[发明专利]一种污水污泥处理用耐蚀导电陶瓷电极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水、污泥处理技术领域，具体涉及一种污水污泥处理用耐蚀导电陶瓷电极材料及其制备方法。

背景技术

随着我国国民经济的发展，污水处理率呈逐年上升的态势，随之而引发的污泥处置问题，已经成为各地政府、众多专家的头疼之事。治理工业污水和城市生活污水所产生的副产品是粘稠的污泥，此类污泥含水量高，不易堆积，难于集中存放、运输，也不便于后期资源化利用。由于污泥中含有各种污染物，若不进行无害化处理、处置，直接投放环境中，将对环境造成污染。随着各地污水处理厂的大量建设和运行，污泥的产生量也大大增大，污泥处理和处置已经引起越来越多人的关注，许多地方已将污泥处理、处置列入议事日程。

为了达到政府关于污泥减量化、资源化，无害化的处理要求，工程中通常采用物理方式脱水处理，以得到一定干度的污泥饼。但仅靠机械压榨方式处理的污泥饼含水量仍高达80%左右，究其原因是在常规压榨力下不能将污泥中的结合细胞水压榨处理，因此物理压榨处理后的污泥饼含水率高，除体积大、减量少外，也增加了后期无害化处置的工作成本。

目前，实现高干脱水的方法有三种：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）化学调理板框压滤法，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） 电渗透法，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。该工艺脱水速度快，一般在5-15分钟内即可实现污泥量减半，泥饼含水率脱至60%以下的要求。

基于环保和效率等诸多因素的考虑，目前污水、污泥处理先进的工艺技术正在为各国相关企业重视，但是，现在此类设备中所用到的电极材料通常采用常规的金属类或金属涂层类，在污水、污泥处理过程中，由于电化学反应，电极附近物料具有很强的腐蚀性，金属电极材料很难在恶劣环境下有效工作，其耐腐蚀，耐磨损性能差，电化学性能不足，平均使用寿命不足1000小时，造成设备运行成本增加，技术难以快速推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种污水污泥处理用耐蚀导电陶瓷电极材料，针对污水、污泥处理环境的实际工况，主要以碳（C）为骨料，包括人造石墨、石墨化中间相碳微球，增强粘结剂石墨化碳纤维和E-44环氧树脂，加入电极性能强的Ti₄O₇功能助剂，同时可添加TiB₂、TiO₂、TiC、B₂O₃、SiO₂、SiC 中一种或几种陶瓷耐磨耐蚀组分，加入混合溶剂充分混合均匀后，固化，模压成型，高温烧结制得，既具有传统陶瓷的耐磨、耐蚀特性，又具有优良的导电性能和电化学性能，使用寿命高达3500小时以上。

本发明通过以下技术方案实现：

一种污水污泥处理用耐蚀导电陶瓷电极材料，该电极材料包括以下质量百分比组分混合后，固化、烧结而成，

粒径为60～150μm的人造石墨　　　　　45～70%；

粒径为10～15μm的石墨化中间相碳微球 5～10%；

石墨化碳纤维5～8mm 3～6%；

E-44 环氧树脂1～3%；

粒径为1～3μm的Ti₄O₇粉末　　　　　　 10～15%；

粒径为3～10μm的TiB₂粉末　　　　 　 　0～15%；

粒径为20～30μm的B₂O₃粉末　　　　　　0～2%；

粒径为2～5μm的TiO₂粉末　　　　　 　0～3%；

粒径为2～5mm的TiC颗粒　　　　0～15%；

粒径为20～30μm的SiO₂粉末　　　　　0～5%；

粒径为2～5μm的SiC粉末　　　　 　0～8%；

混合溶剂以上原料质量总量的1/4。

本发明进一步改进方案是，所述混合溶剂由乙酸丁酯、无水乙醇按体积比2：1配制而成。

本发明还提供一种污水污泥处理用耐蚀导电陶瓷电极材料制备方法，包括以下步骤：