本发明涉及脱水设备，具体是一种基于压电效应的活性污泥脱水装置及方法。
背景技术：
1、巨量的城市污泥产量引起了严重的环境问题，污水污泥的产生如果不进行适当的处置，随意堆置，可能会造成严重的污染风险。为减少污泥体积，方便后续运输与处理，需要通过脱水来去除污泥中大部分水分。为实现污泥的深度脱水，不仅需要对污泥进行高压脱水，还会采用物理、化学或生物等调理方法用来提高污泥脱水能力，用以减少污泥的质量与体积，便于污泥资源的后续处理与利用。近年来，研究人员对冻融、混凝、酸或碱处理、超声波预处理、微波处理等脱水工艺进行了大量研究，这些传统方式都是外加单一物理场进行脱水。
2、然而，单一物理场如机械压滤等已无法满足污泥的脱水要求。所以，寻求多个物理场之间的耦合脱水，是解决问题的重要手段。同时也为解决现有多场耦合污泥脱水技术可能存在的能耗高、控制精度不足等问题。
3、此外，活性污泥由于其胞外聚合物及带电特性，使得其成为最难脱水的污泥。在针对其进行脱水时，还存在：1.机械压力和热干化需要消耗大量能源，导致运行成本较高；2.缺乏智能化控制手段，难以根据污泥的具体特性动态调整处理参数，导致脱水效果不稳定；3.部分技术可能涉及化学药剂的使用，容易造成二次污染，对环境造成负面影响等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于压电效应的活性污泥脱水装置及方法，通过机械压力、电渗效应、电磁力、电加热和磁生电效应的综合作用，实现高效且节能的污泥脱水。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、基于压电效应的活性污泥脱水装置，包括设备主体、设置在设备主体顶部用于对压电材料和活性污泥进行混合的混合机构、设置在设备主体内用于对压电材料和活性污泥混合物进行挤压脱水的可产生电磁力的压滤脱水机构和设置在设备主体底部的污水回收箱，所述压滤脱水机构连通混合机构，混合后的压电材料和活性污泥混合物从混合机构进入到压滤脱水机构中进行压滤脱水；且压滤脱水机构连通污水回收箱，脱出的水进入污水回收箱中；在压滤脱水机构脱水时，压电材料和活性污泥混合物受压产生压电效应，使污泥中的水分子携带正负电荷，并由压滤脱水机构产生的电磁力配合压力对活性污泥进行脱水。
4、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
5、本发明结合机械压力、电渗效应、电磁力、电加热和磁生电效应的综合作用，脱水效果更显著，且节约能耗。
1.一种基于压电效应的活性污泥脱水装置，其特征在于，包括设备主体（1）、设置在设备主体（1）顶部用于对压电材料和活性污泥进行混合的混合机构（2）、设置在设备主体（1）内用于对压电材料和活性污泥混合物进行挤压脱水的可产生电磁力的压滤脱水机构（3）和设置在设备主体（1）底部的污水回收箱（4），所述压滤脱水机构（3）连通混合机构（2），混合后的压电材料和活性污泥混合物从混合机构（2）进入到压滤脱水机构（3）中进行压滤脱水；且压滤脱水机构（3）连通污水回收箱（4），脱出的水进入污水回收箱（4）中；在压滤脱水机构（3）脱水时，压电材料和活性污泥混合物受压产生压电效应，使污泥中的水分子携带正负电荷，并由压滤脱水机构（3）产生的电磁力配合压力对活性污泥进行脱水。
2.根据权利要求1所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置，其特征在于，所述压滤脱水机构（3）包括设于设备主体（1）内的中央腔体，中央腔体的入口连通混合机构（2）的出口，且中央腔体的出口连通污水回收箱（4），中央腔体内设有两个并排设置的压板（31），其中一块压板（31）固定在设备主体（1）的内壁，另一块压板（31）由设置在设备主体（1）内的压机（32）驱动移动，对中央腔体中的混合物进行挤压脱水。
3.根据权利要求2所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置，其特征在于，两个所述压板（31）相远离的侧面固定有环形的永磁铁和电极（34），两个永磁铁上均缠绕有电磁线圈（33），电极（34）通过导线连接外部电源，接通电源后，电磁线圈（33）产生电磁力，电极（34）连接压板（31）和电源，通过污泥水形成通路。
4.根据权利要求1所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置，其特征在于，所述混合机构（2）包括压电材料投放器（21）和污泥搅拌部件（22），压电材料投放器（21）的输出端连接到污泥搅拌部件（22），压电材料投放器（21）将压电材料投放到污泥搅拌部件（22）中，并由污泥搅拌部件（22）对压电材料和污泥进行搅拌混合，污泥搅拌部件（22）的底部设有污泥投放口（23），且污泥投放口（23）连通到压滤脱水机构（3），混合后的压电材料和污泥混合物通过污泥投放口（23）进入到压滤脱水机构（3）中。
5.根据权利要求4所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置，其特征在于，所述压电材料投放器（21）内设有重量传感器，用于检测投入到污泥搅拌部件（22）中的压电材料用量。
6.根据权利要求4所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置，其特征在于，所述污泥投放口（23）中设有电磁阀。
7.根据权利要求1-6任一所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置的使用方法，其特征在于，步骤一中投放压电材料时通过重量传感器检测压电材料的投放用量。
9.根据权利要求7所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置的使用方法，其特征在于，步骤二中压电材料和污泥混合物输送至压滤脱水机构（3）中后，关闭污泥投放口（23）中的电磁阀。
10.根据权利要求7所述的基于压电效应的活性污泥脱水装置的使用方法，其特征在于，步骤一中的压电材料为mos2。
