污染水体清淤污泥的电渗脱水处置技术

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1、技术介绍及案例

城市污染水体的清淤过程是消除内源污染的重要手段。但是在清淤过程中，产生的大量黑臭污泥。对其进行快速的脱水及安全处置，是清淤及各类修复工程的重要环节。

电渗是一种新型的土壤及污泥处理技术。自然条件下，黏土、无机矿物颗粒表面带负电，而土壤空隙水在电场的作用下，极化为表面带正电的液体。电渗是孔隙水在直流电场的影响下的运动，随着电渗流动的方向是从阳极到阴极，孔隙水发生运动，从而土壤、污泥的含量水下降，污泥发生沉降，同时土壤及污泥中的重金属可以得到部分的去除。电渗土壤修复处理方式，就是在被处理含水土壤或污泥中插入电极材料，并接通直流低压电源，污泥处理可以采用原位处理或异位处理方式，阴极附近产生的孔隙水可以采用重力或者真空泵排水，快速排出。利用这一原理，武汉大学毛旭辉教授联合土建学院等多位教师联合攻关，开发了基于电渗的污染土壤及清淤污泥的电渗固化与稳定化技术，在多个工程中得到实施。取得的相关技术专利包括：1）基于碳纤维集流体的复合塑料电极、基于复合塑料导电电极的电动修复系统及脱水固结系统，201820737417.X，授权。2）一种碳-锡复合导电膜的制备方法，201410233604.0，授权。

污泥电渗处置技术案例。湖北省武汉市世界军运会黄家湖环境综合整治工程。黄家湖环境综合整治工程是武汉市为世界军运会召开而进行的重点工程，工程内容包括黄家湖黑臭河道清淤，产生清淤污泥达到2万立方以上，需要采用快速、高效、安全的污泥固化和稳定化技术，实现原位固化利用。采用电渗排水处理，经过十二天的处理，两万方淤泥含水量降低至50%左右，淤泥下沉40cm。达到进一步作业和资源化利用的要求。为工程项目方节省成本160万元，现场实施工程图如下：

图1 黄家湖环境综合整治工程的清淤污泥的原位固化与稳定化

污泥电渗处置技术案例2。贵州阿哈水库底泥的异位电渗固化工程。贵州阿哈水库疏浚淤泥的污泥存在含水率高、重金属含量偏高的问题，需要进行脱水及重金属稳定化处理。污泥均由细颗粒介质构成，采用压滤方法脱水困难。经过96小时的异位电渗处理，淤泥含水量降低至40%左右，淤泥减量约50%。总体工程量6000立方。现场施工图如下：

图2 贵州阿哈水库底泥的异位电渗固化工程

2、关键技术介绍

图3 电渗污泥脱水的原理图

电渗是一种新型的土壤及污泥处理技术。自然条件下，黏土、无机矿物颗粒表面带负电，而土壤空隙水在电场的作用下，极化为表面带正电的液体。电渗是孔隙水在直流电场的影响下的运动，随着电渗流动的方向是从阳极到阴极，孔隙水发生运动，从而土壤、污泥的含量水下降，污泥发生沉降，同时土壤及污泥中的重金属可以得到部分的去除。电渗土壤修复处理方式，就是在被处理含水土壤或污泥中插入电极材料，并接通直流低压电源，污泥处理可以采用原位处理或异位处理方式，阴极附近产生的孔隙水可以采用重力或者真空泵排水，快速排出。

图4 电渗电极材料及脱水试验效果

异位处置。清淤污泥的异位处理，实现污泥的减量化和无害化，方便后续的外运资源化处置。可作为板框脱水的替代技术，同时具有脱除部分重金属的作用。将待脱水污泥抽入污泥槽。通过施加直流电场，将污泥中的水分从阳极迁移到阴极，并从阴极排出；同时使用真空泵施加真空压力，加速排水的进程，在不需要添加任何絮凝剂的条件下完成泥浆快速脱水。

原位处理。部分排水后的河道、河滩、湖泊进行污泥的原位处理，污泥固结沉降后，进行惰性覆盖处理，污染内源消除，完成修复。

图5 原位电渗处理污染水体污泥的解决方案