摘 要：水資源的合理利用是國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，我國(guó)是水資源匱乏的國(guó)家，污水的大量排放進(jìn)一步加劇的用水矛盾，水資源污染問(wèn)題治理迫在眉睫。本文在詳細(xì)分析了EST技術(shù)原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，就電吸附除鹽技術(shù)在污水再生中的應(yīng)用進(jìn)行了深入探討，試驗(yàn)結(jié)果符合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電吸附；除鹽技術(shù)；再生利用

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

0 概述

水資源的合理利用是國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，工業(yè)污水產(chǎn)生量不斷增長(zhǎng)，根據(jù)《全國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2015年）》公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年全國(guó)廢水排放總量為735.3億噸，其中，工業(yè)廢水排放量為199.5億噸。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所需要得水資源大部分是由除鹽系統(tǒng)提供的除鹽水或純水。目前，工業(yè)廢水除鹽工藝主要有離子交換法、蒸餾法和膜分離技術(shù)除鹽等。

1 EST技術(shù)原理及特點(diǎn)

1.1 EST技術(shù)原理

電吸附技術(shù)作為一種新型的脫鹽水處理技術(shù)，原水從一端流入在陰陽(yáng)極相隔組成的空間，然后再?gòu)牧硪欢肆鞒?。原水在陰極和陽(yáng)極之間流動(dòng)時(shí)會(huì)受到其中的電場(chǎng)作用，水中帶電粒子分別向帶相反電荷的電極遷移，被該電極吸附并最終實(shí)現(xiàn)這雙電層內(nèi)儲(chǔ)存的效果。隨著電極吸附帶電離子的不斷增加，帶電粒子在電極表面會(huì)大量富集濃縮，最終實(shí)現(xiàn)與水的分離，從而使原水中的溶解鹽類、膠體顆粒及其帶電物質(zhì)滯留在電極表面，原水淡化后流出，實(shí)現(xiàn)污水除鹽效果。

1.2 EST技術(shù)特點(diǎn)

與離子交換法除鹽不同的是，EST技術(shù)再生不需要使用任何的酸、堿或鹽溶液，只需要通過(guò)電極的放電即可完成，不會(huì)產(chǎn)生其他污染物。EST技術(shù)與蒸餾法相比，在其電吸附過(guò)程中會(huì)將水中的離子分離出來(lái)，并不是先將水分子從原水中分離出來(lái)，因此，具有很高的能量利用率。（1）耐受性強(qiáng)。EST核心部件使用壽命長(zhǎng)，不需要經(jīng)常更換部件，運(yùn)行成本較低。（2）利用率高。EST技術(shù)廢水除鹽后的水資源利用率達(dá)75%以上，經(jīng)過(guò)其他工藝的組合，甚至可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)85%的利用率。（3）無(wú)二次污染。EST技術(shù)廢水除鹽系統(tǒng)中不需要添加藥劑，系統(tǒng)本身也不會(huì)產(chǎn)生其他新的排放物，原水處理后可以直接達(dá)標(biāo)排放。（4）無(wú)結(jié)垢。原水在設(shè)備中的陰、陽(yáng)離子在不同場(chǎng)所，不會(huì)相互結(jié)合產(chǎn)生結(jié)垢。（5）操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行成本低。EST系統(tǒng)無(wú)需膜原件，對(duì)原水水質(zhì)要求不高，大多采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高。此外，EST技術(shù)屬常壓操作，無(wú)需太多能耗，運(yùn)行成本較低。

2 中試試驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)用水

試驗(yàn)用水取自某冷軋廢水處理站達(dá)標(biāo)排放水，要求進(jìn)水的導(dǎo)電率≤1000μS·cm-1，得水率80%，出水作為工業(yè)生產(chǎn)回用水。中水回用標(biāo)準(zhǔn)為：電吸附產(chǎn)水pH6-9，（SS）≤35mg·L-1，COD≤65mg·L-1， （石油類）5mg·L-1，電導(dǎo)率≤300μS·cm-1。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備及流程

EST技術(shù)具有操作設(shè)備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，主要用到的試驗(yàn)設(shè)備有：電吸附模塊EMK，2套，規(guī)模1-2.5m3/h，纖維球精密過(guò)濾器QLG-800，精密過(guò)濾器：直徑200mm×1000 mm×5mm，精密度6μm、原水泵：流量5 m3·h-1，水箱1.5 m×2m，2個(gè)。

2.3 試驗(yàn)方法

為保證試驗(yàn)順利進(jìn)行，采用兩級(jí)串聯(lián)運(yùn)行的方式，電吸附模塊分為a、b兩組，其中EST模塊的運(yùn)行周期為60min，工作周期包括受電靜置3min、預(yù)排4min及吸附53min，反洗周期包括灌電靜置3min、短接靜置17min，濃水反洗10min、中水反洗20min，原水反洗10min。a、b兩組交替運(yùn)行。試驗(yàn)期間，通過(guò)改變a、b模塊的工作電壓以及流量來(lái)觀察EST模塊的工作性能，以此來(lái)確定工程中的模塊種類和工作電壓等提供現(xiàn)實(shí)參考。

6月20-22日，以某冷軋廢水排口水樣進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)參數(shù)主要為：6月20日，工作電壓為120v，工作流量為25L·min-1，再生流量為25L·min-1；6月21日，工作電壓為130v，工作流量為23L·min-1，再生流量為23L·min-1；6月22日，工作電壓為140v，工作流量為25L·min-1，再生流量為25L·min-1；

3 結(jié)果與討論

中試試驗(yàn)從6月20日起正常運(yùn)行三天，其中，6月20日工作3個(gè)周期，6月21日和6月22日工作5個(gè)周期。每天安排專人對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，并在22日下午取出水樣，并對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。送檢的指標(biāo)主要有電導(dǎo)率、COD、總堿度、總硬度以及氯化物等。（1）電導(dǎo)率去除。水中總鹽量量度為水的電導(dǎo)率，通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率來(lái)得出水的除鹽率。通過(guò)測(cè)算可以看出，原水的電導(dǎo)率平均為3101μS·cm-1，最大小為2885μS·cm-1，最大為3503μS·cm-1；周期產(chǎn)水的平均電導(dǎo)率為1000μS·cm-1，其中，周期產(chǎn)水最小平均電導(dǎo)率為890μS·cm-1，最大為1322μS·cm-1，平均去除率符合產(chǎn)水平均電導(dǎo)率要求。（2）產(chǎn)水率。本次中試總進(jìn)水為40立方米，總產(chǎn)水為29.2立方米，產(chǎn)水率為73%。（3）能耗分析。本次中試中的能耗主要為電吸附處理過(guò)程中的用電。平均能耗為2.01kWkm3，總體來(lái)看，電耗是符合設(shè)計(jì)要求。（4）水質(zhì)分析。對(duì)出水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，EST技術(shù)中的電導(dǎo)率影響因素主要是廢水中離子鈣、鎂、鐵等有著較高的去除效果，達(dá)45%。

綜上，從試驗(yàn)的工藝流程整體運(yùn)行效果來(lái)看，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備簡(jiǎn)單，出水較為穩(wěn)定，符合廢水處理回用要求，值得在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用和推廣，具有較好的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉捷濤，肖丙雁，龐翠玲.電吸附除鹽技術(shù)應(yīng)用于冷軋廢水的中試研究[J].水處理技術(shù)，2010（09）：127-129.

[2]俞延江，吳剛，閆麗萍.電吸附鹽法在寧鋼廠污水站處理中的應(yīng)用與研究[J].化工科技，2013，21（01）：37-40.

作者簡(jiǎn)介：盛強(qiáng)男（1989-），女，本科，山東濟(jì)寧人，助理工程師，主要從事污水處理研究。