科技与生活：电吸附技术在中水回用中的应用 |
| 2012-10-19 10:24 作者：张海燕 来源：硅谷网 关注： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月19日讯】据《科技与生活》杂志2012年第16期刊文称，本文主要探索了电吸附技术在中水回用中的应用，通过实验证明，电吸附技术作为一种新型的水处理技术，相比较传统工艺，具有运行管理方便，运行费用低，无二次污染等很多优点，应该广泛推广应用。
关键词电吸附技术；中水回用
中图分类号X703文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)082-
在现代化的今天，工业越来越发达，而随之而来的用水量也日益剧增，在总水量有限的情况下，中水回用就显得尤为重要，国家十二五规划中也把如何节水、如何中水回用作为重要的研究课题。
1电吸附技术的应用背景
废水中有害物质的去除方法有很多种，目前中水回用技术主要采用反渗透、EDI以及离子交换技术，这些技术虽然出水效果都比较理想，但运行费用及维护费用比较高，一般用户很难承受。因此，探索一种新的高效节能的技术，是目前很重要的一个课题，而电吸附水处理技术（ElectrosorbTechnology，简称EST）融合以上技术的优点，不采用膜类元件，铁、锰、余氯、有机物、钙、镁、pH值等对系统几乎没有什么影响，在停机期间也无需对核心部件作特别保养，而且即使在预处理上出一些问题也不会对系统造成不可修复的损坏，因此电吸附技术耐受性及维护、运行成本均占有很大优势。
2原理
电吸附技术，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。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带电粒子的去除、有机物的分解等目的。
图1
电吸附除盐原理见图1，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，使水中的溶解盐类滞留在电极表面，获得净化/淡化的出水。
图2为图1电极材料附近的放大图，电极表面双电层厚度为1nm-100nm，电场强度107V/m~109V/m。
在强电场作用下，在电极表面生成寿命短、氧化性极强的活性物质，尤其是氧化性极强的•OH羟基自由基能够与有机物之间发生加合、取代和电子转移等反应使有机污染物质得到降解、矿化，并且不会造成无二次污染，尾水COD不浓缩。
3实验
对电吸附技术和目前最常用的反渗透技术进行同一种废水的对比实验，实验废水为工业废水中已经达到《中华人民共和国污水综合排放标准》中的一级标准的淀粉废水，详细的实验结果见下表1。
表1污（废）水回用中电吸附工艺与反渗透工艺技术特点的比较
序号 项目 电吸附EST 反渗透RO（双膜法）
1 除盐原理 利用通电电极表面带电特性对水中盐离子进行静电吸附，以电极为介质，以静电场为推动力，将溶质从溶液中取出 以分子扩散膜为介质，以静压差为推动力将溶剂从溶液中取出
2 透过物 溶质，盐 溶剂，水
3 截留物 溶剂，水 溶质，盐
4 膜类型 无分离膜 不对称膜，复合膜
5 除盐率 60~95% ★98%
6 处理污水膜通量与处理净水膜通量比 ★1 0.5－0.7
7 相同浓水量盐去除总量 ★大 小
8 工作温度 ★大于0℃ 大于4℃小于40℃
9 随温度降低通量衰减 ★无 每降低1℃膜通量下降2-3%
10 污堵导致通量衰减 ★小（可逆） 衰减7%-15%/年
11 盐透过量每年增加量 ★变化小 变化较大
12 是否结垢及原因 ★较少结垢，极板难溶盐离子浓度积低，极板间切向流，频繁倒极 易结垢，垂直穿透膜，浓差极化，浓水侧偏碱难溶盐离子浓度积过饱和
13 结垢可逆程度 ★结垢可逆 大部分结垢不可逆
14 解决难溶盐结垢方法 ★不添加阻垢剂，加少量酸 添加阻垢剂，加酸
15 维护保养性 ★无需特别保养、简单 频繁、复杂
16 清洗周期 ★12个月，长 1周-3个月，短
17 清洗效果 ★较好 不好，膜通量不能彻底恢复
18 抗污染能力
对来水的适应性 ★ 强COD≤100mg/L，油≤5mg/L
★ 适应性强 弱COD≤40mg/L油≤0.1mg/L（RO）
对来水水质要求严格
19 预处理要求 ★简单 复杂并很难满足RO进水水质要求
20 能耗 0.5－2kWh 1－2kWh
21 核心元件使用寿命 ★>5年 1-2年左右
22 运行成本 ★低，0.3－1.5元/m3 高，3-6元/m3
23 二次污染 ★浓水排放不超标 需添加阻垢剂、还原剂、酸、碱等药剂，浓水排放有污染
注：★为性能相对
4结论
从电吸附技术在中水回用中的对比实验可以看出，电吸附技术的应用，有很多其它技术如反渗透法所不具有的优点，如运行管理方便，运行成本低应用效果好，无二次污染等，因此，电吸附技术是一种值得推广应用的新技术。
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