污泥电渗透脱水技术——电渗透脱水原理

电渗透脱水是一种新兴的污泥脱水技术，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，利用外加直流电场增强污泥的脱水性能，并实现污泥的脱水，具有多种脱水处理技术所没有的许多特点，为污染控制和资源回收提供了一种新的途径。

对于污泥电渗透脱水的机理，目前还没有统一的认识，存在着多种机理解释，数学模型也多种多样，目前，最主要的污泥电渗透脱水数学模型有基本模型和Yukawa模型，并有人尝试进行计算机模拟，研究视角亦从直流电场延伸到交变电场，从均一电位延伸到非均一电位，从一般物料电渗透脱水延伸到毛细管电渗透脱水，从平板型界面的电渗透脱水延伸到曲面型界面的电渗透脱水。而大部分学者都以电场对双电层(多采用Stern双电层理论)的影响来解释电渗透脱水过程。

在外加电场作用下，颗粒固定、液体(如水)通过多孔性固体做定向运动称为电渗透，其中，液相不动而固体颗粒运动称为电泳，固相不动而液相移动称为电渗。在固体移动受到限制的系统中施加电场，扩散层中的反离子沿滑移界面向电极移动同时带动水分子移动。对于负电位的胶粒，全部液体受到向负极运动的力，电渗透脱水开始进行。

在机械脱水过程中，随着自由水和间隙水的脱除，颗粒首先堆积在过滤介质上并导致堵塞，从而影响最终的过滤脱水效果，因此仅经过机械脱水的污泥含水率仍比较高。而电渗透脱水过程中水的脱除发生在每一个絮凝体颗粒的内、外表面，毛细管水、间隙水和自由水同时被脱除，颗粒密度均匀地增大，因此该技术的污泥脱水性能优于机械方法，可使剩余活性污泥的含水率降到60%以下，脱水率高，减量化效果非常明显。此外，电渗透脱水设备配套灵活，操作简便，无需任何化学药剂，脱水时不必施加高压力，还可以有效减少污泥中的病原菌及恶臭物质，控制污泥对环境的二次污染。在污水深度净化方面具有广谱性，适合对各种类型的污水和污泥进行深度脱水处理。

该技术具有以上多方面的优越性，因此得到了国内外的普遍关注，例如北京市肖家河污水处理厂的污泥电渗透脱水工程就是较具有代表性的典型案例。然而，该技术的能耗较大，而且受电渗透脱水工作原理的限制，因而难以在原理上降低能耗，制约了其在污泥脱水中的进一步推广应用。