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技术总结电吸附法去除地下水中离子的试验研究刘海静1, 张鸿涛1, 孙晓慰2(1.清华大学环境科学与工程系,北京100084; 2.常州爱思特净化设备有限公司,江苏常州213022) 摘 要: 基于双电层理论的电吸附方法是近年来发展起来的一种新型的去除水中离子的方法。
采用新型电吸附设备处理清华大学地下水的试验结果表明,电吸附方法可以有效去除水中的离子,去除效果取决于电压、流量、电极对数等参数。
当电压为1.55V 、流量为40L/h 、采用100对电极时,出水电导率为30～50μS/cm ,硬度可由278.3mg/L (以CaCO 3计)降低到20.3mg/L ,再生时间与运行时间之比为1∶3.6。
关键词: 电吸附; 电导率; 硬度中图分类号:TU991 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2003)11-0036-03 电吸附法因其简单、新颖和环保的特点而受到人们的重视,其中美国Lawrence Livermore 国家实验室在理论和应用方面取得很多研究成果,国内近年来也开始了这方面的研究[1、2]。
1 基本原理电吸附的基本原理如图1所示,通过对含盐水溶液施加静电场,强制其中的离子向带有相反电荷的电极处移动,并被束缚在电极表面形成的双电层中,起到去除离子的效果。
在实际的工艺应用中一般采用碳电极材料,不仅导电性能良好,而且具有很大的比表面积,置于静电场中时碳电极会在其与溶液界面处产生很强的双电层(厚度一般为1～10nm ),能吸引大量的离子并储存一定的能量。
当吸附达到饱和后则除去外加电场并将电极短接,此时吸附的离子被释放到溶液中,解吸后的电极可重新投入使用[1]。
图1 电吸附原理示意图2 试验装置与方法211 试验装置试验装置由水箱、水泵、流量计、电吸附模块、电导率仪及压力计等组成。
电吸附模块的具体构造如图2所示。
图2 模块构造示意图工作模块采用EM K110型电吸附模块,电极尺寸为400mm ×200mm ×2mm (长×宽×厚),采用具有导电性的环氧树脂将电极分别粘在配电底板的两侧,每对配电底板之间构成一对电极,将50对电极组装在一起(板间距约6mm )并用螺栓固定即得到一个电吸附模块,模块尺寸为350mm ×220mm ×460mm (长×宽×高)。
钛电吸附基本原理---中央空调水处理新技术深圳立清环保电吸附水处理设备是采用日本、德国先进技术，自主研发生产的新一代高效除垢、除锈、杀菌，灭菌设备，采用纯物理方法，全面解决了循环水系统的除垢、除锈、除氯、杀菌、灭藻等一系列问题，为客户提供高效、省钱、省心、节电、环保、零排放的解决方案，是目前生态型企业的首选产品。
电吸附抗垢防锈机由控制箱和反应器两系统组成，其核心部件分别是主控板和加电电极。
电吸附设备的主要工作原理是：主控板发出高频，通过电极产生比磁石式电磁线圈高10000倍的低压高频波，使水体产生电气分解，将水的活性氧元素及部分氢元素分开释放活性氧，并把氢元素存在水中，在电解过程中，水的氧化还原地位不断降低，改善水质情况。
1 防垢、除垢原理根据电子高频振荡原理，由主机控制器产生的高频电信号，通过反应器作用于水中，把电能转化为水分子体系的内能，使水分子的物理特性发生变化即水由原来靠氢键结合稳定大分子聚合体裂变成活性很高的单个分子和具有很强极性的偶板子使得水中溶有的碳酸盐、硫酸盐(Ca2+、Mg2+、SO42-、HCO32- )等盐类的金属离子、酸根离子分别被高活性的偶极子所包围，因而减少了金属离子和酸根离子的相遇机会与结合能力，并且它们在电场力的作用下，其运动方向和状态要发生改变，从而达到有效的防垢效果。
水作为弱极性分子，其外围电子受外加电场力的作用而被激励，使电子由原来的低能轨道跃入高能轨道，电位降低，因此水分子和器壁间的电位差减小，甚至消失，这便增强了水的渗透能力和洗涤作用，使经过处理后的水对成垢物质有一定的破坏能力，使器壁上的老垢在水的作用力下逐渐龟裂脱落，从而达到有效的除垢效果。
而由于高频电流的作用下，在水中结晶析出的水垢成分的晶体颗粒被打破了原有的排列顺序，不再有规律的针状排列在设备或管道的器壁上，而是以颗粒状和絮状漂浮在水中。
而这些颗粒和絮状物在反应器（电极）里的特殊触媒的作用下，被吸附到反应器的外网，通过取出反应器进行清理，无需把管道中的水排掉，既达到除垢、防垢的作用，又节省水资源。
电吸附技术简介电吸附除盐技术(Electrosorb Technology)，又称电容性除盐技术(CapacitiveDeionization/Desalination Technology)，是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。
其基本原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中离子的去除、有机物的分解等目的。
由于该技术采用了全新的水处理概念，在处理效率、适应性、能耗、运行维护以及环境友好等方面有着独特的优势，具有良好的应用和发展前景，是一项21世纪重要的水处理技术。
1.电吸附技术原理电吸附原理见图1，原水从一端进入由两电极板相隔而成的空间，从另一端流出。
原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电粒子分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。
随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，最终实现与水的分离，使水中的溶解盐类、胶体颗粒及其带电物质滞留在电极表面，获得净化/淡化的出水。
图1 电吸附原理图在电吸附过程中，电量的储存/释放是通过离子的吸脱附而不是化学反应来实现的，故而能快速充放电，而且由于在充放电时仅产生离子的吸脱附，电极结构不会发生变化，所以其充放电次数在原理上没有限制。
当电极表面电位达到一定值时，双电层离子浓度可达溶液体相浓度的成百上千倍，离子在直流电场的作用下被储存在电极表面的双电层中，直至电极达到饱和，此时，将直流电源去掉，并将正负电极短接，由于直流电场的消失，储存在双电层中的离子又重新回到通道中，随水流排出，电极也由此得到再生。
2.电吸附模块电吸附装置的核心是电吸附模块。
电吸附模块通常由电极、集电极、隔离体、固定端板、紧固件及电引线和配套管路管件等组成。
多对电极、集电极和隔离体通过固定端板、紧固件固定组成电吸附处理单元，又称电吸附模块。
图2所示常见的几种模块结构形式图2 各类电吸附模块3.电吸附系统的组成及工作过程电吸附系统由电吸附模块、水池、水泵、前置过滤器、后置过滤器、管阀系统、电源系统、检测仪表及电气控制系统等组成，如图3所示。
电吸附技术——除盐和再生水技术新秀人口膨胀和工业发展，使得我国面临着淡水资源严重短缺的局面。
缺水最严重的为东部沿海地区、西部苦咸水地区和内陆大中型城市。
预计2030年我国人口达到高峰时，淡水资源紧缺的形势将更加严峻。
因此，研究开发利用非传统水资源（海水、苦咸水、中水）实用技术，适度开发苦咸水已是当务之急。
苦咸水，是指碱度大于硬度的水，包含高浓度盐碱成分，随着地区不同，苦咸水还具有高氟、高砷、高铁锰、低碘、低硒等特征。
这种水口感极差，如果需饮用，就必须对不同含盐量的苦咸水进行脱盐淡化处理。
此外，一些工业废水和海水中，也具有高盐度的性质，开发产水率高、能耗较低、操作简单的环保型除盐技术势在必行。
电吸附技术具备以上优点且有良好的除盐性能，并且可以应用在饮用水净化、海水、苦咸水淡化、工业废水处理等多个领域。
电吸附：阴阳离子盐水内，拆散一对是一对电吸附技术(Electrosorb Technology，EST)，又称电容性除盐技术，是20世纪90年代末兴起的一项新型水处理技术，它是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中离子的分离，进而去除的目的。
水处理中，水中的盐大多是以阴阳离子（或称正负离子）的形式存在。
所谓“电化学中的双电层理论”，就相当于在水中安装一个平板电容，通过施加外加电压形成静电场，两个电极板分别带正负电荷，强制离子向带有相反电荷的电极板上移动，阴离子向正极板移动并聚集，阳离子向负极板移动并聚集，这样使水体本身盐度降低，实现了除盐的效果。
电吸附的电极板，拆散水中离子对，目的是让人类获得更纯净的水。
小编给电极板点个赞：电场除盐水更净，你的良心不会痛。
电吸附工作原理原水从一端进入由两电极板相隔而成的空间，从另一端流出。
原水在阴、阳极之间流动时受电场的作用，水中离子分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。
随着电极吸附离子的增多，离子在电极表面富集浓缩，最终实现盐分与水的分离，获得淡化的水。
第3期2021年3月中国氯碱China Chlor-AlkaliNo.3M ar.,202129电渗析实验分离废水中氯离子的研究徐向平(陕西北元化工集团股份有限公司，榆林锦界719319)摘要：通过电渗析实验装置研究了废水中氣离子的分离去除，经一级一段电渗析分离后，废水中氣 离子去除率最高达39.25%,浓水侧NP0C保持在2.00X10"6以下，满足废水回用要求，并探讨了技术 经济可行性及分离实验的影响因素。
关键词：氯离子；不可挥发有机物；电渗析；恒电压中图分类号：TQ077 文献标识码：B文章编号：1009-1785(2021)03-0029-02Study on the separation of chloride fromwastewater by electrodialysisXU Xiang-ping(Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co.,Ltd,Jinjie 719319,China)Abstract ：This paper studies the separation of chlorine ion content of by electrodialysis experimental device.After the first stage and first stage electrodialysis separation,the removal rate of chlorine ion in wastewater is as high as 39.25%, and the npoc of concentrated water side is kept below 2X10-6,which meets the requirements of wastewater reuse.It also discusses the technical and economic feasibility and the influencing factors of separation experiment.Key words：chlorine ion;NPOC;electrodialysis;constant voltage氯碱企业废水中含有大量氯离子和有机物，若 要回用废水中的氯离子去电解系统，其中的有机物 会影响电解系统，若要回用废水去乙炔发生系统，其 中的氯离子又会影响后续系统。
