专利名称：一种用于电渗透脱水的毛刺式电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种固液分离装置的部件，特别是一种用于电渗透脱水的 毛刺式电极，主要作为带式压滤机和板框式压滤机的电渗透脱水电极。
背景技术：
电渗透脱水技术作为一种固液分离技术近年来得到了迅速的发展和广泛 的应用，电渗透脱水技术应用于污泥脱水，在节约能源和脱水效率方面显露出
极大的优势。中国专利CN1076629C《脱水方法》，公开了使用至少包含一部分 电导材料的滤带来实现电渗透与机械挤压相结合的脱水方法。中国专利申请 CN101327972A《含水物料的电渗透脱水装置》公开了一种含水物料的电渗透脱 水装置，其阳极与滤饼之间隔有滤布，而阴极与滤饼直接接触以提高脱水效率， 并且在阴极背后不再衬垫任何比阴极孔径更小的滤布。以上在先申请有提高脱 水效率和降低能耗的效果。但是，还存在以下缺陷1、采用含有金属的材料 来做与污泥直接接触的过滤带，而金属反复弯曲会发生疲劳现象进而断裂，使 用寿命短、成本高，在高张力条件下更甚。2、阳极、滤饼和阴极之间没有绝 缘材料的阻隔，而生产中难免出现滤饼分布不均匀问题，所以容易发生短路事 故。3、《含水物料的电渗透脱水装置》中用阴极代替滤布，而用滤布阻隔阳极 的结构不合理，因为阴极始终聚积着相当多的液体，能帮助阴极充分接触滤饼， 所以并不是制约电渗透的关键因素，而阳极滤饼含固率较高，电渗透最大的障 碍是固体颗粒在阳极的积聚造成物料的不连续性，最终导致电渗透的终止。该 技术在阳极使用滤布阻隔滤饼，反而在阴极直接接触滤饼，将增大电阻，降低 电渗透效率。
中国专利申请CN1948192A《污泥脱水工艺及装置》公开了一种机械压滤、 超声波调质、压力协同电渗透相结合的污泥脱水工艺及装置，其中超声波调质 的目的是使滤饼的质量分布均匀，有利于进一步的压力协同电渗透脱水操作。 该技术虽利于提高脱水效率，但是， 一为达到同样的目的采取超声波技术，较 采取机械混合、电极反向等等简便的技术方法，能耗高、投入大；二是，该技术的"压力协同电渗透"中的压力至关重要，压力不但决定了滤饼的排水动力， 还影响着电极的距离，而电极距离又是电渗透的核心参数，然而在具体实施中 压力控制存在难度。
上述现有技术污泥电渗透脱水电极大多采用网状电极， 一般使用金属网电 极或将金属丝编织入聚酯网中制成的复合式滤网电极。网状电极使用中存在以 下缺点1)电极不能深入滤饼内部，当阳极附近的污泥中的水分被电渗透作 用从阳极转移到阴极并达到一定程度后，由于水分的减少会急剧降低电渗透的 作用。如果要达到目标含水率，比如活性污泥50%的含水率，就必须延长电渗 透时间及提高电压，这势必降低产量、增加电耗。2)为克服上述缺点，现有 技术有采用多层阳极的技术方案，其做法是用一个阴极对应多层阳极，将污泥 滤饼用多层阳极分隔开，当较大极距的阳极失效时，开启较小极距的阳极，如 此由远而近的逐个对阳极通电，以保持电渗透作用的持续。然而，多层阳极技
术方案在实际生产中无法解决滤饼的方便卸料问题。3)电极与污泥只是表面
接触，接触面积小，不利于提高电渗透效率。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种 使用时电极能插入污泥滤饼内部，既能提高电渗透脱水效率，又能保证滤饼顺 畅卸料的用于电渗透脱水的毛刺式电极。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是该用于电渗透脱水的毛刺 式电极，其结构特点是包括金属基体和金属毛刺，金属毛剌固定在金属基体 表面，所述的金属毛刺的密度是l 100根/平方厘米，金属毛刺的长度为1 50毫米。金属毛刺能插入滤饼内部，使得滤饼沿着金属毛刺方向都能受到电场 的作用，利于提高电渗透脱水效果。
本实用新型用于电渗透脱水的毛剌式电极所述的金属基体为金属压榨辊，
所述的金属毛刺环绕固定在金属压搾辊外圈，所述的金属毛刺的密度是5 100 根/平方厘米，金属毛刺的长度为2 20毫米。该毛剌式电极用作电渗透带式 压滤机的阳极。 本实用新型用于电渗透脱水的毛剌式电极所述的金属基体为金属板，所述的金属毛刺固定在金属板表面，所述的金属毛刺固定在金属板表面，所述的金
属毛刺的密度是3 50根/平方厘米，金属毛刺的长度为1 40毫米。该毛刺 式电极用于电渗透板框式压滤机。
本实用新型用于电渗透脱水的毛刺式电极所述的金属基体为金属带，所述 的金属毛刺固定在金属带表面，所述的金属毛剌的密度是3 50根/平方厘米， 金属毛刺的长度为1 40毫米。
本实用新型用于电渗透脱水的毛刺式电极所述的金属基体和金属毛刺均 采用不锈钢材料。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、该毛刺式电极结构合理， 使用时其金属毛刺能插入滤饼内部，使滤饼沿着金属毛刺方向都受到电场的作 用，这样既能和现有技术多层阳极一样，保持阳极沿着金属毛剌方向的有效电 渗透作用；又能通过调整金属毛刺的疏密、长度来调节金属毛刺电极对滤饼的 附着力，保证滤饼卸料的顺畅，如同本申请人在中国专利申请200810121386. 6 《一种带固泥压榨辊的衬带式压滤机》中公开的立毛纤维滤布的卸料情形一 样，克服了现有技术多层阳极卸料不方便的缺陷。2、由于本实用新型电极的 金属毛刺能够插入滤饼内部，高含固率物料也适宜电渗透，使得电渗透适应的 含固率范围拓宽，能在含固率0.5 70%范围内正常进行电渗透脱水操作。3、 本实用新型电极与污泥不只是表面接触，其金属毛刺插入污泥内，达到增加电 极与污泥的接触面积，使电场在污泥滤饼内部分布更加均匀，尤其是沿滤饼厚 度方向分布均匀，利于提高电渗透效率。
图1为本实用新型实施例1毛刺式电极结构示意图。 图2为本实用新型实施例2毛剌式电极结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，结合附图对本实用新型作进一步描述。
实施例1:
该用于电渗透脱水的毛刺式电极，包括金属基体和金属毛刺，金属毛刺固 定在金属基体表面，金属基体和金属毛刺均采用不锈钢材料。金属毛刺的密度是1 100根/平方厘米，金属毛刺的长度为1 50。
本实施例毛刺式电极是用作电渗透带式压滤机的阳极，其结构参见图1， 金属基体为金属压榨辊ll，金属毛刺2环绕固定在金属压搾辊11外圈。金属 毛刺2的密度和长度根据脱水处理污泥性质和应用设备的不同而异，密度可在 5 100根/平方厘米之间选择，长度可在2 20毫米之间选择；比如用于带式 压滤机处理市政污泥，金属毛刺的密度和长度分别取为20根/平方厘米和8毫 米。图中LB为滤布，JYD为加压带，箭头表示压榨辊转动方向。
该实施例毛刺式电极制造时，可以将金属毛刺2做成布有方向性金属纤维 的金属刷块，将不锈钢丝束栽植在钻孔金属板的孔眼中制成板刷状金属刷块， 再将金属刷块拼接在压榨辊上；或者采用不锈钢丝通过经编工艺编织在金属网 布上，不锈钢丝的密度和长度可根据需要调节，再将此编织有不锈钢丝的金属 网布包绕在压搾辊外。
实施例2:
本实施例毛刺式电极用于电渗透板框式压滤机，参见图3，本实施例金属 基体为金属板12，金属毛刺2固定在金属板12表面。金属毛刺2的密度是3 50根/平方厘米，金属毛刺2的长度为1 40毫米。图中BK为板框，LB为滤 布。本实施例的其它结构同于实施例l。
实施例3:
本实施例毛刺式电极的金属基体为金属带，金属毛刺固定在金属带表面， 金属毛刺的密度是30根/平方厘米，金属毛剌的长度为8毫米。本实施例的其 它结构同于实施例1。
应用实例1:
该应用实例系采用实施例1的毛刺式电极作为电渗透带式压滤机的阳极， 阴极采用板链式阴极带。板链式阴极带是指带有铰链结构的金属带，由活动环 状部件与插销组成，环状部件可以是金属丝绕制而成，也可以是金属连片冲压 而成，由于采取了铰链结构，金属阴极带不会疲劳断裂。板链式阴极带采用不 锈钢或者碳素钢制作。板链式阴极带在作为阴极的同时提供了强张力，其张力 能达20 200公斤/厘米，保障0.01 3MPa较高的过滤压强。压滤机运转时，200920117121.9
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与阳极直接接触的滤饼在滤布上面，滤布下面与阴极接触。毛刺式电极作阳极， 该阳极是立体式阳极，尤其是一种定向金属纤维阳极与滤饼接触，其金属纤维， 即金属毛剌能够插入到滤饼内部，与滤饼的接触面大，即使在高固含量的情况
下也能够进行有效的电渗透脱水操作；同时，金属毛刺还有助于固定滤饼，避 免滤饼受压时向两边泄漏。
应用实例2:
该应用实例系采用实施例3的毛刺式电极作为电渗透板框式压滤机的阳极 和阴极。在板框式压滤机两个对压的板框BK面上设置金属基体为金属板12的 毛刺式电极，两条滤布LB分别贴在毛刺式电极上面，也可以将毛刺式电极放 置在滤布LB正面，即与污泥接触的一面。处理污泥时，污泥在两条滤布LB中 间，滤布LB采用高密度滤布。左右两个板框BK向污泥施加压力，电极的金属 毛刺2会穿过滤布LB。两个板框BK之间的距离一般为35mm，为了便于污泥的 出料，金属毛刺长度不超过5mm。由于正极的一面会吸附污泥，负极的一面水 分总是多些，所以左右板框BK的正负极不固定，5 15分钟切换一次正负极， 以提高污泥脱水效果。
该应用实例处理城市污水厂活性污泥，此污泥进料含固率20%，出料要求 含固率达50%时，电渗透电压30V、两电极距离20mm、滤饼厚度20讓，电极材 质为不锈钢，压榨次数为4次。
本说明书中所描述的实施例和具体应用实例，其零、部件的形状、所取名 称等可以不同。凡依本实用新型构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简 单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。
权利要求1、一种用于电渗透脱水的毛刺式电极，其特征在于包括金属基体和金属毛刺，金属毛刺固定在金属基体表面，所述的金属毛刺的密度是1～100根/平方厘米，金属毛刺的长度为1～50毫米。
2、 根据权利要求l所述的用于电渗透脱水的毛刺式电极，其特征在于所 述的金属基体为金属压搾辊，所述的金属毛剌环绕固定在金属压搾辊外圈，所 述的金属毛刺的密度是5 100根/平方厘米，金属毛刺的长度为2 20毫米。
3、 根据权利要求l所述的用于电渗透脱水的毛刺式电极，其特征在于所述的金属基体为金属板，所述的金属毛刺固定在金属板表面，所述的金属毛刺的密度是3 50根/平方厘米，金属毛刺的长度为1 40毫米。
4、 根据权利要求l所述的用于电渗透脱水的毛刺式电极，其特征在于所 述的金属基体为金属带，所述的金属毛刺固定在金属带表面，所述的金属毛刺 的密度是3 50根/平方厘米，金属毛刺的长度为1 40毫米。
5、 根据权利要求1或2或3或4所述的用于电渗透脱水的毛刺式电极，其 特征在于所述的金属基体和金属毛刺均采用不锈钢材料。
专利摘要本实用新型公开了一种用于电渗透脱水的毛刺式电极，主要作为带式压滤机和板框式压滤机的电渗透脱水电极。该用于电渗透脱水的毛刺式电极，其结构特点是包括金属基体和金属毛刺，金属毛刺固定在金属基体表面，所述的金属毛刺的密度是1～100根/平方厘米，金属毛刺的长度为1～50毫米。金属毛刺能插入滤饼内部，使得滤饼沿着金属毛刺方向都能受到电场的作用，使用时电极能插入污泥滤饼内部，既能提高电渗透脱水效率，又能保证滤饼顺畅卸料。
文档编号B01D61/30GK201415109SQ20092011712
公开日2010年3月3日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者唐志超, 毛怡红, 沈海勇 申请人:华章电气(桐乡)有限公司