理装置以及污泥类物质的脱水装置。本发明通过预先在待处理的污泥类物质中添加电解质，提高待处理污泥类物质的电导率，可以有效提高后续电脱水单元的脱水效率，同时显著降低电脱水处理的电能消耗，进而使污泥类物质的电脱水处理成本明显降低。
权利要求书
1.一种污泥类物质的脱水前处理方法，其特征在于，包括：在对待处理污泥类物质进行电脱水之前， 向所述待处理的污泥类物质中添加电解质。
2.一种污泥类物质的脱水处理方法，其特征在于，包括：
向待处理的污泥类物质中添加电解质;以及
对添加了电解质的污泥类物质进行电脱水处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电解质为可以溶于水的离子型盐类物质。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述盐类物质为钠盐、钾盐或镁盐。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述向待处理的污泥类物质中添加电解质，包括：
设定预期电导率;
根据所述待处理污泥类物质的原始电导率和所述预期电导率确定所添加电解质的剂量;
按照所确定的剂量将电解质加入所述待处理污泥类物质。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据待处理污泥类物质的原始电导率和所述预期 电导率确定所添加电解质的剂量，包括：
对所述待处理污泥类物质的样本进行多次添加固态电解质的实验，获得该污泥类物质电导率的改变与 所添加固态电解质剂量之间的关系;以及
根据所述待处理污泥类物质的总量、原始电导率、预期电导率和该污泥类物质电导率的改变与所添加 固态电解质剂量之间的关系确定所添加固态电解质的剂量，或者根据所述待处理污泥类物质的流量、原始 电导率、预期电导率和该污泥类物质电导率的改变与所添加固态电解质剂量之间的关系确定所添加固态电 解质的剂量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据待处理污泥类物质的原始电导率和所述预期 电导率确定所添加电解质的剂量，包括：
对待处理污泥类物质的样本进行多次添加电解质溶液的实验，获得该污泥类物质电导率的改变与所添 加电解质溶液的浓度之间的关系;
根据所述待处理污泥类物质的总量、原始电导率、预期电导率和该污泥类物质电导率的改变与所添加 电解质溶液的浓度之间的关系确定所添加电解质溶液的浓度，或者根据所述待处理污泥类物质的流量、原 始电导率、预期电导率和该污泥类物质电导率的改变与所添加电解质溶液的浓度之间的关系确定所添加电 解质溶液的浓度;以及
根据所添加电解质溶液的浓度以及所述待处理污泥类物质的总量或流量确定所添加电解质的剂量。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据待处理污泥类物质的原始电导率和所述预期 电导率确定所添加电解质的剂量，包括：
根据公式ΔC=α2·S2-α2·S1确定所添加电解质溶液的浓度，其中，ΔC代表所添加电解质溶液的 浓度;S1代表污泥类物质的原始电导率，α1代表原始电导率下的经验系数，S2代表污泥类物质的预期电 导率;α2代表预期电导率下的经验系数;以及
根据所添加电解质溶液的浓度以及所述待处理污泥类物质的总量或流量确定所添加电解质的剂量。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述向待处理的污泥类物质中添加电解质，包括：
A、设定预期电导率以及单次添加电解质的剂量;
B、按照所述单次添加电解质的剂量向所述待处理污泥类物质中添加电解质，并搅拌均匀;
C、测定添加电解质后污泥类物质的电导率并与所述预期电导率进行比较，如果添加电解质后污泥类 物质的电导率小于所述预期电导率，则重新执行步骤B，直至添加电解质后污泥类物质的电导率大于或者 等于所述预期电导率。
10.一种污泥类物质的脱水前处理装置，所述装置包括：前处理模块(100)，用于在对待处理污泥进 行电脱水之前在待处理的污泥类物质中添加电解质。
11.一种污泥类物质的脱水装置，所述装置包括：
前处理模块(100)，用于在待处理的污泥类物质中添加电解质;以及
电脱水设备(200)，用于对添加了电解质的污泥类物质进行电脱水处理。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述前处理模块(100)包括：
电导率确定单元(101)，用于确定预期电导率;
电解质剂量确定单元(102)，用于根据所述待处理污泥类物质的原始电导率和所述预期电导率确定所 添加电解质的剂量;
电解质添加单元(103)，用于按照所确定的剂量将电解质加入待处理污泥类物质中。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述电解质剂量确定单元(102)包括：
设置子单元，用于设置所述污泥类物质电导率的改变与所添加电解质或电解质溶液剂量之间的关系; 以及
电解质剂量计算子单元，用于根据所述待处理污泥类物质的总量、原始电导率、预期电导率以及所设 定的污泥类物质电导率的改变与所添加电解质剂量之间的关系确定所添加电解质的剂量，或者用于根据所 述待处理污泥类物质的流量、原始电导率、预期电导率以及所设定的污泥类物质电导率的改变与所添加电 解质剂量之间的关系确定所添加电解质的剂量。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述前处理模块(100)包括：
电导率确定单元(101)，用于确定预期电导率;
电解质剂量确定单元(102’)，用于设定单次添加电解质的剂量;
电解质添加单元(103’)，用于按照所述设定的单次添加电解质的剂量向所述待处理污泥类物质中添加 电解质;
搅拌单元(104)，用于将添加电解质后的待处理污泥类物质搅拌均匀;以及
电导率测定单元(105)，用于测定搅拌后的污泥类物质的电导率并与所述预期电导率进行比较，如果 添加电解质后污泥类物质的电导率小于所述预期电导率，则指示所述电解质添加单元(103’)再次按照所 述单次添加电解质的剂量向所述待处理污泥类物质中添加电解质。
说明书
一种污泥类物质的脱水处理方法、脱水前处理方法及装置
技术领域
本发明涉及污泥类物质的处理处置技术，特别涉及一种污泥类物质脱水方法、脱水前处理方法及装置。
背景技术
脱水是污泥类物质处理处置中的关键过程。由于污泥类物质具有高含水率且难于脱水的特质，其水分 含量对污泥处理处置的总成本有重大影响。然而，污泥类物质中的水分除了少量的自由水和毛细管水外， 大多存在于污泥絮体之间及污泥细胞之内，被称为结合水，结合水很难通过机械脱水手段脱除。传统的机 械脱水手段，如带式压滤机、板框压滤机以及离心式脱水机等，只能去除大部分自由水和毛细管水，最多 可以将污泥类物质的含水率减少至80%左右。然而，含水率80%的泥饼难于运输、易造成沿途污染、后续 处理处置成本高、而且对后续的堆肥、填埋、焚烧等终端处置技术都有较大的不良影响。特别是，中国的 法规要求污泥在进入垃圾卫生填埋场之前其含水率应低于60%。2010年12月，环保部发布的《关于加强 城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》中明确规定污水处理厂以贮存(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。
可见，随着污泥处理处置的不断完善，污泥类物质的深度脱水已成为亟待解决的问题。
电脱水技术是一项高效、节能、绿色、操作简单的深度脱水技术，日前已经受到越来越多的关注。通 常通过电脱水技术可以将污泥类物质的含水率降低至60%以下。一般的电脱水过程可以简单描述为以下三 个步骤：
1)在待处理的含水率较高(如98%)的污泥类物质中添加絮凝剂发生絮凝反应，然后通过带式压滤 机等机械手段进行机械脱水，得到含水率80%左右的泥饼;
2)将步骤1)得到的泥饼或待处理的含水率较高的污泥类物质传送至阴阳电极之间，同时施加一定的 机械压力;
3)在两个电极之间加上一定的电压，在电场作用下污泥中的污泥颗粒物质向阳极迁移，而污泥中的 水分向阴极迁移，从而将污泥中的部分结合水分离出来，完成电脱水处理。
从上述过程可以看出，污泥类物质的自由水可以通过机械脱水手段脱除，部分结合水则可以通过电场 的作用脱除。
但是，上述电脱水过程需要消耗较大的电能。因此电能消耗成为整个污泥类物质电脱水处理过程成本 的最主要组成部分。因此，如何降低污泥电脱水过程的电能消耗是降低污泥类物质电脱水处理成本的关键 所在。
发明内容
为了降低污泥类物质电脱水处理的成本，本发明的实施例提供了污泥类物质的脱水处理方法、脱水前 处理方法及装置，在显著提高脱水效率的同时降低电脱水处理的电能消耗，从而降低污泥类物质电脱水处 理的成本。
本发明实施例所述的污泥类物质脱水前处理方法包括：在对待处理污泥进行电脱水之前，在待处理的 污泥类物质中添加电解质。
本发明实施例所述的污泥类物质的脱水处理方法，包括：向待处理的污泥类物质中添加电解质;以及 对添加了电解质的污泥类物质进行电脱水处理。
在待处理的污泥类物质中添加电解质包括：设定污泥类物质的预期电导率;根据待处理污泥类物质的 原始电导率和预期电导率确定所添加电解质的剂量;按照所确定的剂量将电解质加入待处理污泥类物质 中。
其中，根据待处理污泥类物质的原始电导率和预期电导率确定所添加电解质的剂量包括：对待处理污 泥类物质的样本进行多次添加固态电解质的实验，获得该污泥类物质电导率的改变与所添加固态电解质剂 量之间的关系;以及根据待处理污泥类物质的总量/流量、原始电导率、预期电导率和该污泥类物质电导率 的改变与所添加固态电解质剂量之间的关系确定所添加固态电解质的剂量。
根据待处理污泥类物质的原始电导率和预期电导率确定所添加电解质的剂量包括：对待处理污泥类物 质的样本进行多次添加电解质溶液的实验，获得该污泥类物质电导率的改变与所添加电解质溶液的浓度之 间的关系;根据待处理污泥类物质的总量/流量、原始电导率、预期电导率和该污泥类物质电导率的改变与 所添加电解质溶液的浓度之间的关系确定所添加电解质的浓度;以及根据所添加电解质溶液的浓度以及待 处理污泥类物质的总量或流量确定所添加电解质的剂量。
根据待处理污泥类物质的原始电导率和预期电导率确定所添加电解质的剂量包括：根据公式 ΔC=α2·S2-α1·S1确定所添加电解质溶液的浓度，其中，ΔC代表所添加电解质溶液的浓度;S1代表 污泥类物质的原始电导率，α1代表原始电导率下的经验系数，S2代表污泥类物质的预期电导率;α2代表 预期电导率下的经验系数;以及根据所添加电解质溶液的浓度以及待处理污泥类物质的总量或流量确定所 添加电解质的剂量。
或者，在待处理的污泥类物质中添加电解质包括如下步骤：A、设定预期电导率以及单次添加电解质 的剂量;B、按照所述单次添加电解质的剂量向所述待处理污泥类物质中添加电解质，并搅拌均匀;测定 添加电解质后污泥类物质的电导率并与所述预期电导率进行比较，如果添加电解质后污泥类物质的电导率 小于所述预期电导率，则重行执行步骤B。
本发明实施例所述的污泥类物质的脱水前处理装置包括：前处理模块，用于在对待处理污泥进行电脱 水之前在待处理的污泥类物质中添加电解质。
本发明实施例所述的污泥类物质的脱水装置包括：前处理模块100，用于在待处理的污泥类物质中添 加电解质;以及电脱水设备200，用于对添加了电解质的污泥类物质进行电脱水处理。
上述前处理模块100包括：电导率确定单元101，用于确定预期电导率;电解质剂量确定单元102， 用于根据所述待处理污泥类物质的原始电导率和所述预期电导率确定所添加电解质的剂量;电解质添加单 元103，用于按照所确定的剂量将电解质加入待处理污泥类物质中。
其中，电解质剂量确定单元102包括：设置子单元，用于设置所述污泥类物质电导率的改变与所添加 电解质或电解质溶液剂量之间的关系;以及电解质剂量计算子单元，用于根据待处理污泥类物质的总量/ 流量、原始电导率、预期电导率以及所设定的污泥类物质电导率的改变与所添加电解质剂量之间的关系确 定所添加电解质的剂量。
或者上述前处理模块10包括：电导率确定单元101，用于设定预期电导率;电解质剂量确定单元102’， 用于设定单次添加电解质的剂量;电解质添加单元103’，用于按照单次添加电解质的剂量向所述待处理污 泥类物质中添加电解质;搅拌单元104，用于将添加电解质后的待处理污泥类物质搅拌均匀;以及电导率 测定单元105，用于测定搅拌后的污泥类物质的电导率并与所述预期电导率进行比较，如果添加电解质后 污泥类物质的电导率小于所述预期电导率，则指示电解质添加单元103’再次按照单次添加电解质的剂量向 所述待处理污泥类物质中添加电解质。
本发明实施例所述的脱水处理方法及装置通过预先在待处理的污泥类物质中添加电解质，提高待处理 污泥类物质的电导率，从而可以大大降低后续电脱水处理的电能消耗，同时提高污泥处理的效率，进而降 低污泥类物质整个脱水过程的处理成本。