[发明专利]一种工厂废渣脱水除污的装置与方法

说明书

本发明公开了一种工厂废渣脱水除污的装置与方法，属于废渣处理领域。其特征是：在废渣排出处将废渣导入布置有既可以导电又可以通水的板式电极的箱仓中；通过电极在废渣中注入适当液体并施加直流电场，驱使废渣中的污染物和水向电极迁移并被排出；将污染物浓度和含水量达到标准的废渣运至堆场；将一组按设计间隔、平行、水平布置的渗滤型排水通道构成与外界相通的排水通道层，将该排水通道层与设计厚度的废渣层相间叠摞至设计高度，使废渣中的水在上覆压力下进一步排出至设计要求。将直流电和废渣自重结合对废渣脱水脱污节省能耗；在工厂完成脱水除污为废渣资源化利用提供条件；并节省废渣堆存成本，且有利于环境保护。

技术领域

本发明涉及一种工厂废渣脱水除污的装置与方法，特别涉及结合直流电和重力对工厂废渣进行处理，属于工业废渣处理技术领域。

背景技术

一些工业在生产过程中，排弃含污染物的、渗透系数低于10^-4cm/s的高含水量细颗粒废渣，这些废渣通常为流动态或流塑态。其中，有些废渣因含有一些不良成分影响其资源化利用，例如，碱厂排弃的碱渣，其中含有氯盐，影响其资源化利用；而有些废渣则是对环境有危害的废渣，其所含污染物又可分为有机物污染物和无机物污染物两大类，而各类污染物又分为多种不同的种类，例如：无机物污染物中有重金属污染物，重金属污染物又根据所含重金属的不同而不同。目前，大多是将这些废渣运至填埋场堆存。这种处理方式占用土地，不可持续，且对环境仍然存在潜在威胁。随着国家对环境保护管控越来越严格，废渣堆存的成本会越来越高。例如，填埋场用地不可能无限扩张，不久的将来，将面临填埋场饱和，废渣无处堆弃的局面。此外，国家对自然资源的开采的管理也越来越严格，获取自然资源的代价也越来越高。而有些废渣如果将其中的不良物质去除，就可能成为原材料自然资源的替代品。

欲将这类工业废渣无害化处理或资源化利用，都必须去除废渣中有害物质，并脱水到适当的含水率。如果可以在工厂生产线的废渣排出口处，对废渣泥浆进行脱水、对有害物质进行脱除，使运出厂外的废渣无害化，甚至资源化，则不仅有利于社会，也有利于企业本身。与填埋场不同来源混杂堆放的废弃物不同，工厂生产线废渣排出口处的废渣成分相对单纯，因此在工厂生产线废渣排出口处对废渣进行脱水和脱污处理，比在填埋场进行处理，将大幅度降低废渣处理成本。

目前，对于这类大体量含污染物的、低渗透性、高含水量的流动态或流塑态废渣泥浆，尚无经济有效的脱水除污方法。本发明针对工厂生产线排出的低渗透性、高含水率、含污染物的废渣，提出了一种工厂废渣脱水除污的装置与方法；该装置与方法也可以仅用于废渣除污。

发明内容

当给水饱和的细颗粒废渣施以适当的直流电场，在电场作用下，至少产生两种作用：1）细颗粒废渣中的水分，会在电场的作用下向电极迁移而可被排出；2）细颗粒废渣中的有害物质向电极迁移而可被清除；

细颗粒废渣中有害物质向电极迁移有如下机理：1）废渣中的带电粒子会向与其电性相反的电极迁移，从而将带电的污染物（如：重金属）清除出污泥；2）细颗粒废渣中的水会向电极迁移，水的流动会带着微小的中性粒子向电极迁移，从而将一些无极性的微粒（如：油污等）从废渣中清除；3）在电极处发生水的电解，产生氢离子和氢氧根离子；通过适当的方法可以调控细颗粒废渣中的化学反应环境，使原来吸附于细颗粒废渣的污染物解吸，或使原来不溶的污染物转变为可溶物质，从而在上述两种作用下被清除出细颗粒废渣。

水饱和的细颗粒废渣在低于其承载力的持续压力驱使下，其中的水分会逐步排出；排水的速率与其排水路径的长度呈负指数相关关系。如在细颗粒废渣中设置较多的排水通道，缩短排水路径就可大幅度提高排水速率，在相同时间内排出更多的水分。而废渣水分的排出、孔隙量减少，反过来增加了废渣的承载力，进而可以承受更多的上覆压力，可以进一步增加上覆废渣堆重；而堆重的增加又进一步提高了下层废渣的排水量和承载力。如此循环，逐步增加废渣堆高，可以使废渣在较大的堆高作用下，利用自身重力实现废渣的脱水。