電吸附除鹽技術電吸附除鹽技術（ElectrosorbTechnology），簡稱（EST），又稱電容性除鹽技術，是20世紀90年代末開始興起的一項新型水處理技術。該技術利用通電電極表面帶電的特性對水中離子進行靜電吸附，從而實現水質的凈化目的。電吸附技術原理時間：2011-08-02來源：作者：水處理中的鹽類大多是以離子（帶正電或負電）的狀態存在。電吸附除鹽技術的基本思想就是通過施加外加電壓形成靜電場，強制離子向帶有相反電荷的電極處移動，使離子在雙電層內富集，大大降低溶液本體濃度，從而實現對水溶液的除鹽。電吸附原理見圖，原水從一端進入由兩電極板相隔而成的空間，從另一端流出。原水在陰、陽極之間流動時受到電場的作用，水中離子分別向帶相反電荷的電極遷移，被該電極吸附并儲存在雙電層內。隨著電極吸附離子的增多，離子在電極表面富集濃縮，最終實現與水的分離，獲得凈化/淡化的產品水。工作過程示意圖在電吸附過程中，電量的儲存/釋放是通過離子的吸/脫附而不是化學反應來實現的，故而能快速充放電，而且由于在充放電時僅產生離子的吸/脫附，電極結構不會發生變化，所以其充放電次數在原理上沒有限制。當含有一定量鹽類的原水經過由高功能電極材料組成的電吸附模塊時，離子在直流電場的作用下被儲存在電極表面的雙電層中，直至電極達到飽和。此時，將直流電源去掉，并將正負電極短接，由于直流電場的消失，儲存在雙電層中的離子又重新回到通道中，隨水流排出，電極也由此得到再生。再生過程示意圖由于電吸附過程主要利用電場力的作用將陰、陽離子分別吸附到不同的電極表面形成雙電層，這會使同一極面上的難溶鹽離子濃度積相對低得多，可有效防止難溶鹽結垢現象的發生。其次，電吸附極板間水徑流與極板呈切線方向，不利于水中析出難溶鹽結晶在極板上的生長。電吸附可以在濃水難溶鹽過飽和狀態下運行。另外，在電吸附模塊中，由于電吸附過程中陰、陽離子吸附不平衡導致產生氫離子含量較多的出水，通過倒極的方式，略偏酸性的出水同樣會使有微量結垢現象的垢體溶解掉。電吸附模塊處理效果的好壞主要取決于電極的吸附性能。電吸附技術特性時間：2011-08-02來源：作者：科技創新點一、原理創新：電吸附除鹽技術利用帶電電極表面吸附水中離子，使水中溶解的鹽類在電極表面富集濃縮而實現水的凈化/淡化。獨特的除鹽原理是將水中溶質從溶液中提取出來，而不是將水中溶劑從溶液中提取出來。二、工藝創新：電吸附模塊的電極采用惰性材料加工而成，具有化學性能穩定、使用壽命長（10年以上）的優點。以電吸附模塊為核心元件的電吸附除鹽系統具有抗污染隨著經濟的發展和人口的膨脹，工業及生活所需的淡水資源日益匱乏，水資源凈化已經成為世界范圍內普遍關注的問題。解決水資源匱乏的方法有很多，其中污(廢)水回用及開發中水資源，即提高水的重復利用率是當前許多國家解決水資源短缺的有效途徑。水處理技術的不斷成熟，特別是近年來高級氧化、膜分離等高級處理技術的發展給城市、工業污水的達標排放處理提供了新的技術手段。然而，雖然水中的許多污染物可以通過傳統的混凝、沉淀、過濾、吸附等方法去除，但對于水質要求較高的回用場合，如對于溶解在水中的鹽的去除則需要采用適當的除鹽手段來實現。常見的水的除鹽方法有蒸餾、反滲透、電滲析、離子交換等。在工業界已有用超濾/微濾與反滲透（雙膜法）進行污（廢）水除鹽處理的實踐，通過采用超濾、微濾來降低污（廢）水對反滲透膜的污染，取得了一定的經驗。然而，由于雙膜法用于污（廢）水回用時工藝復雜，運行成本高、得水率較低，膜組件的使用壽命與常規水處理時相比要短得多，同時需要采用大量還原劑和阻垢劑，使濃水的排放難以達到環保要求。因此，在污（廢）水回用領域，存在著技術經濟上不盡合理的問題。從20世紀60年代電吸附除鹽技術面世到今天，電吸附在許多領域得到了初步的應用，如將電吸附作為除鹽手段應用于管道直飲水、礦泉水、苦咸水淡化等不同的場所。近年來，隨著對電吸附除鹽技術的性質與功能的研究的進一步深入，電吸附除鹽技術在污（廢）水回用處理領域的應用正逐漸展開。主要問題污（廢）水除鹽技術市場發展目前存在的主要問題是：污（廢）水的成分比一般自來水和天然地表（下）水要復雜得多，傳統污水除鹽技術在該領域應用時，易受水中有機物、油類等物質的影響而造成污堵，造成設備在產水量、得水率及使用壽命不能滿足設計要求。同時對預處理的要求很高，又需要投放大量藥劑，不僅增加工程的總體投資，也使運行成本居高不下。因此，尋找一種對原水耐受性好，既能以較低的運行成本對污（廢）水進行除鹽又對環境友好的除鹽技術成為業界的一個重要課題。電吸附技術優勢時間：2011-08-02來源：作者：一、采用高效功能材料EST模塊采用了高效功能材料作為電極，該電極材料不但除鹽效果好，而且具有化學性質高度穩定、耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗氧化等特點，這使得電吸附除鹽裝置具有對來水水質約束小、抗污染、設備可靠、運行穩定等優點。這種高效功能材料屬于惰性的多孔無機物質，比表面大，且在電吸附運行中還有一定量的初生活性氧化基團產生，對原水中的有機物具有一定的去除效果，擴大原水水質約束范圍。經過適當的預處理，原水就可以進入EST模塊，即使在預處理上出一些問題，如遇到包含少量油污在內的有機物污染，也不會使電吸附材料受到大的危害，仍能保證相對較高的除鹽率。因此，在這種情況下，可以在半年甚至一年的長期運行后，利用酸洗或堿洗的方式對電極材料進行清洗恢復。停機期間，無需對核心部件作特別保養，維護方便。二、微通道設計電吸附除鹽裝置采用微通道式設計（通道寬度為毫米級），水流是在宏觀通道中運動的，因此少量懸浮物和有機物不會污堵設備。對前處理要求相對較低，而且可以大大提高得水率，一般情況下可達75%以上，如有特殊需要，部分濃水經回收再處理工藝，可使系統得水率達到85%以上。三、設備集成度高，實行智能化控制電吸附除鹽技術的開發依據于水力學、電化學、機械學、電子控制學等理論。系統采用模塊化設計，各個環節在中央控制計算機的集中控制下形成整個系統。所有的執行機構、檢測儀表等均由計算機按設定程序實現操作，正常運行時不需人工干預。四、綠色技術節能、環保由于電吸附除鹽技術利用了雙電層電容靜電吸附的原理，工藝運行過程中不需添加緩蝕劑、阻垢劑、還原劑之類的專用藥劑，系統所排放的濃水均來自于原水，所以系統不會產生新污染物。這既節約了運行成本，又避免了二次污染。另外，與其他技術相比，電吸附技術屬于常壓操作，提升能耗少，其主要的能量消耗在使離子發生遷移，并通過控制電壓使電極表面不發生極化現象，同時工作時所儲存的電能可以在再生時回收一部分，因此，總體能耗較低。五、適應性好，應用領域廣泛電吸附除鹽技術對進水水質要求不高，并且可以根據電壓調節來控制除鹽率在60%－90%的范圍內變化。因此，拓展了電吸附技術的適用領域。電吸附可以被廣泛應用于飲用水、廢水、污水處理等方面，包括冶金、化工、電子、電力、制藥、紡織、造紙等工業領域。對于那些污染較重，不需要完全除鹽的場合來說，電吸附不失為一種良好的選擇。電吸附除鹽回用工程的經濟評價時間：2011-08-02來源：作者：城市污水回用作為工業凈水工程的經濟評價：目前城市污水處理（二級處理）投資大約在900-1400元/m3·d，在此基礎上三級再生處理約400-600元/m3·d。加上管網配套總計600-1000元/m3·d。三項相加1900-3000元/m3·d，到“十一五”末期形成40億立方米再生水源的投資大約在300億元左右。為擴大城市污水處理在工業企業中的應用，通過進一步除鹽提高水質，以城市污水處理（三級再生處理）為基礎上，采用電吸附除鹽技術，只增加2000-2500元/m3·d。到“十一五”末期形成40億立方米替代水源的投資大約在200億元左右。而形成同樣規模的長距離引水，以大連引英入連為例，則需600億元左右，海水淡化則需1000億元左右，可見采用電吸附除鹽技術進行污(廢)水回用在經濟上具有明顯優勢。工業循環冷卻水的排污水回用作為工業凈水工程的經濟評價：采用電吸附除鹽技術，具有很大經濟優勢，由于循環冷卻水的排污水水體污染較輕，經過簡單處理就可以進入電吸附除鹽系統，電吸附除鹽系統處理出水就地使用，不需要長距離輸送，減少管網配套投資，預處理費用相當于城市污水三級再生處理約400-600元/m3·d，加上電吸附2000-2500元/m3·d，共計2400-3100元/m3·d。經過二級污水處理后達到排放標準的城市廢水或工業污水，如果作為工業循環冷卻水的補水，需要進行脫鹽處理，脫鹽工藝采用電吸附技術，因原水水質較好，可以簡化電吸附的預處理，整體投資可以進一步降低。電吸附除鹽回用技術的經濟優勢時間：2011-08-02來源：作者：電吸附污(廢)水回用系統建設一次性投資費用2000元-2500元/噸產水·日（原水為經二級污水處理達到排放標準的廢水），噸水運行費用1-1.5元/噸，單位制水成本約1.5-2元/噸（包括設備折舊費、材料消耗費、大修基金等），目前工業用水綜合水價4.5~5.5元/噸，不久將來可達6元/噸，通過采用電吸附技術不僅可減少新鮮水的取用量和污水排放量，而且可創造價值2-4元/噸水。分析表明，盡管電吸附工藝需要一定的初期投資費用，但可以在保證良好除鹽效果的前提下，為客戶帶來長期的經濟效益，如果按可創造價值為4元/噸水，可在2-3年內收回投資。電吸附技術的應用前景時間：2011-08-02來源：作者：由于電吸附除鹽技術具有對進水水質要求不高、運行可靠、能耗低、操作方便、產水率較高、綜合運行成本較低等特點，適合進一步加大市政、工業污（廢）水除鹽領域的推廣應用，特別是在化工、石化、冶金、電力、造紙等高耗水行業乃至核工業廢水的治理等方面有著很大的應用潛力。工業用水中的用水大項為循環冷卻水，在石油化工、電力、鋼鐵、冶金等行業中占企業用水總量的80%-90%。長期循環使用的冷卻水由于含鹽量增加，會產生水垢附著、設備腐蝕以及微生物滋生與粘泥的問題，因此，循環冷卻水濃縮到一定倍數必須排出一定的濃水，并補充新鮮水。對部分濃水進行除鹽回用，或將污水經深度處理（除鹽）后用于循環冷卻水的補給水，可以使新鮮水用量和排污水量不斷減少，對于提高水的重復利用率、節約水資源、實現“趨零”排放具有重要意義。電吸附技術的發展趨勢時間：2011-08-02來源：作者：一、與其他除鹽技術進行組合，優勢互補由于本技術對原水前處理要求較低，在市場應用方面，除了作為獨立的操作單元進行除鹽處理，也可以與現有其他除鹽技術進行合作，滿足更高的水質要求。1.在污（廢）水除鹽處理方面，.電吸附預處理可以和超濾相結合，對復雜的原水進行深度處理，可進一步提高去除效果，降低模塊清洗工作量。2.鍋爐的補給水根據不同壓力、溫度等級水質標準不同，有一定的除鹽要求；有的工藝用水必須是含金屬離子或含硅量、含氯量、含碳酸根離子量極低的水，電吸附水處理技術可以與傳統的除鹽處理技術相結合以運行成本很低的方式來實現這些目的。以高污染地表水做水源制備深度除鹽水，采用電吸附做預脫鹽，后接混床脫鹽系統，出水可達到鍋爐補給水的要求。可減少90－95％混床再生用酸堿消耗量。3.考慮到一級反滲透濃水的復用價值，可以對某些濃度較低的反滲透濃水進行電吸附除鹽回收處理，以減少濃水水量，提高整個除鹽系統的得水率，實現工業廢水趨零排放。二、開拓電吸附水除鹽技術的深度和