摘要：利用電吸附技術(shù)對(duì)含有高重碳酸鹽(HCO3 −)和不同濃度Ca2+的原水進(jìn)行除鹽處理，研究了結(jié)垢對(duì)電吸附除鹽 的影響. 實(shí)驗(yàn)分別在Ca2+濃度為40, 144 和350 mg/L 三種工況下進(jìn)行，結(jié)果表明，當(dāng)Ca2+濃度較高時(shí)，除鹽率明顯下 降. 對(duì)離子去除率、離子脫附率和起始工作電流的變化進(jìn)行了分析，認(rèn)為Ca2+與HCO3 −相互作用在電吸附模塊內(nèi)部形 成碳酸鈣垢體，導(dǎo)致電極的雙電層電容量降低，從而影響電吸附的除鹽效果. 利用酸化吹脫預(yù)處理將原水中HCO3 −濃 度控制在100 mg/L，可使碳酸鈣垢體溶解，改善模塊的除鹽性能. 根據(jù)HCO3 −積存和工作出水pH 值的變化，探討了 碳酸鈣在模塊內(nèi)部的結(jié)晶與溶解機(jī)理.

關(guān)鍵詞：電吸附；結(jié)垢；酸化吹脫；除鹽

1 前 言

電吸附技術(shù)(Electrosorption Technology, EST)，又稱 電容性去離子技術(shù)，是利用通電電極表面帶電的特性對(duì) 水中離子進(jìn)行靜電吸附，從而達(dá)到除鹽的目的，由 于該技術(shù)具有良好的環(huán)保與節(jié)能特性，20 世紀(jì)90 年代 逐漸成為研究熱點(diǎn)，國(guó)外許多學(xué)者對(duì)不同電極材料的應(yīng) 用進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究，但成熟的除鹽裝置鮮有報(bào)道. 我國(guó)的電吸附技術(shù)已經(jīng)從除鹽裝置的研發(fā)階段發(fā)展為 工業(yè)化的生產(chǎn)規(guī)模，在實(shí)踐應(yīng)用方面走在了世界的前列. 利用該裝置脫鹽后的水可廣泛用作石油化工、造 紙、電力等領(lǐng)域的工藝用水和循環(huán)冷卻回用水等.

結(jié)垢是水處理行業(yè)的普遍問題，傳統(tǒng)的除鹽技術(shù)對(duì) 這一現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)比較成熟，如反滲透過程中難溶鹽被 濃縮可能沉淀在膜上；電滲析法則可能因?yàn)樗臉O化和 濃縮兩種原因?qū)е陆Y(jié)垢，但對(duì)于電吸附的結(jié)垢問題研究 得較少. 本課題組前期在對(duì)工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的小型電吸附模 塊進(jìn)行性能研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)水質(zhì)軟化和循環(huán)冷卻水防 垢防蝕有很大作用的重碳酸鹽(HCO3 −)也是影響電吸附 除鹽穩(wěn)定性的重要因素，而且初步分析認(rèn)為與模塊內(nèi)部 碳酸鈣結(jié)垢有關(guān). 為了深入研究這一問題，本工作通過 高重碳酸鹽、不同Ca2+濃度工況下電吸附除鹽過程中電 導(dǎo)率、離子濃度和起始工作電流等性能指標(biāo)的變化，對(duì) 模塊內(nèi)部的結(jié)垢現(xiàn)象進(jìn)行分析，考察了酸化吹脫預(yù)處理 對(duì)控制結(jié)垢的作用，并探討了電吸附中碳酸鈣的結(jié)晶與 溶解機(jī)理，為電吸附模塊在實(shí)際工程中的穩(wěn)定運(yùn)行提供 一定的技術(shù)依據(jù).

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