天津大学污泥电渗透高干脱水
生活污泥电渗透深度脱水的实验研究
研 究·RESEARCH76生活污泥电渗透深度脱水的实验研究文_叶韵萍 梅凯立 左磊 李杰森 林洁丽 佛山科学技术学院摘要：生活污泥机械脱水后含水率仍高，影响处理和处置效率。
电渗透技术能够有效地降低生活污泥含水率，经过前置预处理再经电渗透装置脱水后，污泥含水率低于60%，经12小时的自然晾干，含水率降到低于30%，实现减量化和资源化利用。
关键词：电渗透；生活污泥；深度脱水基金项目：国家自然科学基金“小分子吸附对氮族元素化合物二维材料拉曼性质影响的研究”（编号NSFC-11747108）；中山大学广东省计算科学重点实验室2018开放基金项目“氮族元素二维材料对官能团吸附的波谱计算”（编号201815）；市级横向课题“河道底泥高效脱水的工艺方案研究”（编号hf20170725）和“生活污泥深度脱水调理剂的优化研究”（编号hf20171013kh17427）。
Experimental Research of Deep Dehydration ofElectroosmosis for Domestic SludgeYe Yun-ping Mei Ka-il Zuo Lei Li Jie-sen Lin Jie-li[ Absrtact ] The water content was still high after the mechanical dehydration of domestic sludge, which affects the efficiency of treatment and disposal. Electroosmosis technology effectively reduced value. It was less than 60% after pre-treatment and dehydration by electroosmosis device. The water content was reduced to less than 30% after 12 hours of natural drying. The purpose of reduction and resource utilization was realized.[ Key words ] electroosmosis; sludge; deep dehydration.快速的城镇化和工业化使我国城镇污水处理覆盖率逐渐提高，城镇污泥产量急剧增加，若污水有效处理率不变，则2020年城镇生活污水处理量为626亿t。
科技成果——城市污泥电渗透高干脱水技术
科技成果——城市污泥电渗透高干脱水技术技术开发单位山东金膜再生水资源有限公司适用范围该技术适用于生活垃圾污水处理场、垃圾填埋场、垃圾或生物质焚烧发电厂等污泥产生、脱水处理、资源化处置的环节。
经过高干脱水后的污泥不含石灰等化学物质，可根据自身的有机物含量和热值情况，进行焚烧、制造建材、肥料生产等资源化利用。
成果简介该技术是以电渗透脱水装置中通过阳极板上下移动，污泥横向移动的结构及空气弹簧加压，解决了电渗透装备的结构复杂、成本高的固有技术难题；其中阳极保护技术为延长机器寿命、降低处理成本提供了关键技术保障；前置污泥改质技术有利于提高脱水效率、降低处理成本，与秸秆等生物质的抽压耦合压块技术及设备的研发，解决了污泥资源化过程中存运烧的产业化应用问题。
技术效果此项污泥脱水技术，不投加石灰等无机调理剂，不增加污泥干基重量，不降低污泥热值，生物质燃料化，解决污泥脱水关键瓶颈，便于污泥后续焚烧、堆肥、建材利用等综合处置。
污泥含水率可以控制在40%-60%之间，解决了迄今为止电渗透污泥脱水的高成本，稳定性差的难题，在产业化方面具有非常显著的竞争优势。
主要经济技术指标方面，与同类产品相比，在制造价格约为同类产品的价格60%以下，阳极更换周期延长2倍以上，耗电降低30%，运行成本降低近50%。
运营成本（1）一次性投入费用：一次性投资在8-10万元/吨。
（2）吨处理费用：吨污泥运行费用在220元左右。
（3）后期维护费：3-5万元每月。
应用情况2020年在黑龙江省哈尔滨市通河县开展示范工程，工程处理规模为100t/d，工程进泥含水率在80%-90%之间，出泥含水率在60%以下，脱水后的污泥可进焚烧炉进行焚烧发电，燃烧热值约1200-1600大卡。
市场前景项目的实施成功能够解决市政污泥处理处置和资源化过程中的低成本高干脱水这一瓶颈性关键技术难题（高干脱水能耗为热能干化的1/5-1/3），为其产业化应用提供技术和装备支撑；能够为彻底解决市政污泥处理处置问题及资源化提供产业化途径；也能为山东乃至全国在环保节能领域的技术和装备的产业化方面开拓一个新的增长点；还能为全球范围的低成本高效市政污泥处理处置和资源化的提供示范和技术装备。
电渗透污泥脱水技术—打破常规污泥干化脱水技术路线
电渗透污泥干化脱水技术一、工作原理：电渗透脱水技术是一种新开发的污泥脱水技术，它将固液分离技术和污泥自身具有的电化学性质的物理化学处理技术有机地结合起来，利用“电力”进行脱水。
具有多种脱水处理技术所没有的许多特点，它可使活性剩余污泥的含水率降到60%以下，这是其他机械脱水法难以达到的。
电渗透脱水是给污泥施加一定的直流电压，利用污泥粒子和水分子相互向相反的极性方向分离移动的现象进行脱水，在脱水时没有必要施加高压力。
工作原理示意图二、电渗透污泥脱水机的技术特点：（1）、脱水效率高、系统操作弹性大：以前的脱水处理法大多是污泥的浓度和性质变化，反映到脱水泥饼含水率的变化上，既使调整压力等机械条件，也只能在很小的范围调节其脱水性;而电渗透脱水，可以在污泥脱水性很广的范围内，进行电气性的调整与设定，其脱水性可根据施加的电流强度进行调整。
电渗透脱水技术是根据“电泳”理论，结合一定的机械脱水原理，使污泥中的“自由水”和“结合水”（细胞水）同时从污泥中分离出来，实现了高效率脱水。
由于电渗透可以使污泥中最难被分离的“结合水”彻底分离，从而使脱水后的污泥干度大大提高，而脱水以后的污泥自身还有一定余热，更能带走一部分水份，最终的污泥干度比其他污泥脱水方式的污泥干度至少提升30%。
特别是针对生化污泥、有机质含量高的污泥，脱水效果更加显著，污泥干度可达50%以上。
(2)、脱水泥饼的特性—后续资源化处置途径多经电渗透脱水的泥饼，含水率很低，对污泥的后续焚烧或者堆肥化处理很有利。
对活性污泥一类的脱水泥饼，由于电渗透过程中污泥温度上升，低温杂菌死灭，得到了堆肥化处理所必需的残留中高温菌的灭菌效果。
(3)、运行成本低电渗透脱水在脱水过程中，虽然使用“电力”，但由于脱水效率好，污泥处置综合经济效益高。
每吨污泥脱水（80%含水率降低至55%）仅消耗70至80千瓦时，电解热产生的无用电耗低于1％，冲洗水量小于1t/h，压缩空气气量0.2m3/h，大大节约了能源。
污泥脱水技术研究项目通过科技成果鉴定
污泥脱水技术研究项目通过科技成果鉴定
佚名
【期刊名称】《水泥技术》
【年(卷),期】2016(0)1
【摘要】年月日,天津市北辰区科委邀请天津大学、天津市环境保护科学研究院、中海油天津化工设计院、天津振兴水泥有限公司等单位的7位资深专家评委,对天津中材工程研究中心有限公司完成的＂污泥脱水复合调质药剂及污泥深度脱水技术研究与应用＂项目进行成果鉴定。
天津院总经理隋明洁,
【总页数】1页(P19-19)
【关键词】污泥脱水技术;科技成果鉴定;天津大学;工程研究中心;科学研究院;环境保护;天津市;设计院
【正文语种】中文
【中图分类】X741
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生物污泥的电渗透脱水
生物污泥的电渗透脱水
孙路长;张书廷
【期刊名称】《中国给水排水》
【年(卷),期】2004(20)5
【摘要】介绍了生物污泥电渗透脱水的原理、发展状况以及发达国家较成熟的技术和设备,分析了污泥电渗透脱水中存在的问题,简述了其解决方法,并对其发展前景作了展望。
【总页数】3页(P32-34)
【关键词】生物污泥;电渗透脱水;污泥脱水
【作者】孙路长;张书廷
【作者单位】天津大学环境科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
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污泥电渗透高干脱水机介绍
一、必要性与意义
1、2007年，中华人民共和国国家建设部对城镇污水处理厂污泥处置混合填埋的含水率做出规定：不得高出60%，其他资源利用途径（如堆肥、燃料化等）也需要脱水到60%以下；目前常用的带式脱水、离心脱水等只能将污泥脱水至80%左右，所以，必须进行高干脱水。
--------中华人民共和国建设部. 城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质（CJ/T249-2007）. 北京：中国标准出版社，2007
2、目前，实现高干脱水的方法有3种：热干燥法、化学调理板框压滤法、电渗透法。
热干燥法的成本是后两者的2-3倍，所以，难于应用。
后两者的优缺点比较如下：
（1）利用板框压滤机加生石灰，有机絮凝剂等物质可以将污泥脱水至60%以下，但导致固含量增加、后续处理困难、造成二次污染，且与现有的污泥脱水装置不配套。
（2）电渗透脱水可以将含水率85%-75%的污泥脱水至60%以下，若污泥含水率从80%降至60%，则污泥重量和体积均减少一半；还可以减少污泥从污水厂到处置场的运费。
(3) 污泥本身具有热值，市政污泥每吨干物质可释放约3000大卡的热量，相当于劣质煤，如果电渗透脱水后污泥再用电厂产生的废热进行干燥，可以作为燃料使用。
二、污泥电渗透脱水机简介
污泥电渗透高干脱水机是利用外加直流电场，并辅以一定的机械压力脱除物料中机械压滤无法脱除的一部分间隙水和吸附水的污泥高干脱水设备。
图1 污泥电渗透高干脱水机示意图
1、设备基本配置
表1 污泥电渗透脱水机参数表
可以根据用户的需要提供处理量在0.1-1.0 t/h的污泥电渗透高干脱水成套设备。
2、设备性能指标
经污泥电渗透高干脱水机处理后的污泥，污泥最终含水量可控（含水率70%-60%），脱水后污泥为薄层泥饼，有利于后期深度干燥或自然晾晒。
脱水过程主要是电耗，不添加任何添加剂。
3、脱水后污泥指标及设备能耗
测试过程主要对电渗透高干脱水设备的脱水程度及电耗进行了测试，结果总结如下：
表2 电渗透高干脱水设备脱水性能表
表3 污泥电渗透高干脱水设备能耗表
三、成本比较
1、污泥电渗透脱水机与压榨脱水比较：
表4 处理一吨运行成本
注：电费按0.75元/ kwh计算
表5 设备折旧费
注：按每小时处理1吨计算，一年按工作300天计算
合计：电渗透脱水处理1吨污泥在62元左右（包括运行成本和折旧费）压滤机压榨脱水处理1吨污泥在64.8-69.8元左右
2、与压滤机压榨脱水相比电渗透脱水其它方面的优势
（1）、与现有污水处理设备配套，不用重复投资
（2）、处理后污泥的热值不受影响
（3）、处理后污泥成小块薄饼状，后续处理容易（粉碎、直接掺入煤中烧、晾晒）（4）、过程中不添加任何药剂，对后续处理没有影响（添加药剂会增加灰分，造成灰分运输、填埋成本增加，且除尘器的负荷增加），且对环境没有二次污染（5）、脱水后的污泥臭味小（压榨脱水后污泥由于呈碱性，里面的氨会持续释放，造成臭味不断）
（6）、实现全自动化运行，不需要人管理
3、与填埋比较
（1）、首先建设部已经明令禁止80%含水率的污泥进行填埋。
（2）、污泥脱水至60%体积减少一半，运费和处理费均减少一半;按1.0元/.吨公里计，一般30公里需要30元/吨污泥。
（3）、1吨含水率80%的污泥，干物质为200kg，若热值为2500大卡，则可以替代100kg的煤碳，产生约100元的效益。
（4）、80%污泥在运输过程中，滴脏水，产生恶臭，经常被居民拦截堵路，发
生纠纷；而脱水到60%后的污泥则不再滴水和产生臭气，避免了纠纷。
四、电渗透脱水与污泥多效干燥联合 80%污泥
污泥
污泥通过多效干燥工艺，可以由1吨的水蒸汽蒸出2.5吨水。
表6 电渗透+多效干燥成本
注：电费按0.75元/kwh ，蒸汽按250元/吨
从表6分析可知，电渗透脱水+多效干燥处理将1吨含水率80%的污泥脱水至20%，成本仅为72.5元。