微能技术的应用研究最近受到极大关注,它是指在水处理等领域,利用诸如电磁波、电磁场、音波、压力场等微弱能源,进行节能、高效、高品质处理的技术。电渗透脱水技术(electroosmotic dewatering,EOD)属于微能技术,所谓电渗透就是在给物料加上电场后,物料中极化了的水分子及其各种离子会在电场作用下定向运动,从而使物料脱水的现象。电渗透脱水的优点:在整个过程中,物料不升温,调节物块形状可以提高脱水的速率和效率,升高所施加电场的电压,可有效地提高电渗透脱水速率。KARIM BEDDIAR等研究发现,电渗透脱水速率与溶液pH有关。电渗透脱水作为新兴的固液分离技术,具有脱水率高、操作灵活方便等特点。
电渗透脱水时,床层内上部的物料含水量低于下部,而真空或压滤等机械脱水是上部高于下部,将电渗透脱水与机械脱水相结合可使整个床层的水分变得均匀,脱水速率得到提高,同时降低了物料的最终含水率。
电渗透脱水过程中,接近上部电极的脱水床层含水率快速降低,出现不饱和层,在该部分的电阻急剧增加,施加的电压几乎全部降在上部脱水层(U=I R),下部的电场强度逐渐减小,即下部脱水驱动力减小;另外,由于电极附近发生电化学反应,产生离子,在下部电极处,离子浓度增高,ζ电位降低,电渗透驱动力减小,反应产生的气体也影响了脱水的进行。因此,一定时间后,电渗透不再进行。
采用不等占空比电场的方法可提高电渗透脱水效率。不等占空比电场是指在施加一定时间的正向电场后再施加一定时间的负向电场,正向时间和负向时间是不等的。有研究者用装置进行城市污泥的电渗透脱水试验,结果表明,选择较大的电压梯度并辅以适当的机械压力对电渗透脱水有利,通过优化操作条件能降低能耗。Lisbeth M.Ottosen在研究直流电场作用下建筑砖脱盐状况时发现,当砖中盐浓度高时电渗透脱水效果差,当砖中盐浓度低时电渗透脱水效果好。