电吸附除盐技术在污水再生中的应用研究

摘 要：水资源的合理利用是国家经济可持续发展的重要环节，我国是水资源匮乏的国家，污水的大量排放进一步加剧的用水矛盾，水资源污染问题治理迫在眉睫。本文在详细分析了EST技术原理和特点的基础上，就电吸附除盐技术在污水再生中的应用进行了深入探讨，试验结果符合现实应用和推广价值。

关键词：电吸附；除盐技术；再生利用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.013

0 概述

水资源的合理利用是国家经济可持续发展的重要环节。随着我国工业化进程的加快，工业污水产生量不断增长，根据《全国环境统计公报（2015年）》公布的数据显示，2015年全国废水排放总量为735.3亿吨，其中，工业废水排放量为199.5亿吨。工业生产过程中所需要得水资源大部分是由除盐系统提供的除盐水或纯水。目前，工业废水除盐工艺主要有离子交换法、蒸馏法和膜分离技术除盐等。

1 EST技术原理及特点

1.1 EST技术原理

电吸附技术作为一种新型的脱盐水处理技术，原水从一端流入在阴阳极相隔组成的空间，然后再从另一端流出。原水在阴极和阳极之间流动时会受到其中的电场作用，水中带电粒子分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附并最终实现这双电层内储存的效果。随着电极吸附带电离子的不断增加，带电粒子在电极表面会大量富集浓缩，最终实现与水的分离，从而使原水中的溶解盐类、胶体颗粒及其带电物质滞留在电极表面，原水淡化后流出，实现污水除盐效果。

1.2 EST技术特点

与离子交换法除盐不同的是，EST技术再生不需要使用任何的酸、碱或盐溶液，只需要通过电极的放电即可完成，不会产生其他污染物。EST技术与蒸馏法相比，在其电吸附过程中会将水中的离子分离出来，并不是先将水分子从原水中分离出来，因此，具有很高的能量利用率。（1）耐受性强。EST核心部件使用寿命长，不需要经常更换部件，运行成本较低。（2）利用率高。EST技术废水除盐后的水资源利用率达75%以上，经过其他工艺的组合，甚至可以实现超过85%的利用率。（3）无二次污染。EST技术废水除盐系统中不需要添加药剂，系统本身也不会产生其他新的排放物，原水处理后可以直接达标排放。（4）无结垢。原水在设备中的阴、阳离子在不同场所，不会相互结合产生结垢。（5）操作简便、运行成本低。EST系统无需膜原件，对原水水质要求不高，大多采用计算机控制系统，自动化程度高。此外，EST技术属常压操作，无需太多能耗，运行成本较低。

2 中试试验部分

2.1 试验用水

试验用水取自某冷轧废水处理站达标排放水，要求进水的导电率≤1000μS·cm-1，得水率80%，出水作为工业生产回用水。中水回用标准为：电吸附产水pH6-9，（SS）≤35mg·L-1，COD≤65mg·L-1， （石油类）5mg·L-1，电导率≤300μS·cm-1。

2.2 试验设备及流程

EST技术具有操作设备简单等特点，主要用到的试验设备有：电吸附模块EMK，2套，规模1-2.5m3/h，纤维球精密过滤器QLG-800，精密过滤器：直径200mm×1000 mm×5mm，精密度6μm、原水泵：流量5 m3·h-1，水箱1.5 m×2m，2个。

2.3 试验方法

为保证试验顺利进行，采用两级串联运行的方式，电吸附模块分为a、b两组，其中EST模块的运行周期为60min，工作周期包括受电静置3min、预排4min及吸附53min，反洗周期包括灌电静置3min、短接静置17min，浓水反洗10min、中水反洗20min，原水反洗10min。a、b两组交替运行。试验期间，通过改变a、b模块的工作电压以及流量来观察EST模块的工作性能，以此来确定工程中的模块种类和工作电压等提供现实参考。

6月20-22日，以某冷轧废水排口水样进行试验，试验参数主要为：6月20日，工作电压为120v，工作流量为25L·min-1，再生流量为25L·min-1；6月21日，工作电压为130v，工作流量为23L·min-1，再生流量为23L·min-1；6月22日，工作电压为140v，工作流量为25L·min-1，再生流量为25L·min-1；

3 结果与讨论

中试试验从6月20日起正常运行三天，其中，6月20日工作3个周期，6月21日和6月22日工作5个周期。每天安排专人对相关的数据参数进行监测和分析，并在22日下午取出水样，并对水质进行监测分析。送检的指标主要有电导率、COD、總碱度、总硬度以及氯化物等。（1）电导率去除。水中总盐量量度为水的电导率，通过测量电导率来得出水的除盐率。通过测算可以看出，原水的电导率平均为3101μS·cm-1，最大小为2885μS·cm-1，最大为3503μS·cm-1；周期产水的平均电导率为1000μS·cm-1，其中，周期产水最小平均电导率为890μS·cm-1，最大为1322μS·cm-1，平均去除率符合产水平均电导率要求。（2）产水率。本次中试总进水为40立方米，总产水为29.2立方米，产水率为73%。（3）能耗分析。本次中试中的能耗主要为电吸附处理过程中的用电。平均能耗为2.01kWkm3，总体来看，电耗是符合设计要求。（4）水质分析。对出水水质进行检测分析，EST技术中的电导率影响因素主要是废水中离子钙、镁、铁等有着较高的去除效果，达45%。

综上，从试验的工艺流程整体运行效果来看，该工艺运行稳定，设备简单，出水较为稳定，符合废水处理回用要求，值得在现实中应用和推广，具有较好的现实应用价值。

参考文献：

[1]刘捷涛，肖丙雁，庞翠玲.电吸附除盐技术应用于冷轧废水的中试研究[J].水处理技术，2010（09）：127-129.

[2]俞延江，吴刚，闫丽萍.电吸附盐法在宁钢厂污水站处理中的应用与研究[J].化工科技，2013，21（01）：37-40.

作者简介：盛强男（1989-），女，本科，山东济宁人，助理工程师，主要从事污水处理研究。