电渗透污泥脱水技术—打破常规污泥干化脱水技术路线
污泥干化新工艺-电渗透污泥干化
污泥干化新工艺-电渗透污泥干化污泥是指在生产生活中产生的含水率较高、有机物质含量较大的废弃物。
传统的污泥处理方法通常采用焚烧、压缩、填埋等方式。
但是这些方法存在很多问题，如环境污染、土地占用以及无法充分利用污泥资源等。
因此，开发一种高效、环保的污泥处理技术具有重要的意义。
电渗透污泥干化技术是一种新兴的干化处理技术，利用电场作用下的离子迁移和渗透作用，将污泥中的水分通过离子膜剥离出来，达到干化效果。
其主要特点是能够利用电场作用下的物理效应，将污泥中的水分快速剥离出来，使其水分含量迅速降低，同时又能够保存有机物质的有效成分，达到了废物变宝的效果。
电渗透污泥干化技术的操作流程主要包括预处理、电渗透浓缩、气固分离等环节。
其中，预处理一般分为曝气和沉淀两种方式，曝气是通过加入一定的氧气和搅动混合，使污泥中的悬浮物质得以去除；沉淀则是通过重力沉淀作用，使污泥中的颗粒物沉淀到底部。
预处理结束后，将污泥送入电渗透浓缩装置中，通过电场电泳离子的特点，使离子向离子膜中心迁移，进而驱动污泥中的水分向外渗透，达到干化的效果。
通过这一步骤即可将污泥水分含量由80%以上降至30%以下。
最后，将干化后的污泥送至气固分离装置中，进行空气流化处理，将污泥干燥、出料和预热等工作同时完成。
电渗透污泥干化技术具有很多优点。
首先，其处理效率高，能够在较短时间内将污泥中的水分去除，大大提高了处理效率；其次，可以充分利用污泥中的有机物质，减少资源浪费，达到资源循环利用的目的；最后，由于充分利用电场的物理效应，使得处理过程中不需要加入任何化学药剂，避免了传统处理方法对环境的污染风险。
总之，电渗透污泥干化技术是一种高效、环保、节能的新兴技术，能够解决传统污泥处理方式存在的很多问题。
相信在未来的发展中，这种新型技术将会得到越来越广泛的应用。
电渗透-过硫酸铵氧化协同强化污泥深度脱水
2017年第36卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1919·化 工 进展电渗透-过硫酸铵氧化协同强化污泥深度脱水李亚林，刘蕾，侯金金，刘晓彤，韩宁宁（河南工程学院资源与环境学院，河南 郑州 451191）摘要：利用电渗透和过硫酸铵氧化技术，采用自制实验装置对市政污水处理厂的脱水污泥进行了深度脱水研究，系统考察了电压梯度、机械压力、污泥厚度和过硫酸盐投加量对污泥脱水的影响。
采用表面响应法以污泥含水率降低率为响应值，通过Box-Benhnken 中心组合设计，对污泥脱水工艺参数进行了实验优化，并且研究了污泥胞外聚合物的组成及分布对污泥电渗透脱水行为的影响。
结果表明，电渗透-过硫酸铵氧化协同技术可以改善污泥的脱水性能，污泥厚度与电压梯度、投药量的交互作用呈现出高度显著，在电压梯度为24.97V/cm 、机械压力为35.95kPa 、投药量为39.81mg/gDS 、污泥厚度为2.35cm 时，泥饼含水率可以降至40%以下，污泥胞外聚合物中蛋白质含量与电渗透脱水后污泥最终的含水率呈显著相关。
关键词：电渗透；过硫酸铵；氧化；废物处理；污泥；脱水中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）05–1919–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.046Coordination of electro-osmosis and ammonium persulfate on sewagesludge deep-dewateringLI Yalin ，LIU Lei ，HOU Jinjin ，LIU Xiaotong ，HAN Ningning（Department of Resources and Environment ，Henan Institute of Engineering ，Zhengzhou 451191，Henan ，China ）Abstract ：Dewatered sewage sludge from sewage treatment plant was studied by self-made experimental reactor dewatering based on electro-osmotic-ammonium persulfate oxidation process which is influenced by the voltage gradient ，mechanical pressure ，dewatered sewage sludge thickness and persulfate dosage. Furthermore ，response surface methodology has been applied according to the Box-Benhnken center-united experimental design principle to optimize parameters of electro-osmotic dewatering as a response index to indicate the reduction ratio of sludge water content. Meanwhile ，the effect of constituent and distribution of extracellular polymeric substance on electroosmotic dewatering behavior of sludge was investigated. The results showed that the dewaterability can be improved by the combined of electro-osmosis-ammonium persulfate oxidation process. The combined effects of the dewatered sewage sludge thickness & voltage gradient and the sludge thickness & persulfate dosage are significant. The water content can be reduced to below 40% with voltage gradient of 24.97 V/cm ，mechanical pressure of 35.95 kPa ，persulfate dosage of 39.81 mg/g DS ，sludge thickness of 2.35 cm. The protein content in extracellular polymeric substance is significantly correlated with the final water content of sludge after electro-osmotic- ammonium persulfate oxidation dewatering process. Key words ：electro-osmosis ；ammonium persulfate ；oxidation ；waste treatment ；sewage sludge ；dewatering随着市政污水处理厂数量的增加，我国每年污泥的产生量约为3×107t （按含水率80%计），到2020年污泥产生量预计将会增加一倍[1]。
电渗透污泥干化系统介绍ppt课件
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3500
含水率85% 至 60% EDR-S100 EDR-S200
1000
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0.3 ~ 0.4
0.6 ~ 0.75
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Human
电渗透污泥干燥设备型号
Future
污泥干燥设备型号
型号/规格
形式
使用功率 USE POWER（Kw/hr )
电渗透干化 50吨
85% - 60%
处理方法
含水率60%以后堆 肥化
韩国丽水市 城市污泥处理厂
处理工艺
电渗透干化
处理方法
含水率10%以后 污泥再生能源化
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谢谢观看
韩国再生能源（香港）有限公司
地址：广州市天河区林和西路9号耀中广场B座1209室 邮编：510610 电话：/2 传真： 联系人：才亮
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与原有污泥干燥技术比较
Future
技术
原有污泥干燥技术
电渗透污泥干燥技术
85% 至 60% 含水率减少 60% 至 20%
20% 至 10%
设备构成
设备投资费用
运行费用
热能源干燥 热能源干燥 热能源干燥
复杂系统
100%
100%
电渗透污泥干化设备
通风污泥干燥设备
污泥再生能源化设备
污泥细胞破碎后 细胞水流出来
污泥处理前（显微镜视图）
污泥处理后（显微镜视图） 11
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电渗透干化效果
Future
污泥脱水的电渗透技术研究
污泥脱水的电渗透技术研究摘要：深度脱水已经成为含油污泥无公害处理的重要瓶颈问题，本文以电渗透技术作为突破口，分析其在含油污泥脱水工艺的应用。
本文首先含油污泥的种类，然后简述电渗透污泥脱水技术的优势应用原理，最后以试验的方法详细检验电渗透污泥脱水工艺。
关键词：污泥脱水；电渗透技术；含水率引言含油污泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物，其中含有大量的烃类、苯系物、酚类、蒽类等物质，若不加以处理，不仅对污染环境，而且也是资源的一种浪费。
目前含油污泥还在以每年3%的速度增长，而且油泥尚未有效处理办法。
根据工作实践，含油污泥无公害处理的关键是脱水，降低含油污泥含水率不仅可以有效降低污泥的体积，而且还可以降低污泥对环境的污染程度，实现污泥处理的成本化、无公害化处理。
一、含油污泥的种类含油污泥是化工企业生产中产生的固体废物，根据污泥来源及组成部分，含油污泥主要分为以下两种：（1）含水率高的含油污泥。
含水率高的污泥主要集中在油田油区和水区罐底部、含油水处理设备的排污以及罐内和设备定期清理产生的废物等，其主要是在原油处理过程中产生的。
含水率高的污泥具有流动性强、成分复杂（见表1）以及储存量比较大的特点；（2）含水率低的含油污泥。
含水率低的含油污泥虽然其含水率不高，但是其含固率高、含药剂成分比较复杂。
其产生的原因主要是原油储罐底部泥沙、分离器底泥、干化池、废液池液面浮渣、底泥、采油压裂返排液、井下作业含油泥土及突发情况油气管线刺漏污染土壤产生的含油污泥。
（来源于采油过程和原油处理过程）。
第二种油泥来源比第一种来源更复杂，第二种油泥是所有油田油泥危险废物转移至堆放池，待集中处理，不仅泥沙含量高、药剂种类多、流动性差，而且在作业和转移中油泥中有大量的编织袋、手套和杂草等杂物。
二、电渗透污泥脱水技术的原理及优势电渗透污泥脱水技术的工作原理主要是借助复杂的点动力学现象将污泥中的水分消除。
具体的处理流程为（1）电渗析。
污泥的电渗透脱水技术研究进展
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污泥干化处理技术的现状及未来发展
污泥干化处理技术的现状及未来发展摘要：随着经济水平的不断增长，人们的生活质量得到了极大的提升，在日常生活和生产中产生的污水量也在急剧增加，污泥主要就是指污水处理厂针对污水进行处理时产生的沉淀物质，如果没有对污泥进行妥善的处理，将其随意暴露在环境中，不仅会对整个生态系统产生极大的破坏，甚至还会威胁人体的生命健康。
采取污泥干化技术具备应用范围广、处理效率快、绿色节能环保等多种优势，因此在我国获得了非常广泛的应用，现如今这一技术是目前适用性最强、处理效果最好的方式之一。
关键词：污泥干化；处理现状；未来发展引言城市对污水处理力度不断增大，污水处理技术也在不断优化，同时在污水处理方面取得了一定成效。
随着城市污水处理量逐渐增加，污泥难以处理的问题也暴露出来，污泥中的有害成分将对环境造成极大污染，如何处理富集污染物的污泥已经成为现阶段我国研究者研究的热点。
目前对污泥的处理方法有填埋、焚烧及土地利用等，随着技术水平不断提升，国家对环境的保护力度加大，我国将污泥处理重心向焚烧处理转移，焚烧能够将污泥中的污染源全部碳化，最大限度地解决污泥问题，焚烧技术也被公认为污泥处理中较为稳妥的方式之一。
1污水处理厂污泥发展现状随着我国经济的飞速发展，城镇化水平不断提高，城市生活污水处理飞速发展，导致污水处理的“衍生品”——污泥的产量每年大幅度增加。
根据住建部相关数据统计，2014年我国干污泥产生量为813.4万t，2020年达到1459.5万t，2014年以来，干污泥产量复合增速为10.23%。
截至2020年，全国污水处理率达97.53%，但与污泥产量连续递增趋势相背，我国污泥有效处理率还很低，大量污水处理厂采取直接倾倒或简单填埋处置手段处理污泥，全国有效处理率远远低于30%。
而且，在我国污水处理过程中，“重水轻泥”现象普遍存在，使得污水处理发展迅速而污泥处理行业却停滞不前，污泥处理处置缺口巨大，污泥大量积压。
污泥的大量堆积不仅占用大量土地，造成环境污染，还会造成污水处理厂的严重负担。
电渗透污泥干化工艺
电渗透污泥干化工艺一、污泥处置方法概述1、污泥处置方法应遵循的原则笔者认为《国家城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行) 》中提出“最佳”与“可行技术”是符合目前中国污泥处置工业国情的，中国在一定时期内的技术、经济发展水平和环境管理要相适应。
在经济和技术许可的条件下要因地制宜，在考虑成本和综合效益的前提下，综合整体的考虑污泥处置方案。
通过技术和管理措施使污染污泥处理能够实现达标排放，同时达到高水平整体的环境保护效果。
2、所建议的污泥处置方法的出处污泥中含有具有潜在利用价值的有机质，包括氮、磷、钾和各种微量元素；寄生虫卵、病原微生物等致病物质；铜、锌、铬等重金属，以及多氯联苯、二噁英等难降解有毒有害物质，如不妥善处理，易造成二次污染。
我们认为处理后的污泥或污泥产品在环境中或利用过程中达到长期稳定，并对人体健康和生态环境不产生有害影响才是最终消纳方法。
对于一些污水厂所在地区的工业经济比较发达而且没有空余土地消纳污泥的可以采取对污泥进行适当处理后作为生产水泥的辅助燃料或电厂补充燃料。
对于污水厂所在地区的工业经济不发达而且有空余土地消纳污泥的一些地区，则可以将污泥进行深度脱水处理到含水率60%以下时堆肥或运至填埋场做为覆盖土进行填埋处置。
3、推荐电渗透污泥干化方法的理由中国市政污泥的发热量约为2000－3300大卡/吨干污泥。
如卖给发电厂做燃料每吨干泥可以产生2000-3300大卡的热量，现在5500大卡的热量的燃煤在中国卖到800元/吨左右，而且用量每天很大，火电厂都有烟尘和粉尘处理设施，如把干燥后的污泥（80%含固率）作为燃料送到发电厂，不仅可以产生效益，而且合理利用电厂环保设施资源，避免投资浪费（污水厂减少处理污泥的环保投入），高效环保的最终处置了污泥，而且污泥作为燃料发挥了自身最大化的利用率，真正做到了再生能源。
并且电能是今后发展的主要能源，而且风力发电、太阳能发电、潮汐发电、水力发电等不消耗矿产资源的绿色发电方法越来越多，2020年绿色电能将占我国总发电量的40%，这样许多工业企业都将利用电能这种低成本绿色可持续能源作为主要生产能源，随着电力工业发展逐渐走向一条清洁高效环保之路，电费也随之降低。
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。
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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。
(4)独立性
已经设置了其它脱水设备时，只要使电渗透脱水部独立，就可以进一步降低脱水泥饼的含水率。
不受热源及其他辅料的限制。
可与现有污水厂污泥脱水装置直接对接。
（5）安全、环保性
电渗透脱水是在水分存在的状态下通入电流, 设备在带电部分的周围设置数道绝缘层作为安全和防臭保证。
污泥整个脱水过程只需5-8分钟即可完成，脱水过
程中污泥臭气释放量很小。
脱水滤渣中含水率降低, 臭气减轻, 所以电渗透的泥渣臭气较轻。
脱水后滤液可直接返回至污水处理系统，确保无二次污染隐患存在。
（6）工艺简单：
已经设置了其它脱水设备时，只要使电渗透脱水部独立，就可以进一步降低脱水泥饼的含水率。
不需要其他的辅助设备来配套完成。
可方便实现与现有脱水工艺对接。
可大大的减少系统的整体投资。
电渗透污泥脱水设备可以直接对接在污水厂带式压滤机后，无需再建厂房及相关辅助设备，也无需添加任何药剂，只需要提供电源。
电渗透污泥脱水机自动化程度高，操作简便，维护低，无需再增加人工成本。
（7）投资小:
由于本装置工艺简单、辅助系统少，只需要一台主机接通电源即可完成整个脱水干化过程，总体投资比其他脱水工艺的总体投资小很多。
吨污泥投资在8-10万元/吨
三、电渗透污泥干化系统工艺流程示意图：
四、电渗透污泥干化系统构成
1.1电极
电渗透脱水装置中最重要的是电极材料和形状,首先是阳极材料,需要满足通电
后的电解消耗和脱水的苛刻使用状态。
1.2、滤布
电渗透脱水后的泥讲含水份低,滤布宜选泥饼剥离性、绝缘性、耐热性的滤布。
1.3、电渗透电荷发生装置
电荷须通入污泥中,采用整流方式。
一般方法如下：
① 直流波形自身有特性变化,考虑到交流电源的变换效率和电源设备费用等因素,波形对脱水性影响不大。
② 周波数可用一般商用周波数。
1.4、机械压力和滤渣厚度
在电渗透脱水中,污泥可视为一种电阻或电容器,而且其性质随脱水的进行而变化,对电力消耗的影响很大,因此,滤渣的厚度是脱水的重要因素。
脱水中必要的加压对电解脱水效果和组合的相乘效果影响极大。
从装置的结构和制造费用,希望脱水滤渣的厚度为5-15mm范围之内,因此,必要的压力（0.1—0.3kg/cm2）最为经济。
电渗透脱水机工作原理及其构造示意图
电渗透设备外形及出泥情况
六、 电渗透污泥干化系统经济性能指标
一、直接运行成本：
二、间接运行成本：
电渗透污泥干化 运行成本
计算依据：脱水效率区间80%含水率脱水干化至55%，吨污泥能耗指标
1、电耗：75kw/吨
1、水耗：1m ³/吨
1、压缩空气耗量：
0.2m ³/吨 1、 电耗：75kw/吨×0.75元/kw
合计成本：56.25元/吨
2、 水耗：1m ³/吨×1.2元/m ³
合计成本：1.2元/吨
3、 气耗：0.2m ³/吨×0.1元/m ³
合计成本：0.02元/吨
吨污泥脱水直接运行成本总计为： 57.47元/吨
中试样机图片仅供参考
三、经济效益（以污泥焚烧产生经济效益进行核算）：
备注说明
1、污泥产生单位对于该项目的经济效益计算方法：直接经济效益中1项
+2项－污泥直接运行成本－污泥间接运行成本=总经济效益
即：88.9＋27.8－57.47－22=37.23元/吨此费用为可减少的污泥处置费用。