申请日2015.06.03
公开(公告)日2015.09.16
IPC分类号C02F1/469
摘要
本发明公开了一种含盐废水的电吸附除盐方法。该方法首先构建电吸附装置，电吸附装置由盐水分配池、稳定吸附池组、恒流泵、绝缘进水管、绝缘外框、单面阳极电极板、单面阴极电极板、双面电极板、绝缘通道和稳压直流电源组成。盐水在电极板间纵向流动，从高浓度盐水稳定吸附池组流向低浓度盐水稳定吸附池组;装置构建之后，进行含盐废水的电吸附除盐。运行电吸附装置，盐水分配池内的盐水通过恒流泵进入稳定吸附池，电吸附过程中，稳定吸附池内的阴阳离子定向迁移至电性相反的双面电极上，双面电极一面吸附阳离子，另一面吸附阴离子。本发明减少了平衡吸附时间，节省了电极材料，适合单一组分或者离子迁移速率相对一致的混合盐水的电吸附除盐。
摘要附图
权利要求书
1.一种含盐废水的电吸附除盐方法，其特征是该方法包括以下内容：
一.构建电吸附装置
电吸附装置由盐水分配池、稳定吸附池组、恒流泵、绝缘进水管、绝缘外框、 单面阳极电极板、单面阴极电极板、双面电极板、绝缘通道和稳压直流电源组成， 所述单面阳电极板、单面阴极电极板和双面电极板均由活性炭、炭气凝胶或炭纳 米管制成，单面阳电极板和单面阴极电极板分列在装置的两侧，双面电极板均匀 分布在单面阳电极板和单面阴极电极板之间;所述绝缘框架采用绝缘材料，包围 在单面阳电极板和单面阴极电极板的外侧;所述稳定吸附池组由双面电极按等间 距均分电压降构成，稳定吸附池组由上至下设置1-N个，同一吸附池组内为浓度 相对均一的含盐废水，由上至下各稳定吸附池组中的盐水浓度不同，各稳定吸附 池组依盐水浓度梯度差异顺次串联，绝缘通道连接在不同浓度稳定吸附池组之 间;盐水在电极板间纵向流动，从高浓度盐水稳定吸附池组流向低浓度盐水稳定 吸附池组;
二.含盐废水的电吸附除盐
运行电吸附装置，两侧单面阳极电极板和单面阴极电极板通过稳压直流电源 施加直流电压，均匀分布的双面电极均分电压降;盐水分配池内的盐水通过恒流 泵进入稳定吸附池，通过控制进水端流速控制盐水在稳定吸附池组内的水力停留 时间，电吸附过程中，稳定吸附池内的阴阳离子定向迁移至电性相反的双面电极 上，双面电极一面吸附阳离子，另一面吸附阴离子，吸附过程中双面电极板上的 离子均匀分布，在相同电压降条件下，同一稳定吸附池组内的所有双面电极板上 吸附的离子同时达到饱和后，进行双面电极板再生处理。
说明书
一种含盐废水的电吸附除盐方法
技术领域
本发明涉及废水处理方法，特别是一种含盐废水的电吸附除盐方法。
背景技术
工业用水量的剧增与水资源短缺以及实现污水“零排放”之间的矛盾日益 加深。近年来各大企业积极建设污水处理系统与污水深度处理回用工程，已经将 污水回收率提高到70-85%。然而，回用水中盐分的累积以及由此造成的水质指 标恶化日益明显。含盐水的处理已成为企业污水再生回用以及节能减排的重要难 题。
目前常见的除盐方法有蒸发结晶、离子交换、电渗析、反渗透等。从处理成 本及技术可行性方面考虑，蒸发结晶技术一般适合含盐量在30000-250000mg/L 的含盐废水，而离子交换、电渗析、反渗透等一般适合相对较低浓度的含盐废水 或对盐水进行初级脱盐。
电吸附(Electrosorb Technology)是近年来发展起来的一种除盐技术，通 过施加外加电压形成电场，当含盐废水通过电极板时,由于电场力的作用，离子 向带有相反电荷的电极处移动，富集在电极板表面形成双电层。电吸附技术对进 水水质要求较低，预处理简单，处理成本低，成为近年来研究和开发的热点。有 关电吸附的研究，目前仍以电极材料的研制及开发为主。电吸附的处理效果取决 于电极材料，相继研制开发出活性炭颗粒、炭纤维、炭气凝胶、炭纳米管及模板 炭电极等。
查阅专利文献，与本发明相关的有：“电吸附式液体处理装置”，授权公 告号CN 1169728C，该发明设置一对以上的导电板以及固连在导电板上的电极板 构成液体处理单元，相邻液体单元之间有一绝缘隔框，相邻电极板间设有填料， 运行过程中，液体中的杂质、带电颗粒向两极迁移并富集在电极表面，该专利特 别指出，被吸附的有机物可在电场作用下被分解，形成二氧化碳、无机酸、水。
专利“液体处理模块”，授权公告号CN100450937C，提出另外一种构型，电 吸附装置中设置配电板与电极板，其中配电板外侧与电源相连接，配电板内侧与 电极板相连。运行时采用串联供电方式，使工作电流减小，同时可通过叠加多个 电极板提高液体处理量。
专利“一种电吸附水处理模块”，授权公告号CN 101973608 B，提出的电 吸附装置中，模块两端设支撑板，支撑板间设置多个电极对，相邻电极对的两个 电极板间有绝缘膜并设置挡板。在运行过程中，最上面和最下面的电极板分别与 电源相连接，施加电压，形成强的电场，使吸附效率增大，工作电压和工作电流 更加平衡，使吸附更稳定。
在上述电极构型中，为扩大处理规模和处理效率，一般采用增加电极对数量 的方式。以往的电吸附水处理模块的每对电极板都与电源直接或间接连接，结构 较为复杂。在电压和电极间距一定的条件下，如果电极对增加，则进水端和出水 端形成的通路延长，进水端和出水端离子浓差加大。当进水端吸附饱和时，出水 端吸附过程仍在持续，而进水端为维持吸附平衡仍需继续施加电压，在一定程度 上增加了电耗;而采用感应电荷的方式，只有最上面和最下面的电极板与电源直 接相连接，可使电吸附构型简化，模块的工作电压和工作电流更加平衡，可取得 较好的吸附效果。但该种构型中，在相邻电极对的两个电极板间添加绝缘膜并设 置挡板，采用折流方式进水，当电极对数量较多时，则水流通道过长，造成两极 间的工作电流过低，电吸附效率降低，同时进水端和出水端的浓差加大，当进水 端吸附饱和时，出水端吸附过程仍在持续，而进水端为维持吸附平衡仍需继续施 加电压，在一定程度上仍然会增加电耗，也使整体的电吸附效率受到影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种含盐废水的电吸附除盐方法。
本发明提供的一种含盐废水的电吸附除盐方法，该方法包括以下内容：
一.构建电吸附装置
电吸附装置由盐水分配池、稳定吸附池组、恒流泵、绝缘进水管、绝缘外框、 单面阳极电极板、单面阴极电极板、双面电极板、绝缘通道和稳压直流电源组成， 所述单面阳电极板、单面阴极电极板和双面电极板均由活性炭、炭气凝胶或炭纳 米管制成，单面阳电极板和单面阴极电极板分列在装置的两侧，双面电极板均匀 分布在单面阳电极板和单面阴极电极板之间;所述绝缘框架采用绝缘材料，包围 在单面阳电极板和单面阴极电极板的外侧;所述稳定吸附池组由双面电极按等间 距均分电压降构成，稳定吸附池组由上至下设置1-N个，同一吸附池组内为浓度 相对均一的含盐废水，由上至下各稳定吸附池组中的盐水浓度不同，各稳定吸附 池组依盐水浓度梯度差异顺次串联，绝缘通道连接在不同浓度稳定吸附池组之 间;不同浓度盐水稳定吸附池组数量依进水盐浓度和需要达到的出水指标而定， 盐水在电极板间纵向流动，从高浓度盐水稳定吸附池组流向低浓度盐水稳定吸附 池组;
二.含盐废水的电吸附除盐
运行电吸附装置，两侧单面阳极电极板和单面阴极电极板通过稳压直流电源 施加直流电压，均匀分布的双面电极均分电压降，采用双面电极，既可节省电极 材料，又可在维持总电压不变的条件下通过增加双面电极的数量以减小电极间 距;或者在保持单组电压降不变的条件下通过增加双面电极的数量升高总电压， 并同时提高同一浓度稳定吸附池组中盐水处理量;盐水分配池内的盐水通过恒流 泵进入稳定吸附池，通过控制进水端流速控制盐水在稳定吸附池组内的水力停留 时间。电吸附过程中，稳定吸附池内的阴阳离子定向迁移至电性相反的双面电极 上，双面电极一面吸附阳离子，另一面吸附阴离子，吸附过程中双面电极板上的 离子均匀分布，在相同电压降条件下，同一稳定吸附池组内的所有双面电极板上 吸附的离子同时达到饱和后，进行双面电极板再生处理。
本发明与同类技术相比，其显著地有益效果体现在：
本发明通过双面电极构建均电压降稳定吸附池组，减少同一稳定吸附池组 内盐水浓度差，使电吸附过程中双面电极板上吸附的离子分布更加均匀，且保证 在相同电压降条件下，同一稳定吸附池组内的所有双面电极上吸附的离子同时达 到饱和，能够得到及时再生处理，以减少进水端为维持吸附平衡而需要继续施加 电压造成的电耗，减少平衡吸附时间，同时可节省电极材料。本发明尤其适合单 一组分或者离子迁移速率相对一致的混合盐水的电吸附除盐。