膜强化传质技术替代电脱盐

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一种用于脱盐系统的膜一电吸附装置（CN 103693718A）佚名
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2014(0)5
【摘要】本发明涉及一种用于脱盐系统的膜一电吸附装置，属于水处理除盐技术领域。

本装置的核心部件为膜一电吸附单元，膜一电吸附单元中作为负极的中孔炭电极表面覆盖阳离子交换膜，正极的中孔炭电极表面覆盖阴离子交换膜，离子交换膜之间设置一层框形绝缘隔离网。

【总页数】1页(P153-153)
【关键词】阳离子交换膜;吸附装置;脱盐系统;种用;阴离子交换膜;吸附单元;表面覆盖;除盐技术
【正文语种】中文
【中图分类】TQ425.236
【相关文献】
1.改性粘胶基活性碳纤维电极用于NaCl溶液电吸附脱盐的研究 [J], 徐明;吕荣湖
2.掺杂炭黑质子交换膜的电吸附脱盐性能研究 [J], 潘玥皓;孟庆函;李培金;曹兵
3.重交沥青装置电脱盐系统改造提高原油脱盐效率确保设备防腐效果 [J], 李建国
4.一种新型无粘结剂电极的制备及电吸附脱盐性能研究 [J], 董世知;王恩杰;马壮
5.液流式电吸附脱盐装置的炭电极的制造方法 [J],
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太阳能驱动膜电容去离子技术在苦咸水脱盐中应用新南威尔士大学土木与环境工程学院水研究中心更多信息请联系T. David Waite 卓越教授新南威尔士大学（宜兴）环境技术转移中心执行董事兼CEO电话: +61 (0) 2 9385 5060电邮: d.waite@.au技术核心竞争优势•用于苦咸水脱盐时，电能利用率高（库伦效率> 85%）、脱盐组件操作电压低（~1.2 V）；•通过光伏发电，可实现无能耗、极低的运行费用；•该技术管理简便，尤其适用于偏远地区推广。

近期项目•使用太阳能驱动的膜电容去离子技术用于浇灌以及饮用淡水生产；•饮用水原水中氟、硝酸盐及荷电微污染物去除；•太阳能驱动的膜电容去离子技术中能量回收与再利用；•长期运行过程中，碳电极与膜性能演变及其对脱盐性能影响。

成功实施案例•构建世界第一台太阳能驱动的膜电容去离子装置，并用于灌溉用水处理（印度塔塔合作项目）；•地下苦咸水净化领域、基于太阳能系统的电极电容去离子技术中试线（中国江苏省环保装备产业重点研发项目）资源及设施•新南威尔士大学水研究中心拥有广泛的研究资源，为了保障高质量的研发工作开展，我们中心拥有包括激光切割机、数控车床、恒电位仪电化学工作站和中断流分析仪等众多仪器设备。

专家团队•T. David Waite 卓越教授适用于地下苦咸水脱盐的电容去离子化技术Image Caption Example技术简介电容去离子技术当对电容去离子反应器的两极充电时，阳离子迁移至阴极，阴离子迁移至阳极，从而达到离子在多孔碳电极中固定而达到去除的目的。

在放电过程中，电极可以通过极性反转而得到再生，固定于电极的离子将被推出电极，回归到浓水中去。

太阳能驱动的膜电容去离子系统与COMSOL的系统模拟。

电吸附除盐技术电吸附除盐技术电吸附除盐技术（Electrosorb Technology），简称（EST），又称电容性除盐技术，是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。

该技术利用通电电极表面带电的特性对水中离子进行静电吸附，从而实现水质的净化目的。

电吸附技术原理时间：2011-08-02 来源：作者：水处理中的盐类大多是以离子（带正电或负电）的状态存在。

电吸附除盐技术的基本思想就是通过施加外加电压形成静电场，强制离子向带有相反电荷的电极处移动，使离子在双电层内富集，大大降低溶液本体浓度，从而实现对水溶液的除盐。

电吸附原理见图，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，最终实现与水的分离，获得净化/淡化的产品水。

工作过程示意图在电吸附过程中，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。

当含有一定量盐类的原水经过由高功能电极材料组成的电吸附模块时，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。

再生过程示意图由于电吸附过程主要利用电场力的作用将阴、阳离子分别吸附到不同的电极表面形成双电层，这会使同一极面上的难溶盐离子浓度积相对低得多，可有效防止难溶盐结垢现象的发生。

其次，电吸附极板间水径流与极板呈切线方向，不利于水中析出难溶盐结晶在极板上的生长。

电吸附可以在浓水难溶盐过饱和状态下运行。

另外，在电吸附模块中，由于电吸附过程中阴、阳离子吸附不平衡导致产生氢离子含量较多的出水，通过倒极的方式，略偏酸性的出水同样会使有微量结垢现象的垢体溶解掉。

科技成果——膜蒸馏脱盐技术成果简介本技术方案利用错流过程提高了膜蒸馏的膜通量，利用多级/效蒸发过程实现了热量的高效循环利用，通过改善膜结构和预处理防止膜污染，通过过程控制实现高淡水产出比和排出液高浓缩比，通过技术集成形成完整的MD脱盐工艺和设备系统。

该技术获得天津市科技支撑计划重点项目“节能减排膜蒸馏海水淡化研究与应用示范”（12ZCZDSF02200）和国家科技支撑计划“膜蒸馏海水淡化技术研究”（2006BAB03A06）等资助。

目前，已建起了初具规模的膜蒸馏疏水膜生产线、膜组件制造生产线、膜蒸馏成套设备生产车间以及较完善的测试系统。

膜蒸馏的应用规模达到了百吨级水平、造水比≥5、浓水含盐量≥20%。

膜蒸馏（MD）是一种将膜技术与蒸发技术相结合的新型脱盐技术。

在MD过程中既有常规蒸馏的蒸汽传质与冷凝过程，又有分离物质扩散透过膜的膜分离过程，膜蒸馏是一种结合了蒸馏过程的膜过程。

MD技术特征包括：（1）非挥发性物脱除率高；（2）盐浓度对MD效率影响相对较低，浓缩比高；（3）良好的抗污染性能，物料水预处理要求相对低，MD水质适应性较强；（4）MD水处理过程在接近常压及较低温度（60到≤100℃）下进行；（5）膜、膜组件及主要设备由高分子材料制备，因而能够处理具有腐蚀性的酸碱盐等工业废水；（6）蒸发效率高、能够利用低温热源，如：太阳能、地热、工业废热、排空天然气、热电厂/锅炉乏汽等；（7）MD采用组件化设计，设备体积小、集成化程度高、易于维护和操作；（8）MD能同其它脱盐技术（RO、MED等）联用以提高整个系统的效率；在有低温热源可利用的情况下，极具成本优势。

膜蒸馏脱盐技术是目前国际国内研究的热点，在高浓盐水体系的脱盐方面具有独特优势。

迄今膜蒸馏技术还没有大规模产业化应用。

在国际上，世界主要发达国家和跨国公司加大了在膜蒸馏方面的研发力度和投入（比如美国、德国、韩国等国家，GE、凯发等公司曾经和正在同天津大学等合作），试图抢占深度脱盐领域的技术与市场先机。

膜技术在青海盐湖集团综合利用项目二期工程空分装置中的应用【摘要】把膜分离技术用于空气分离是近年来发展很快的一种新型技术。

在化工生产中有着广泛的应用。

青海盐湖集团化工公司二期空分项目部以提高空分产品的经济效益为目的,采用膜分离技术提高氧、氮气及液氩产品的纯度,增强该项目产品的回收率。

【关键词】膜技术;气体分离;纯度;经济效益(英文保留)Application of Membrane Technology on Air Separation Installment in Qinghai Salt Lake Group Comprehensive the Second Utilization ProjectZHAO Biao LI Qiang CUI Yong Gang ZHANG Bo(Qinghai salt lake group chemical industry company,816000)【Abstract】The membrane separation one of a novel technologied, which is used in chemical engineering widely in recent years, including in the field of air separation. To enhance the economic benefits for air products, the membrane separation technology was used in Qinghai saline group phase project chemical company, and product purity of oxygen, nitrogen and argon liquid were improved, the recovery of the product was increased at the same time.【Key words】Membrane technology; Gas Separation; Purity; Economic efficiency1 前言从七十年代开始,膜分离技术开始在工业技术中应用,三十多年来发展迅速,已广泛应用于石油化工、生物医药、食品工业、环境保护和海水淡化领域。

谈电厂化学水处理中膜技术的应用摘要：在电厂的热力发电系统中，水品质的好坏将会直接影响到电厂发电设备运行是否安全经济。

如果是没有净化处理过的水，其中含有较多的杂质，则在这些杂质进入到水汽循环系统中就会造成热力设备出现腐蚀、结垢、积盐等，在影响电力设备安全运行的同时，还大大降低了运行的经济性，无形中增大了检修的工作量以及相应的运行成本。

在我国许多电厂，反渗透(ro)技术已获得了较为广泛的应用，而另一方面电除盐( edi)技术作为一种新型的膜分离技术，其与反渗透技术同属于膜技术，但二者的工作机理却不尽相同。

本文简要介绍了膜分离技术，着重探讨了其中的反渗透+电除盐的应用，以期能够为解决传统离子交换中处理工艺酸碱废液问题提出一些建设性的意见。

关键词：电厂；化学水处理；膜技术中图分类号：tk223.5 文献标识码：a 文章编号：在电厂的热力发电系统中，水品质的好坏将会直接影响到电厂发电设备运行是否安全经济。

如果是没有净化处理过的水，其中含有较多的杂质，则在这些杂质进入到水汽循环系统中就会造成热力设备出现腐蚀、结垢、积盐等，在影响电力设备安全运行的同时，还大大降低了运行的经济性，无形中增大了检修的工作量以及相应的运行成本。

为此，能够选择一个较为合适的化学水处理工艺就在此显得至关重要，既可以保证在热力系统中所需要的各类水质指标，又能够顺应其高效低耗环保的运行要求。

在电力系统中，水处理工艺相对较多，通常是先采用机械过滤的方法将水中悬浮物及各种胶体类的杂质去除，然后再采用软化的方式去除水的硬度，比如采用混床、阳床、电渗析、阴床、反渗透等去除水中离子，同时，在这些工艺方法中，我们均使用了离子交换树脂，为此就会存在用酸碱再生离子交换树脂让它性能再恢复。

为此，在整个的生产过程中，既会排放出酸碱化学污染废液，又无法进行连续的生产，劳动强度高，操作和维护复杂，设备占地面积大，制水成本高。

同时，水的品质会严重依赖树脂再生操作者的技术熟练性，而另外一个关键点是排放酸碱废液与时下越来越高的环保要求不符。

科技成果——电化学-双膜法脱盐净水技术与装备
技术简介
该成果以电化学反应器作为前处理单位，电氧化及电絮凝去除水中悬浮颗粒物、有机物等，杀灭微生物并抑制其在膜表面生长繁殖，实现无药剂控制超滤和反渗透膜污染，形成低维护的电化学-双膜法脱盐净水技术和装备。

利用电化学在线生成絮凝和消毒活性物种，无需外加药剂前处理控制膜污染，出水水质符合《生活饮用水卫生标准（GB5749-2022）》。

适用于农村分散型苦咸水、海水淡化供水工程。

技术特点
1、无药剂运行
电化学单元替代了传统脱盐预处理过程的加药絮凝和氧化消毒单元，降低了脱盐工艺药耗与能耗，减少二次污染；
2、低维护管理
无需加药，避免了药剂运输、储存配制和投加，设备自动化程度高，极大降低了人工运维工作量，适用于分散型小型海淡/苦咸水淡化工程；
3、投资成本低
装备模块化安装，集成化程度高，占地规模小、建造周期短、投资成本低。

知识产权情况
实用新型专利5项
获奖情况
中国专利优秀奖1项，环境保护技术奖一等奖1项
应用情况
从2017年至今，该成果山东省济南市某地低放射性水处理工程（100立方米/天）、内蒙古巴彦淖尔市某村地下苦咸水脱盐工程（100立方米/天）中应用，利用电化学在线生成絮凝和消毒活性物种，无需外加药剂前处理控制膜污染，形成无药剂、低能耗、模块化的低维护脱盐装备。

常减压装置常减压装置是常压蒸馏和减压蒸馏两个装置的总称，因为两个装置通常在一起，故称为常减压装置。

主要包括三个工序：原油的脱盐、脱水；常压蒸馏；减压蒸馏。

从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氧化物)带水（溶于油或呈乳化状态），可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。

基本原理：电脱盐基本原理：为了脱掉原油中的盐份，要注入一定数量的新鲜水，使原油中的盐充分溶解于水中，形成石油与水的乳化液。

在强弱电场与破乳剂的作用下，破坏了乳化液的保护膜，使水滴由小变大，不断聚合形成较大的水滴，借助于重力与电场的作用沉降下来与油分离，因为盐溶于水，所以脱水的过程也就是脱盐的过程。

常压蒸馏和减压蒸馏都属物理过程，经脱盐、脱水的混合原料油加热后在蒸馏塔里，根据其沸点的不同，从塔顶到塔底分成沸点不同的油品，即为馏分，这些馏分油有的经调和、加添加剂后以产品形式出厂，绝大多是作为二次加工装置的原料，因此，常减压蒸馏又称为原油的一次加工。

主要设备：1、电脱盐罐其主要部件为原油分配器与电级板。

原油分配器的作用是使从底部进入的原油通过分配器后能够均匀地垂直向上流动，目的一般采用低速槽型分配器。

电极板一般有水平和垂直两种形式。

交流电脱盐罐常采用水平电极板，交直流脱盐罐则采用垂直电极板。

水平电极板往往为两至三层。

2、防爆高阻抗变压器变压器是电脱盐设备的关键设备。

3、混合设施。

油、水、破乳剂进脱盐罐前应充分混合，使水和破乳剂在原油中尽量分散到合适的浓度。

一般来说，分散细，脱盐率高；但分散过细时可形成稳定乳化液反而使脱盐率下降。

脱盐设备多用静态混合器与可调差压的混合阀串联来达到上述目的。

工艺流程：炼油厂多采用二级脱盐工艺，图：1-1 所在地址常压蒸馏原理：精馏又称分馏，它是在精馏塔内同时进行的液体多次部分汽化和汽体多次部分冷凝的过程。

原油之所以能够利用分馏的方法进行分离，其根本原因在于原油内部的各组分的沸点不同。

炼化废水深度处理回用技术与运行实践沈洪源;李忠才【摘要】针对炼化废水回用中存在的膜污染和膜浓水处理瓶颈问题，以及近年来因原油劣质化造成的废水高盐和波动大的不利影响，开发了双膜废水回用和膜浓端水高效催化氧化组合技术，并进行工程应用实践，最终实现了双膜系统的长周期稳定运行，企业污水回用率在80%以上，实现反渗透浓水稳定达标排放。

%Aiming at the bottleneck problems with membrane pollution and concentrated water of membranes existing in the reuse of wastewater from refinery industry,and the negative influences of high salinity and high fluctua-tion rate on crude oil deterioration in recent years ,the combined process of double-membrane wastewater reuse and the highly efficient catalytic oxidation at the tip of concentrated water of membrane have been developed ,and engineering application implemented. Finally ,the long-term stable running of the double-membrane system has been achieved. The industrial wastewater reuse rate is higher than 80%. The rate of steadily reaching the emission standard of reverse osmosis fortified aqueoushas been realized.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】3页(P110-112)【关键词】炼化废水;深度处理与回用;运行优化【作者】沈洪源;李忠才【作者单位】中国海洋石油总公司炼化与销售部，北京100010;中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江宁波315812【正文语种】中文【中图分类】X703.1炼化行业废水具有高盐、高氨氮、高油污的特点，随着行业、地方、国家综合排放标准的日益严格，劣质原油的炼制以及原油的深度加工，炼化废水处理难度进一步增大。

北京科技大学科技成果——高效电脱盐/脱水技术成果简介当前原油电脱盐脱水器都是卧式和板式电极，原油在罐内充满空间（罐的利用率）只占整个罐的2/3，而电场利用率只有整个罐的30%，效率很低。

罐内原油的流动方向和脱出水下沉方向相反，上升油流阻碍了下降水滴的沉降，下降水滴（含大量盐）又对上升的净化原油进行二次污染，因此现有装置难以满足原油深度脱盐脱水的要求。

针对这一问题,开发了高效电脱盐器，该技术的特点是在电脱盐脱水器内部采用了分段多层偏心鼠笼式组合电极，电极组合件由2-3层横断面呈圆环形的电极组成，相邻两层电极之间形成环形空间，进一步地，电极组合件中相邻两层电极之间的间距从顶部到底部逐渐由小增大。

与原有电脱盐（水）技术相比，该电脱盐脱水器具有如下优点：（1）由于电极组合件由2-3层横截面为圆环形的电极组成，所以可以形成多层环形电场，能最大限度地占据罐内的空间，使有效电场的空间增大，且可消除电场死角，使罐内电场利用率提高。

（2）电极组合件中相邻二层电极之间的间距由顶部到底部逐渐增大，所形成的环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，在横截面上电场强度的分布为“上强下弱”。

在罐体内油料含水量较小的上部区域电场强度大，油料含水量较大的下部区域电场强度较小，因此电场强度分布合理。

此外，由于环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，降低了电流，从而可以节省电耗。

（3）油水混合物料在电脱盐罐内水平流动，电极组合件沿罐内原油的流动方向分为3段，分别形成弱电场、过度电场、强电场三个电场区域；环形电场中下降的水滴沿油料流动方向呈水平抛物线轨迹下降，减轻了油料与下降水滴之间的返混效应。

试验表明，该电脱盐/脱水器的处理量和分离效率较现有装置可提高100%以上。

一般原油可以达到原油脱后含盐达到3mg/l以下，最低1mg/l，脱后含水达到0.3%以下的技术指标。

DTRO膜技术处理高含盐废水浓缩
2020.09.08
DTRO膜技术处理高含盐废水浓缩
随着我国科技的进步和经济的发展，工业、化工、海水、煤化工等领域中都会产生大量的高盐废水，高盐废水若直接稀释外排，不仅会造成水、盐资源的浪费，还会污染环境，造成湖泊富营养化，易危害人体的健康和生活环境，同时工业水平的快速发展，企业的生产工艺变的复杂，排放的高盐水中水质也呈现多样化，污染物种类繁多，单一的处理工艺不能满足需求，因此需要采用合适的处理工艺。

高盐废水的常规处理工艺有电解法、离子交换法、焚烧法、生化处理法，都不能有效处理高盐废水，浓缩处理工艺有膜分离技术和蒸发，膜分离技术可作为蒸发前端的浓缩工艺，减少浓水水量，降低能耗，降低运行费用。

膜分离技术具有低能耗、运行成本低、分离效率高、处理效果好等特性，但在高盐废水浓缩处理领域中，除了上述膜优势以外，还需要具有耐污染、易清洗、浓缩倍数高、使用寿命长的特点。

碟管式反渗透DTRO膜最早的时候是应用在高浓度垃圾渗滤液的处理中，随后也开始在高盐废水的处理中应用。

DTRO
膜组件主要由反渗透膜片、导流盘、中心拉杆、两端法兰等部
件组成，特殊的物理结构设计使其流道宽，在处理高盐废水时，抗污染能力强，不易污堵，较高的操作压力可实现高浓缩倍数，在实现水资源的回用的同时，减少浓水水量，提高浓水侧含盐量。

DTRO膜应用领域：
垃圾填埋场渗滤液、焚烧场渗滤液处理、船用海水淡化装置、脱硫废水处理、印染废水零排放、电镀废水零排放、工业废水处理、移动式污水处理等。

电脱盐eds
电脱盐（Electrodeionization，ED）是一种利用电化学原理进行离子去除的方法。

其核心设备是EDS设备，由阳极和阴极组成，两者之间由离子选择性半透膜隔开。

当施加电压时，正极吸收阴离子，负极吸收阳离子，使得水中的离子经过膜的选择性分离，从而实现离子的去除。

电脱盐具有以下特点：
1. 高效节能：与传统的离子交换和反渗透相比，电脱盐具有更高的去离子率，能够同时去除阳离子和阴离子。

此外，它不需要再生剂和大量的废水排放，因此能够节省能源。

2. 操作简便：电脱盐没有流体化床和制备床操作等复杂步骤，操作比较简单。

3. 无需化学药剂：电脱盐不需要加入化学药剂进行再生，避免了化学药剂对环境的影响。

4. 适用范围广：电脱盐可以用于各种水类型的处理，包括海水淡化、工业废水处理、水纯化等。

总体而言，电脱盐是一种高效、节能、环保的水处理方法，在工业和生活中有着广泛的应用前景。

仪器分析之石油化工工业废水的处理方法综述杨凌职业技术学院药物与化工分院石油化工生产技术12009班姓名：高鹏学号：12120931103石油化工工业废水的处理方法综述姓名：高鹏学号：12120931103 班级：石化09班摘要：以石油为原料，在生产基本有机化工原料合成塑料、合成橡胶、合成纤维等工艺过程中所产生的污水，称为石油化工污水。

按照石油化工污水中含有污染物质的性质分为有机石油化工污水、无机石油化工污水、综合石油化工污水。

石油化工污水具有量大、成分复杂、浓度高等特性。

据不完全统计， 1999 年我国 31 个重点大中型石油化工联合企业共排出石油化工污水量达280000kt,其中主要含有油、硫、酚、氰、硝基物、胺基物、芳烃及汞等重金属类有毒物质。

关键词：工业废水废水处理原则废水的处理方法氨氮废水的处理：石油化工废水特点：✹石油化工废水来源于生产装置和辅助设施等。

✹石化废水的一般特性是：含油；可生化性较好，BOD5/COD值在03~0.6之间；COD一般在600~1200mg/L，BOD5200~1000mg/L。

✹也有一些石化装置排出的废水COD特别高，且可生化性较差。

✹石油化工生产规模趋向于大型化，因此全厂集中处理的废水量就较多，每日排放的废水量以万吨计。

水量大、水质复杂和变化大。

✹石油化工废水所含的有机物主要是烃类及其衍生物，有机污染严重， COD 仍然较高。

✹石化生产许多反应是在催化剂作用下完成，废水中往往含有重金属石油化工厂废水处理原则：✹石油化工行业工艺过程复杂，产品种类多，所用化工原料也相对较多。

从生产过程中看，溶解、萃取、洗涤、精馏、吸收、干燥等作业都离不开水，会产生不同种类的工艺废水，废水中的污染物很多是原料的流失。

✹石油化工工业对废水治理的原则首先是加强物料利用率，减少污染物排放量。

需从改革工艺着手，采用、少用和不用水工艺，增加循环水浓缩倍数，强化水质稳定措施。

实践证明，浓缩倍数如果从现有的 1.5倍增加到2倍，循环水中的排污量可减少50%。