电吸附设备工作过程的研究_陈兆林

第3卷第7期环境工程学报Vol.3,No.72009年7月ChineseJournalofEnvironmentalEngineeringJul.2009电吸附设备工作过程的研究陈兆林1孙晓慰2朱广东2郭洪飞2宋存义1(1.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;2.爱思特净化设备有限公司,北京100176)摘要研究了电压、流量及重碳酸盐碱度对电吸附设备除盐的影响,同时对高碱度水的酸化吹脱作为预处理进行了研究。实验结果表明,电吸附设备的最佳工作电压为1.4V,最佳工作流量为1.5m3/h。在进水碱度为170～500mg/L时,HCO-3的脱附率为64%～83%。研究还发现,酸化吹脱是高碱度水的有效预处理方法,避免了HCO-3在电极内的积累。关键词电吸附技术电压流量重碳酸盐酸化吹脱中图分类号X703.3文献标识码A文章编号1673-9108(2009)07-1307-04StudyonperformanceofelectrosorptionequipmentChenZhaolin1SunXiaowei2ZhuGuangdong2GuoHongfei2SongCunyi1(1.SchoolofCivil＆EnvironmentalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China;2.ESTPurificationEquipmentCo.Ltd.,Beijing100176,China)AbstractTheinfluencesofvoltage,flowrateandbicarbonatealkalinityonelectrosorptionequipmentwerestudied.Also,theeffectofacidification-strippingaspretreatmentforhighalkalinitywaterwasinvestigated.Theresultsshowthattheoptimumvoltageofelectro-sorbequipmentis1.4V,optimumflowrateis1.5m3/h.Forspecificelectrosorptionequipmentatalkalinityinarangeof170～500mg/L,thedesorptionrateofHCO-3is64%～83%.Thestudyindicatesthatusingacidification-strippingaspretreatmentmayavoidtheaccumulationofHCO-3insidetheelectrode.Keywordselectrosorptiontechnology;voltage;flowrate;bicarbonate;acidification-stripping收稿日期:2008-09-23;修订日期:2008-12-11作者简介:陈兆林(1981～),男,博士研究生,主要从事水处理方面的研究工作。E-mail:zhaolinbest@126.com近年来随着工业的快速发展,用水量急剧上升,造成了淡水资源的短缺。海水和苦咸水淡化是解决我国淡水资源短缺的主要途径之一。目前,常见的除盐方法有离子交换法[1]、蒸馏法[2]、电渗析法[3]和反渗透法[4],但这些方法均存在着许多制约,如:能耗大、成本高、存在二次污染等[5,6]。电吸附是一种环境友好的除盐技术,其能耗小、成本低,在除盐过程中无需酸碱再生,不会产生二次污染。本实验研究了电压、流量和重碳酸盐碱度对电吸附设备性能的影响。电吸附技术(electrosorptiontechnology),它是利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子的现象,使水中溶解盐类及其他带电物质在电极的表面富集浓缩而实现水的净化/淡化的一种新型水处理技术。电吸附原理如图1所示,原水从一端进入阴阳极组成的空间,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,使水中的溶解盐类及其他带电物质滞留在电极表面,获得净化/淡化的出水[7]。图1电吸附原理示意图Fig.1Schematicillustrationofelectrosorption影响电吸附设备工作性能的因素可分为热力学因素和动力学因素。热力学因素决定了单位质量电极材料吸附离子的能力,而动力学因素决定了离子在设备内部的运动行为。热力学因素主要和材料的环境工程学报第3卷吸附等温线相关;动力学因素包括电迁移作用、对流作用和扩散作用,其中电迁移作用