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電吸附技術(shù)(Electrosorb Technology,簡(jiǎn)稱EST),又稱電容性除鹽技術(shù),是20世紀(jì)90年代末開始興起的一項(xiàng)新型水處理技術(shù)。
電吸附技術(shù)基本原理是基于電化學(xué)中的雙電層理論,利用帶電電極表面的電化學(xué)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)水中帶電粒子的去除、有機(jī)物的分解等目的。電吸附除鹽原理如下:原水從一端進(jìn)入陰陽(yáng)極組成的空間,從另一端流出。原水在陰、陽(yáng)極之間流動(dòng)時(shí)受到電場(chǎng)的作用,水中帶電粒子分別向帶相反電荷的電極遷移,被該電極吸附并儲(chǔ)存在雙電層內(nèi)。隨著電極吸附帶電粒子的增多,帶電粒子在電極表面富集濃縮,最終實(shí)現(xiàn)與水的分離,使水中的溶解鹽類滯留在電極表面,獲得低含鹽量的出水。
part 1電吸附工藝流程
電吸附工藝流程分為二個(gè)關(guān)鍵步驟:
①工作流程;
②反洗流程。
工作流程如下:原水通過(guò)提升泵進(jìn)入保安過(guò)濾器,水再被送入電吸附(EST)模塊淡化后,水中溶解性的無(wú)機(jī)鹽類被吸附,有機(jī)物被降解,水質(zhì)被凈化。
反洗流程如下:反洗特指電吸附模塊的反沖洗過(guò)程,沖洗經(jīng)過(guò)短接靜置的模塊,使電極再生,反洗流程可根據(jù)進(jìn)水條件以及產(chǎn)水率要求選擇一級(jí)反洗、二級(jí)反洗、三級(jí)反洗或四級(jí)反洗。
part 2電吸附工藝的優(yōu)點(diǎn)
電吸附作為新近興起的脫鹽技術(shù),相比較于傳統(tǒng)的電滲析、反滲透、蒸發(fā)等常用方法來(lái)說(shuō),有其自己的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn),總結(jié)電吸附技術(shù)的工藝優(yōu)點(diǎn),主要有以下8處,分別為:
1耐受性好:電吸附的核心部件是吸附電極,該電極為惰性電極,相比較于傳統(tǒng)的離子膜來(lái)說(shuō),使用壽命長(zhǎng),避免了因更換核心部件而帶來(lái)的運(yùn)行成本的提高。
2特殊離子去除效果顯著:電吸附技術(shù)對(duì)氟、氯、鈣、鎂離子去除率效果尤佳。
3無(wú)二次污染:電吸附系統(tǒng)幾乎不添加任何藥劑,排放濃水所含成份均系來(lái)自于原水,系統(tǒng)本身不產(chǎn)生新的排放物。濃水可直接達(dá)標(biāo)排放,無(wú)需進(jìn)一步處理。
4對(duì)顆粒污染物低:由于電吸附脫鹽裝置采用通道式結(jié)構(gòu)(通道寬度為毫米級(jí)),因此不易堵塞。對(duì)前處理要求相對(duì)較低,因此可降低投資及運(yùn)行成本。
5抗結(jié)垢:當(dāng)原水硬度較高,且堿度也較高時(shí),極易結(jié)垢(CaCO3)。但電吸附技術(shù)主要是利用電場(chǎng)作用將陰、陽(yáng)離子分別去除,因此,陰、陽(yáng)離子所處場(chǎng)所不同,不會(huì)互相結(jié)合產(chǎn)生垢體。
6抗油類污染:由于電吸附脫鹽裝置采用特殊的惰性材料制成電極,可抗油類污染。電吸附脫鹽技術(shù)已成功應(yīng)用于煉油廢水回用。
7操作及維護(hù)簡(jiǎn)便:由于EST系統(tǒng)不采用膜類元件,因此對(duì)原水的要求不高。在停機(jī)期間也無(wú)需對(duì)核心部件作特別保養(yǎng)。系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制,自動(dòng)化程度高,對(duì)操作者的技術(shù)要求較低。
8運(yùn)行成本低:該技術(shù)屬于常壓操作,能耗比較低,其主要的能量消耗在于使離子發(fā)生遷移。這與其它除鹽技術(shù)相比可以大大地節(jié)約能源。其根本原因在于電吸附技術(shù)凈化/淡化水的原理是有區(qū)別性地將水中離子從待處理的原水中提取分離出來(lái),而不是把水分子從待處理的原水中分離出來(lái)。
part 3電吸附目前的缺點(diǎn)
電吸附(EST)技術(shù)對(duì)來(lái)水也一定的要求:COD(cr)<150mg/L,PH為6-9,懸浮物<5mg/L,油含量<3mg/L,除此之外,EST還存在不足之處,尚待研究完善:
?。?)除鹽率還有待進(jìn)一步提高。
?。?)在電極材料、模塊結(jié)構(gòu)和丁藝設(shè)計(jì)方面,若電吸附模塊內(nèi)部的流道分布不均勻,會(huì)增加水頭損失,不利于電吸附。
?。?)自再生時(shí)間較長(zhǎng),一般為36~42min,占整個(gè)周期的1/3-1/2時(shí)間,影響得水率。
(4)工程應(yīng)用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)尚待總結(jié)積累。
因此,如何改善、優(yōu)化電吸附技術(shù),擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域是今后的研究發(fā)展方向。