電吸附除鹽技術

電吸附除鹽技術電吸附除鹽技術（ElectrosorbTechnology），簡稱（EST），又稱電容性除鹽技術，20世紀90年月末開始流行的一項新式水辦理技術。該技術利用通電電極表面帶電的特點對水中離子進行靜電吸附，進而實現(xiàn)水質的凈化目的。電吸附技術原理時間：2011-08-02根源：作者：水辦理中的鹽類大多是以離子（帶正電或負電）的狀態(tài)存在。電吸附除鹽技術的基本思想就是經(jīng)過施加外加電壓形成靜電場，逼迫離子向帶有相反電荷的電極處搬動，使離子在雙電層內(nèi)富集，大大降低溶液本體濃度，進而實現(xiàn)對水溶液的除鹽。電吸附原理見圖，原水從一端進入由兩電極板相隔而成的空間，從另一端流出。原水在陰、陽極之間流動時碰到電場的作用，水中離子分別向帶相反電荷的電極遷移，被該電極吸附并積蓄在雙電層內(nèi)。隨著電極吸附離子的增添，離子在電極表面富集濃縮，最后實現(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，電量的積蓄/釋放是經(jīng)過離子的吸/脫附而不是化學反響來實現(xiàn)的，故而能迅速充放電，而且由于在充放電時僅產(chǎn)生離子的吸/脫附，電極構造不會發(fā)生變化，所以其充放電次數(shù)在原理上沒有限制。當含有必然量鹽類的原水經(jīng)過由高功能電極資料組成的電吸附模塊時，離子在直流電場的作用下被積蓄在電極表面的雙電層中，直至電極達到飽和。此時，將直流電源去掉，并將正負電極短接，由于直流電場的消失，積蓄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。重生過程表示圖由于電吸附過程主要利用電場力的作用將陰、陽離子分別吸附到不同樣的電極表面形成雙電層，這會使同一極面上的難溶鹽離子濃度積相對低得多，可有效防備難溶鹽結垢現(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晶在極板上的生長。電吸附能夠在濃水難溶鹽過飽和狀態(tài)下運行。其他，在電吸附模塊中，由于電吸附過程中陰、陽離子吸附不平衡致使產(chǎn)生氫離子含量很多的出水，經(jīng)過倒極的方式，略偏酸性的出水同樣會使有微量結垢現(xiàn)象的垢體溶解掉。電吸附模塊辦理收效的利害主要取決于電極的吸附性能。電吸附技術特點時間：2011-08-02根源：作者：科技創(chuàng)新點一、原理創(chuàng)新：電吸附除鹽技術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現(xiàn)水的凈化/淡化。獨到的除鹽原理是將水中溶質從溶液中提取出來，而不是將水中溶劑從溶液中提取出來。二、工藝創(chuàng)新：電吸附模塊的電極采用惰性資料加工而成，擁有化學性能牢固、使用壽命長（10年以上）的優(yōu)點。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、預辦理簡單、不需要增添專用藥劑、通量牢固、不用頻頻沖刷、運行成本低、節(jié)能環(huán)保的特點。三、應用創(chuàng)新：該項目打破了污(廢)水重生回用技術的瓶頸。為污(廢)水重生回用領域的發(fā)展供應了一項抗污染性強、經(jīng)濟環(huán)保、應用范圍廣的除鹽技術。電吸附裝置的技術特點一、節(jié)能節(jié)水，環(huán)境友好，運行成本低第一，電吸附技術能耗低。電吸附技術進行水的除鹽辦理時，其主要的能量耗資在使離子發(fā)生遷移，而在電極上并沒有顯然的化學反響發(fā)生。與蒸餾法、反浸透法等除鹽技術相比，電吸附技術是有差異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，無需高溫或高壓，因此所耗的能量相對較低。其他，由于電極加電后即為充電電容器，所施加的電能被積蓄在雙電層電容上，如有必要，就能夠將所儲藏的能量在電深重生時回收一部分，立刻吸附飽和的模塊上積蓄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，電吸附技術得水率高，用于重生的沖刷水可重復使用，一般情況下得水率能夠達到75%以上；如采用適合的工藝組合，甚至可達90%以上。同時電吸附仍是一項環(huán)境友好型技術。電深重生時只要將積蓄的電能釋放掉，不需任何化學藥劑進行重生。與離子互換技術對照，減少了在濃酸、濃堿的運輸、儲藏和操作上的麻煩，而且不向外界排放酸堿中和液；與反浸透對照，無需加入復原劑、分別劑、阻垢劑等化學藥劑，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，進而防備了二次污染問題。其他，抗污染性能較強，并表現(xiàn)出必然的去除COD的能力。二、設施可靠，運行牢固由于電吸附技術不采用膜類元件，只采用特其他惰性資料為電極，因此對原水預辦理的要求不高，即便在預辦理上出一些問題也不易對系統(tǒng)造成不能修復的破壞。電吸附除鹽裝置采用通道式構造（通道寬度為毫米級），因此不易擁擠，對顆粒狀污染物要求較低；電吸附技術是利用電場作用將陰、陽離子分別去除，因此，陰、陽離子所處場所不同樣，不會互相聯(lián)合產(chǎn)生垢體；少量油類、鐵、錳、余氯、有機物、pH值等對系統(tǒng)幾乎沒有什么影響，對各樣水質的原水擁有優(yōu)秀的適應性；在停機時期也無需對核心零件作特別保養(yǎng)；系統(tǒng)采用計算機控制，自動化程度高；由于采用碳類電極資料，從理論上講電吸附模塊能夠長久服役。三、適應性強，操作及保護簡單系統(tǒng)對原水預辦理的指標要求不高，鐵、錳、氯等離子、pH值和有機物等對系統(tǒng)幾乎沒有什么影響，因此除鹽技術適應性強。在停機時期也無需對核心零件作特別養(yǎng)，保護方便。即便在預辦理上出一些問題也能夠進行辦理恢復，不易對系統(tǒng)造成不能修復的破壞。系統(tǒng)采用計算機控制，自動化程度高，操作程序簡單簡單掌握。由于其寬泛的適應性和優(yōu)秀的合用性，電吸附技術能夠應用在工業(yè)廢水回用辦理、工業(yè)除鹽水辦理、苦咸水淡化等領域?？嘞趟率购Ｋ瘜⑹荅ST技術的下一個更為誘人的應用領域。電吸附技術國內(nèi)研究大體時間：2011-08-02根源：作者：電吸附技術在國內(nèi)的研究起步比較晚，這方面的文件其實不常有，國內(nèi)陳福明、尹廣軍等1999報道了用多孔大面積電極去除水中離子的方法，并對電吸附進行了一系列的理論和實驗研究。楊慧云對NaCl溶液進行電容性除鹽，結果分析表示，當溶液種類和濃度必然時，電極的吸附容量隨外加電壓的增添而增大，當溶液種類和外加電壓確定后，吸附容量隨著濃度的增添而增大，并達到一個極限值吸附。莫劍雄也試一試利用雙電層電容的原理進行電吸附裝置的研究。上述研究過程仍處于實驗室研究階段。電吸附技術外國研究大體時間：2011-08-02根源：作者：?電吸附的研究始于20世紀60年月，俄克拉荷馬大學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等的研究則包括考證過程的理論基礎、參數(shù)研究和對多種候選電極資料的談論。外國的研究工作也主要以炭電極的發(fā)展作為主線，但主要停留在小流量循環(huán)辦理的實驗階段。外國在電吸附應用方面獲取研究成就最多的是美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室，他們從從上個世紀90年月，采用內(nèi)部孔隙好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驗裝置。誠然擁有必然的除鹽收效，但資料制作工藝復雜，制作成本很高。阻擋了這一技術的推行。污水回用應用現(xiàn)狀及主要問題時間：2011-08-02根源：作者：污(廢)水回用應用現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的膨脹，工業(yè)及生活所需的淡水資源日益困窮，水資源凈化已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)寬泛關注的問題。解決水資源困窮的方法有好多，其中污(廢)水回用及開發(fā)中水資源，即提升水的重復利用率是目前好多國家解決水資源短缺的有效路子。水辦理技術的不斷成熟，特別是近來幾年來高級氧化、膜分別等高級辦理技術的發(fā)展給城市、工業(yè)污水的達標排放辦理供應了新的技術手段。但是，誠然水中的好多污染物能夠經(jīng)過傳統(tǒng)的混凝、積淀、過濾、吸附等方法去除，但關于水質要求較高的回用途合，如關于溶解在水中的鹽的去除則需要采用適合的除鹽手段來實現(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)界已適用超濾/微濾與反浸透（雙膜法）進行污（廢）水除鹽辦理的實踐，經(jīng)過采用超濾、微濾來降低污（廢）水對反浸透膜的污染，獲取了必然的經(jīng)驗。但是，由于雙膜法用于污（廢）水回用時工藝復雜，運行成本高、得水率較低，膜組件的使用壽命與常例水辦理時對照要短得多，同時需要采用大量復原劑和阻垢劑，使?jié)馑呐欧烹y以達到環(huán)保要求。因此，在污（廢）水回用領域，存在著技術經(jīng)濟上不盡合理的問題。20世紀60年月電吸附除鹽技術面世到今天，電吸附在好多領域獲取了初步的應用，如將電吸附作為除鹽手段應用于管道直飲水、礦泉水、苦咸水淡化等不同樣的場所。近來幾年來，隨著對電吸附除鹽技術的性質與功能的研究的進一步深入，電吸附除鹽技術在污（廢）水回用辦理領域的應用正漸漸張開。主要問題污（廢）水除鹽技術市場發(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）水要復雜得多，傳統(tǒng)污水除鹽技術在該領域應用時，易受水中有機物、油類等物質的影響而造成污堵，造成設施在產(chǎn)水量、得水率及使用壽命不能夠知足設計要求。同時對預辦理的要求很高，又需要投放大量藥劑，不只增添工程的整體投資，也使運行成本居高不下。因此，搜尋一種對原水耐受性好，既能以較低的運行成本對污（廢）水進行除鹽又對環(huán)境友好的除鹽技術成為業(yè)界的一個重要課題。電吸附技術優(yōu)勢時間：2011-08-02根源：作者：一、采用高效功能資料EST模塊采用了高效功能資料作為電極，該電極資料不單除鹽收效好，而且擁有化學性質高度牢固、耐酸、耐堿、耐腐化、抗氧化等特點，這使得電吸附除鹽裝置擁有對來水水質拘束小、抗污染、設施可靠、運行牢固等優(yōu)點。這種高效功能資料屬于惰性的多孔無機物質，比表面大，且在電吸附運行中還有必然量的初生活性氧化基團產(chǎn)生，對原水中的有機物擁有必然的去除收效，擴大原水水質拘束范圍。經(jīng)過適合的預辦理，原水就能夠進入EST模塊，即便在預辦理上出一些問題，如碰到包括少量油污在內(nèi)的有機物污染，也不會使電吸附資料碰到大的危害，還可以保證相對較高的除鹽率。因此，在這種情況下，能夠在半年甚至一年的長久運行后，利用酸洗或堿洗的方式對電極資料進行沖刷恢復。停機時期，無需對核心零件作特別保養(yǎng)，保護方便。二、微通道設計電吸附除鹽裝置采用微通道式設計（通道寬度為毫米級），水流是在宏觀通道中運動的，因此少量懸浮物和有機物不會污堵設施。對前辦理要求相對較低，而且能夠大大提升得水率，一般情況下可達75%以上，如有特別需要，部分濃水經(jīng)回收再辦理工藝，可使系統(tǒng)得水率達到85%以上。三、設施集成度高，推行智能化控制電吸附除鹽技術的開發(fā)依照于水力學、電化學、機械學、電子控制學等理論。系統(tǒng)采用模塊化設計，各個環(huán)節(jié)在中央控制計算機的集中控制下形成整個系統(tǒng)。所有的履行機構、檢測儀表等均由計算機按設定程序實現(xiàn)操作，正常運行時不需人工干涉。四、綠色技術節(jié)能、環(huán)保由于電吸附除鹽技術利用了雙電層電容靜電吸附的原理，工藝運行過程中不需增添緩蝕劑、阻垢劑、復原劑之類的專用藥劑，系統(tǒng)所排放的濃水均來自于原水，因此系統(tǒng)不會產(chǎn)生新污染物。這既節(jié)儉了運行成本，又防備了二次污染。其他，與其他技術對照，電吸附技術屬于常壓操作，提升能耗少，其主要的能量耗資在使離子發(fā)生遷移，并經(jīng)過控制電壓使電極表面不發(fā)生極化現(xiàn)象，同時工作時所積蓄的電能能夠在重生時回收一部分，因此，整體能耗較低。五、適應性好，應用領域寬泛電吸附除鹽技術對進水水質要求不高，而且能夠依照電壓調治來控制除鹽率在60%－90%的范圍內(nèi)變化。因此，拓展了電吸附技術的合用領域。電吸附能夠被寬泛應用于飲用水、廢水、污水辦理等方面，包括冶金、化工、電子、電力、制藥、紡織、造紙等工業(yè)領域。關于那些污染較重，不需要完好除鹽的場合來說，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)濟談論時間：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)濟談論：目前城市污水辦理（二級辦理）投資大概在900-1400元/m3·d，在此基礎上三級重生處理約400-600元/m3·d。加上管網(wǎng)配套總計600-1000元/m3·d。三項相加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。為擴大城市污水辦理在工業(yè)公司中的應用，經(jīng)過進一步除鹽提升水質，以城市污水辦理（三級重生辦理）為基礎上，采用電吸附除鹽技術，只增添2000-2500元/m3·d。到“十一五”末期形成40億立方米取代水源的投資大概在200億元左右。而形成同樣規(guī)模的長距離引水，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，可見采用電吸附除鹽技術進行污(廢)水回用在經(jīng)濟上擁有顯然優(yōu)勢。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)濟談論：采用電吸附除鹽技術，擁有很大經(jīng)濟優(yōu)勢，由于循環(huán)冷卻水的排污水水體污染較輕，經(jīng)過簡單辦理就能夠進入電吸附除鹽系統(tǒng)，電吸附除鹽系統(tǒng)辦理出水就地使用，不需要長距離輸送，減少管網(wǎng)配套投資，預辦理花銷相當于城市污水三級重生辦理約400-600元/m3·d，加上電吸附2000-2500元/m3·d，合計2400-3100元/m3·d。經(jīng)過二級污水辦理后達到排放標準的城市廢水或工業(yè)污水，若是作為工業(yè)循環(huán)冷卻水的補水，需要進行脫鹽辦理，脫鹽工藝采用電吸附技術，因原水水質較好，能夠簡化電吸附的預辦理，整體投資能夠進一步降低。電吸附除鹽回用技術的經(jīng)濟優(yōu)勢時間：2011-08-02根源：作者：電吸附污(廢)水回用系統(tǒng)建設一次性投資花銷2000元-2500元/噸產(chǎn)水·日（原水為經(jīng)二級污水辦理達到排放標準的廢水），噸水運行花銷1-1.5元/噸，單位制水成本約1.5-2元/噸（包括設施折舊費、資料耗資費、大修基金等），目前工業(yè)用水綜合水價4.5~5.5/噸，不久將來可達6元/噸，經(jīng)過采用電吸附技術不只可減少新鮮水的取用量和污水排放量，而且可創(chuàng)辦價值2-4元/噸水。分析表示，只管電吸附工藝需要必然的初期投資花銷，但能夠在保證優(yōu)秀除鹽收效的前提下，為客戶帶來長久的經(jīng)濟效益，若是按可創(chuàng)辦價值為4元/噸水，可在2-3年內(nèi)回收投資。電吸附技術的應用遠景時間：2011-08-02根源：作者：由于電吸附除鹽技術擁有對進水水質要求不高、運行可靠、能耗低、操作方便、產(chǎn)水率較高、綜合運行成本較低等特點，適合進一步加大市政、工業(yè)污（廢）水除鹽領域的推行應用，特別是在化工、石化、冶金、電力、造紙等高耗水行業(yè)致使核工業(yè)廢水的治理等方面有著很大的應用潛力。工業(yè)用水中的用水大項為循環(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%。長久循環(huán)使用的冷卻水由于含鹽量增添，會產(chǎn)生水垢附著、設施腐化以及微生物滋生與粘泥的問題，因此，循環(huán)冷卻水濃縮到必然倍數(shù)必定排出必然的濃水，并補充新鮮水。對部分濃水進行除鹽回用，或將污水經(jīng)深度辦理（除鹽）后用于循環(huán)冷卻水的補給水，能夠使新鮮水用量和排污水量不斷減少，關于提升水的重復利用率、節(jié)儉水資源、實現(xiàn)“趨零”排放擁有重要意義。電吸附技術的發(fā)展趨勢時間：2011-08-02根