城市污泥電滲脫水實驗研究
摘要：電滲脫水是一種能有效去除污泥中水分以實現減量的處理方法.本文采用自制電滲脫水裝置進行了城市污泥的電滲脫水實驗.通過監(jiān)測脫水過程中電滲流量、電壓梯度與剩余含水率的變化,考察了電壓梯度、電極間距和處理時間的影響,并進一步分析了電滲處理過程中脫水效果變化的原因.處理中隨著脫水效果由陽極向陰極發(fā)展,污泥可劃分為已脫水污泥與未脫水污泥,已脫水污泥內電滲停止,電滲與水分的脫除發(fā)生在未脫水污泥內,并由未脫水污泥的電壓梯度決定.已脫水污泥阻值上升,使未脫水污泥電壓梯度逐漸降低,造成了電滲流量與脫水效果的衰減,并使得污泥剩余含水率由陽極至陰極逐漸增加.電滲脫水的整體效果隨加載電壓的增加而提高,脫水能耗亦隨之增加,選取較小的電極間距時電滲脫水能效較高.
關鍵詞:污泥,電滲脫水,電滲流量,脫水效果,電壓梯度,剩余含水率
城市污水污泥是污水處理的副產品,2010年我國污水廠產泥約2170萬t(含水率80%),大量污泥的無害化處理處置日益成為環(huán)保領域的一大難題.污泥含水率高,脫水是減少其體積以實現減量,降低處置和再利用成本的關鍵.污泥含有大量粒徑小于10-4m的有機顆粒,孔隙小水力滲透系數低,目前常用的機械脫水方法可有效脫除污泥中的自由水,但難以從其孔隙中脫除毛細及吸附水.電滲脫水是通過加載直流電壓,利用電滲現象對污泥進行脫水的方法.電滲是顆粒表面擴散雙電層中的反離子在電場力作用下遷移并帶動水分子由陽極移向陰極產生的滲流,其發(fā)生在顆粒間的毛細孔道內,故電滲脫水能脫除污泥中含毛細與吸附水在內的水分.
電滲脫水的可行性已在室內實驗及現場測試中被廣泛驗證,被處理試樣在電滲作用下獲得了明顯的脫水效果,然而電滲脫水處理的性能并不穩(wěn)定,研究表明電滲流量在處理過程中逐漸降低,脫水后污泥的剩余含水率由陽極至陰極不斷增加、脫水效果遞減.電滲處理過程中電滲流量與脫水效果存在明顯的衰減,其對處理效果有著顯著的影響,而已有研究尚未對脫水過程中這些變化的規(guī)律及原因做出詳細的解釋.本文的目的是通過污泥電滲脫水模型實驗,分析電滲流量與脫水效果變化的機理與影響因素,從而更好地了解電滲脫水過程,并對污泥電滲脫水處理的效果作出探討.
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