電吸附除鹽技術(shù)

電吸附除鹽技術(shù)電吸附除鹽技術(shù)（ElectrosorbTechnology），簡(jiǎn)稱（EST），又稱電容性除鹽技術(shù)，是20世紀(jì)90年月末開始盛行的一項(xiàng)新式水辦理技術(shù)。該技術(shù)利用通電電極表面帶電的特征對(duì)水中離子進(jìn)行靜電吸附，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化目的。電吸附技術(shù)原理時(shí)間：2011-08-02根源：作者：水辦理中的鹽類大多是以離子（帶正電或負(fù)電）的狀態(tài)存在。電吸附除鹽技術(shù)的基本思想就是經(jīng)過施加外加電壓形成靜電場(chǎng)，強(qiáng)迫離子向帶有相反電荷的電極處挪動(dòng)，使離子在雙電層內(nèi)富集，大大降低溶液本體濃度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水溶液的除鹽。電吸附原理見圖，原水從一端進(jìn)入由兩電極板相隔而成的空間，從另一端流出。原水在陰、陽(yáng)極之間流動(dòng)時(shí)遇到電場(chǎng)的作用，水中離子分別向帶相反電荷的電極遷徙，被該電極吸附并儲(chǔ)藏在雙電層內(nèi)。跟著電極吸附離子的增加，離子在電極表面富集濃縮，最后實(shí)現(xiàn)與水的分別，獲取凈化/淡化的產(chǎn)品水。工作過程表示圖在電吸附過程中，電量的儲(chǔ)藏/開釋是經(jīng)過離子的吸/脫附而不是化學(xué)反響來實(shí)現(xiàn)的，故而能迅速充放電，并且因?yàn)樵诔浞烹姇r(shí)僅產(chǎn)生離子的吸/脫附，電極構(gòu)造不會(huì)發(fā)生變化，所以其充放電次數(shù)在原理上沒有限制。當(dāng)含有必定量鹽類的原水經(jīng)過由高功能電極資料構(gòu)成的電吸附模塊時(shí)，離子在直流電場(chǎng)的作用下被儲(chǔ)藏在電極表面的雙電層中，直至電極達(dá)到飽和。此時(shí)，將直流電源去掉，并將正負(fù)電極短接，因?yàn)橹绷麟妶?chǎng)的消逝，儲(chǔ)藏在雙電層中的離子又從頭回到通道中，隨水流排出，電極也由此獲取重生。重生過程表示圖因?yàn)殡娢竭^程主要利用電場(chǎng)力的作用將陰、陽(yáng)離子分別吸附到不一樣的電極表面形成雙電層，這會(huì)使同一極面上的難溶鹽離子濃度積相對(duì)低得多，可有效防備難溶鹽結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。其次，電吸附極板間水徑流與極板呈切線方向，不利于水中析出難溶鹽結(jié)晶在極板上的生長(zhǎng)。電吸附能夠在濃水難溶鹽過飽和狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，在電吸附模塊中，因?yàn)殡娢竭^程中陰、陽(yáng)離子吸附不均衡致使產(chǎn)生氫離子含量許多的出水，經(jīng)過倒極的方式，略偏酸性的出水相同會(huì)使有微量結(jié)垢現(xiàn)象的垢體溶解掉。電吸附模塊辦理成效的利害主要取決于電極的吸附性能。電吸附技術(shù)特征時(shí)間：2011-08-02根源：作者：科技創(chuàng)新點(diǎn)一、原理創(chuàng)新：電吸附除鹽技術(shù)利用帶電電極表面吸附水中離子，使水中溶解的鹽類在電極表面富集濃縮而實(shí)現(xiàn)水的凈化/淡化。獨(dú)到的除鹽原理是將水中溶質(zhì)從溶液中提拿出來，而不是將水中溶劑從溶液中提拿出來。二、工藝創(chuàng)新：電吸附模塊的電極采納惰性資料加工而成，擁有化學(xué)性能穩(wěn)固、使用壽命長(zhǎng)（10年以上）的長(zhǎng)處。以電吸附模塊為核心元件的電吸附除鹽系統(tǒng)擁有抗污染性強(qiáng)、預(yù)辦理簡(jiǎn)單、不需要增添專用藥劑、通量穩(wěn)固、不用屢次沖洗、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、節(jié)能環(huán)保的特征。三、應(yīng)用創(chuàng)新：該項(xiàng)目打破了污(廢)水重生回用技術(shù)的瓶頸。為污(廢)水重生回用領(lǐng)域的發(fā)展供給了一項(xiàng)抗污染性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、應(yīng)用范圍廣的除鹽技術(shù)。電吸附裝置的技術(shù)特色一、節(jié)能節(jié)水，環(huán)境友善，運(yùn)轉(zhuǎn)成本低第一，電吸附技術(shù)能耗低。電吸附技術(shù)進(jìn)行水的除鹽辦理時(shí)，其主要的能量耗費(fèi)在使離子發(fā)生遷徙，而在電極上并無(wú)顯然的化學(xué)反響發(fā)生。與蒸餾法、反浸透法等除鹽技術(shù)對(duì)比，電吸附技術(shù)是有差別性地將水中離子提取分別出來，而不是把水分子從待辦理的原水中分別出來，無(wú)需高溫或高壓，所以所耗的能量相對(duì)較低。此外，因?yàn)殡姌O加電后即為充電電容器，所施加的電能被儲(chǔ)藏在雙電層電容上，若有必需，就能夠?qū)⑺鶅?chǔ)存的能量在電極重生時(shí)回收一部分，馬上吸附飽和的模塊上儲(chǔ)藏的電能再加到另一重生好的模塊上，也即所謂的“秋千式”供電。這樣能夠大大地節(jié)儉能源。其次，電吸附技術(shù)得水率高，用于重生的沖刷水可重復(fù)使用，一般狀況下得水率能夠達(dá)到75%以上；如采納合適的工藝組合，甚至可達(dá)90%以上。同時(shí)電吸附仍是一項(xiàng)環(huán)境友善型技術(shù)。電極重生時(shí)只要將儲(chǔ)藏的電能開釋掉，不需任何化學(xué)藥劑進(jìn)行重生。與離子互換技術(shù)對(duì)比，減少了在濃酸、濃堿的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和操作上的麻煩，并且不向外界排放酸堿中和液；與反浸透對(duì)比，無(wú)需加入復(fù)原劑、分別劑、阻垢劑等化學(xué)藥劑，所排放的濃水系來自于原水，系統(tǒng)自己不產(chǎn)生新的排放物，進(jìn)而防止了二次污染問題。此外，抗污染性能較強(qiáng)，并表現(xiàn)出必定的去除COD的能力。二、設(shè)施靠譜，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)固因?yàn)殡娢郊夹g(shù)不采納膜類元件，只采納特別的惰性資料為電極，所以對(duì)原水預(yù)辦理的要求不高，即便在預(yù)辦理上出一些問題也不易對(duì)系統(tǒng)造成不行修復(fù)的破壞。電吸附除鹽裝置采納通道式構(gòu)造（通道寬度為毫米級(jí)），所以不易擁塞，對(duì)顆粒狀污染物要求較低；電吸附技術(shù)是利用電場(chǎng)作用將陰、陽(yáng)離子分別去除，所以，陰、陽(yáng)離子所處場(chǎng)所不一樣，不會(huì)互相聯(lián)合產(chǎn)生垢體；少許油類、鐵、錳、余氯、有機(jī)物、pH值等對(duì)系統(tǒng)幾乎沒有什么影響，對(duì)各種水質(zhì)的原水擁有優(yōu)秀的適應(yīng)性；在停機(jī)時(shí)期也無(wú)需對(duì)核心零件作特別養(yǎng)護(hù)；系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高；因?yàn)椴杉{碳類電極資料，從理論上講電吸附模塊能夠長(zhǎng)久服役。三、適應(yīng)性強(qiáng)，操作及保護(hù)簡(jiǎn)易系統(tǒng)對(duì)原水預(yù)辦理的指標(biāo)要求不高，鐵、錳、氯等離子、pH值和有機(jī)物等對(duì)系統(tǒng)幾乎沒有什么影響，所以除鹽技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)。在停機(jī)時(shí)期也無(wú)需對(duì)核心零件作特別養(yǎng)，保護(hù)方便。即便在預(yù)辦理上出一些問題也能夠進(jìn)行辦理恢復(fù)，不易對(duì)系統(tǒng)造成不行修復(fù)的破壞。系統(tǒng)采納計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高，操作程序簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單掌握。因?yàn)槠鋵挿旱倪m應(yīng)性和優(yōu)秀的適用性，電吸附技術(shù)能夠應(yīng)用在工業(yè)廢水回用辦理、工業(yè)除鹽水辦理、苦咸水淡化等領(lǐng)域。苦咸水淡化以致海水淡化將是EST技術(shù)的下一個(gè)更為誘人的應(yīng)用領(lǐng)域。電吸附技術(shù)國(guó)內(nèi)研究概略時(shí)間：2011-08-02根源：作者：電吸附技術(shù)在國(guó)內(nèi)的研究起步比較晚，這方面的文件其實(shí)不常見，國(guó)內(nèi)陳福明、尹廣軍等1999報(bào)導(dǎo)了用多孔大面積電極去除水中離子的方法，并對(duì)電吸附進(jìn)行了一系列的理論和實(shí)驗(yàn)研究。楊慧云對(duì)NaCl溶液進(jìn)行電容性除鹽，結(jié)果剖析表示，當(dāng)溶液種類和濃度一準(zhǔn)時(shí)，電極的吸附容量隨外加電壓的增添而增大，當(dāng)溶液種類和外加電壓確立后，吸附容量跟著濃度的增添而增大，并達(dá)到一個(gè)極限值吸附。莫?jiǎng)π垡苍囋嚴(yán)秒p電層電容的原理進(jìn)行電吸附裝置的研究。上述研究過程仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。電吸附技術(shù)外國(guó)研究概略時(shí)間：2011-08-02根源：作者：電吸附的研究始于20世紀(jì)60年月，俄克拉荷馬大學(xué)的研究人員利用電吸附原理，從略帶堿性的水中去除了鹽分。在Caudle等的報(bào)告中描繪了使用多孔電極的電容去離子裝置。Johnson和Newman等的研究則包含考證過程的理論基礎(chǔ)、參數(shù)研究和對(duì)多種候選電極資料的評(píng)論。外國(guó)的研究工作也主要以炭電極的發(fā)展作為主線，但主要逗留在小流量循環(huán)辦理的實(shí)驗(yàn)階段。外國(guó)在電吸附應(yīng)用方面獲得研究成就最多的是美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，他們從從上個(gè)世紀(jì)90年月，采納內(nèi)部孔隙很多的炭氣凝膠作為電極資料開發(fā)出來一套電容性除鹽實(shí)驗(yàn)裝置。固然擁有必定的除鹽成效，但資料制作工藝復(fù)雜，制作成本很高。阻礙了這一技術(shù)的推行。污水回用應(yīng)用現(xiàn)狀及主要問題時(shí)間：2011-08-02根源：作者：污(廢)水回用應(yīng)用現(xiàn)狀跟著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的膨脹，工業(yè)及生活所需的淡水資源日趨貧乏，水資源凈化已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的問題。解決水資源貧乏的方法有好多，此中污(廢)水回用及開發(fā)中水資源，即提高水的重復(fù)利用率是目前很多國(guó)家解決水資源欠缺的有效門路。水辦理技術(shù)的不停成熟，特別是最近幾年來高級(jí)氧化、膜分別等高級(jí)辦理技術(shù)的發(fā)展給城市、工業(yè)污水的達(dá)標(biāo)排放辦理供給了新的技術(shù)手段。但是，固然水中的很多污染物能夠經(jīng)過傳統(tǒng)的混凝、積淀、過濾、吸附等方法去除，但關(guān)于水質(zhì)要求較高的回用途合，如關(guān)于溶解在水中的鹽的去除則需要采納合適的除鹽手段來實(shí)現(xiàn)。常有的水的除鹽方法有蒸餾、反浸透、電滲析、離子互換等。在工業(yè)界已實(shí)用超濾/微濾與反浸透（雙膜法）進(jìn)行污（廢）水除鹽辦理的實(shí)踐，經(jīng)過采納超濾、微濾來降低污（廢）水對(duì)反浸透膜的污染，獲得了必定的經(jīng)驗(yàn)。但是，因?yàn)殡p膜法用于污（廢）水回用時(shí)工藝復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)成本高、得水率較低，膜組件的使用壽命與慣例水辦理時(shí)對(duì)比要短得多，同時(shí)需要采納大批復(fù)原劑和阻垢劑，使?jié)馑呐欧烹y以達(dá)到環(huán)保要求。所以，在污（廢）水回用領(lǐng)域，存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不盡合理的問題。從20世紀(jì)60年月電吸附除鹽技術(shù)面世到今日，電吸附在很多領(lǐng)域獲取了初步的應(yīng)用，如將電吸附作為除鹽手段應(yīng)用于管道直飲水、礦泉水、苦咸水淡化等不一樣的場(chǎng)所。最近幾年來，跟著對(duì)電吸附除鹽技術(shù)的性質(zhì)與功能的研究的進(jìn)一步深入，電吸附除鹽技術(shù)在污（廢）水回用辦理領(lǐng)域的應(yīng)用正漸漸睜開。主要問題污（廢）水除鹽技術(shù)市場(chǎng)發(fā)展目前存在的主要問題是：污（廢）水的成分比一般自來水和天然地表（下）水要復(fù)雜得多，傳統(tǒng)污水除鹽技術(shù)在該領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，易受水中有機(jī)物、油類等物質(zhì)的影響而造成污堵，造成設(shè)施在產(chǎn)水量、得水率及使用壽命不可以知足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)對(duì)預(yù)辦理的要求很高，又需要投放大批藥劑，不單增添工程的整體投資，也使運(yùn)轉(zhuǎn)成本居高不下。所以，找尋一種對(duì)原水耐受性好，既能以較低的運(yùn)轉(zhuǎn)成本對(duì)污（廢）水進(jìn)行除鹽又對(duì)環(huán)境友善的除鹽技術(shù)成為業(yè)界的一個(gè)重要課題。電吸附技術(shù)優(yōu)勢(shì)時(shí)間：2011-08-02根源：作者：一、采納高效功能資料EST模塊采納了高效功能資料作為電極，該電極資料不只除鹽成效好，并且擁有化學(xué)性質(zhì)高度穩(wěn)固、耐酸、耐堿、耐腐化、抗氧化等特色，這使得電吸附除鹽裝置擁有對(duì)來水水質(zhì)拘束小、抗污染、設(shè)施靠譜、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)固等長(zhǎng)處。這類高效功能資料屬于惰性的多孔無(wú)機(jī)物質(zhì)，比表面大，且在電吸附運(yùn)轉(zhuǎn)中還有必定量的初生活性氧化基團(tuán)產(chǎn)生，對(duì)原水中的有機(jī)物擁有必定的去除成效，擴(kuò)大原水水質(zhì)拘束范圍。經(jīng)過合適的預(yù)辦理，原水就能夠進(jìn)入EST模塊，即便在預(yù)辦理上出一些問題，如碰到包含少許油污在內(nèi)的有機(jī)物污染，也不會(huì)使電吸附資料遇到大的危害，還能保證相對(duì)較高的除鹽率。所以，在這類狀況下，能夠在半年甚至一年的長(zhǎng)久運(yùn)轉(zhuǎn)后，利用酸洗或堿洗的方式對(duì)電極資料進(jìn)行沖洗恢復(fù)。停機(jī)時(shí)期，無(wú)需對(duì)核心零件作特別養(yǎng)護(hù)，保護(hù)方便。二、微通道設(shè)計(jì)電吸附除鹽裝置采納微通道式設(shè)計(jì)（通道寬度為毫米級(jí)），水流是在宏觀通道中運(yùn)動(dòng)的，所以少許懸浮物和有機(jī)物不會(huì)污堵設(shè)施。對(duì)前辦理要求相對(duì)較低，并且能夠大大提高得水率，一般狀況下可達(dá)75%以上，若有特別需要，部分濃水經(jīng)回收再辦理工藝，可使系統(tǒng)得水率達(dá)到85%以上。三、設(shè)施集成度高，推行智能化控制電吸附除鹽技術(shù)的開發(fā)依照于水力學(xué)、電化學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子控制學(xué)等理論。系統(tǒng)采納模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)環(huán)節(jié)在中央控制計(jì)算機(jī)的集中控制下形成整個(gè)系統(tǒng)。全部的履行機(jī)構(gòu)、檢測(cè)儀表等均由計(jì)算機(jī)按設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)操作，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不需人工干涉。四、綠色技術(shù)節(jié)能、環(huán)保因?yàn)殡娢匠}技術(shù)利用了雙電層電容靜電吸附的原理，工藝運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不需增添緩蝕劑、阻垢劑、復(fù)原劑之類的專用藥劑，系統(tǒng)所排放的濃水均來自于原水，所以系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生新污染物。這既節(jié)儉了運(yùn)轉(zhuǎn)成本，又防止了二次污染。此外，與其余技術(shù)對(duì)比，電吸附技術(shù)屬于常壓操作，提高能耗少，其主要的能量耗費(fèi)在使離子發(fā)生遷徙，并經(jīng)過控制電壓使電極表面不發(fā)生極化現(xiàn)象，同時(shí)工作時(shí)所儲(chǔ)藏的電能能夠在重生時(shí)回收一部分，所以，整體能耗較低。五、適應(yīng)性好，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)挿弘娢匠}技術(shù)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求不高，并且能夠依據(jù)電壓調(diào)理來控制除鹽率在60%－90%的范圍內(nèi)變化。所以，拓展了電吸附技術(shù)的合用領(lǐng)域。電吸附能夠被寬泛應(yīng)用于飲用水、廢水、污水辦理等方面，包含冶金、化工、電子、電力、制藥、紡織、造紙等工業(yè)領(lǐng)域。關(guān)于那些污染較重，不需要完整除鹽的場(chǎng)合來說，電吸附不失為一種優(yōu)秀的選擇。電吸附除鹽回用工程的經(jīng)濟(jì)評(píng)論時(shí)間：2011-08-02根源：作者：城市污水回用作為工業(yè)凈水工程的經(jīng)濟(jì)評(píng)論：目前城市污水辦理（二級(jí)辦理）投資大概在900-1400元/m3·d，在此基礎(chǔ)上三級(jí)重生處理約400-600元/m3·d。加上管網(wǎng)配套總計(jì)600-1000元/m3·d。三項(xiàng)相加1900-3000元/m3·d，到“十一五”末期形成40億立方米重生水源的投資大概在300億元左右。為擴(kuò)大城市污水辦理在工業(yè)公司中的應(yīng)用，經(jīng)過進(jìn)一步除鹽提高水質(zhì)，以城市污水辦理（三級(jí)重生辦理）為基礎(chǔ)上，采納電吸附除鹽技術(shù)，只增添2000-2500元/m3·d。到“十一五”末期形成40億立方米代替水源的投資大概在200億元左右。而形成相同規(guī)模的長(zhǎng)距離引水，以大連引英入連為例，則需600億元左右，海水淡化則需1000億元左右，可見采納電吸附除鹽技術(shù)進(jìn)行污(廢)水回用在經(jīng)濟(jì)上擁有顯然優(yōu)勢(shì)。工業(yè)循環(huán)冷卻水的排污水回用作為工業(yè)凈水工程的經(jīng)濟(jì)評(píng)論：采納電吸附除鹽技術(shù)，擁有很大經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檠h(huán)冷卻水的排污水水體污染較輕，經(jīng)過簡(jiǎn)單辦理就能夠進(jìn)入電吸附除鹽系統(tǒng)，電吸附除鹽系統(tǒng)辦理出水就地使用，不需要長(zhǎng)距離輸送，減少管網(wǎng)配套投資，預(yù)辦理花費(fèi)相當(dāng)于城市污水三級(jí)重生辦理約400-600元/m3·d，加上電吸附2000-2500元/m3·d，合計(jì)2400-3100元/m3·d。經(jīng)過二級(jí)污水辦理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的城市廢水或工業(yè)污水，假如作為工業(yè)循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水，需要進(jìn)行脫鹽辦理，脫鹽工藝采納電吸附技術(shù)，因原水水質(zhì)較好，能夠簡(jiǎn)化電吸附的預(yù)辦理，整體投資能夠進(jìn)一步降低。電吸附除鹽回用技術(shù)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)時(shí)間：2011-08-02根源：作者：電吸附污(廢)水回用系統(tǒng)建設(shè)一次性投資花費(fèi)2000元-2500元/噸產(chǎn)水·日（原水為經(jīng)二級(jí)污水辦理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水），噸水運(yùn)轉(zhuǎn)花費(fèi)1-1.5元/噸，單位制水成本約1.5-2元/噸（包含設(shè)施折舊費(fèi)、資料耗費(fèi)資、大修基金等），目前工業(yè)用水綜合水價(jià)4.5~5.5元/噸，不久未來可達(dá)6元/噸，經(jīng)過采納電吸附技術(shù)不單可減少新鮮水的取用量和污水排放量，并且可創(chuàng)建價(jià)值2-4元/噸水。剖析表示，只管電吸附工藝需要必定的早期投資花費(fèi)，但能夠在保證優(yōu)秀除鹽成效的前提下，為客戶帶來長(zhǎng)久的經(jīng)濟(jì)效益，假如按可創(chuàng)建價(jià)值為4元/噸水，可在2-3年內(nèi)回收投資。電吸附技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)景時(shí)間：2011-08-02根源：作者：因?yàn)殡娢匠}技術(shù)擁有對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求不高、運(yùn)轉(zhuǎn)靠譜、能耗低、操作方便、產(chǎn)水率較高、綜合運(yùn)轉(zhuǎn)成本較低等特色，合適進(jìn)一步加大市政、工業(yè)污（廢）水除鹽領(lǐng)域的推行應(yīng)用，特別是在化工、石化、冶金、電力、造紙等高耗水行業(yè)以致核工業(yè)廢水的治理等方面有著很大的應(yīng)用潛力。工業(yè)用水中的用水大項(xiàng)為循環(huán)冷卻水，在石油化工、電力、鋼鐵、冶金等行業(yè)中占公司用水總量的80%-90%。長(zhǎng)久循環(huán)使用的冷卻水因?yàn)楹}量增添，會(huì)產(chǎn)生水垢附著、設(shè)施腐化以及微生物滋長(zhǎng)與粘泥的問題，所以，循環(huán)冷卻水濃縮到必定倍數(shù)一定排出必定的濃水，并增補(bǔ)新鮮水。對(duì)部分濃水進(jìn)行除鹽回用，或?qū)⑽鬯?jīng)深度辦理（除鹽）后用于循環(huán)冷卻水的補(bǔ)給水，能夠使新鮮水用量和排污水量不停減少，關(guān)于提高水的重復(fù)利用率、節(jié)儉水資源、實(shí)現(xiàn)“趨零”排放擁有重要意義。電吸附技術(shù)的發(fā)展趨向時(shí)間：2011-08-02根