电除盐技术是继热法、膜法和离子交换除盐技术之后,发展出来的水脱盐技术,具有低能耗、常温、高效、易再生、易维护,无需投加药剂,无二次污染等优点,是一种极具应用前景的脱盐浓缩新技术。
壹 ※ CDI
CDI(Capacitive Deionization),即电容去离子技术,也称电容吸附去离子技术。CDI模块由位于两端的电极和电极之间的流道构成,在电极之间施加电场,在电场的作用下正负离子向电极定向移动,吸附在电极表面,即“充电富集”过程,使流道内溶液的离子浓度降低;吸附饱和后,降低或断开外接电压、将电极短接或反接电极,吸附在电极表面的离子被释放到流道内,即“放电解析”过程,溶液离子浓度增高。当原水连续进入CDI模块,反复进行充放电操作时,则周期性的流出淡水和浓水,实现脱盐和浓缩。
可用于水及废水脱盐,去除水中无机盐类,如钙、镁、氟、砷、钠、硫酸盐、硝酸盐氯化物。可用于RO预处理,预除盐和除钙镁,提高RO产水率和运行的稳定性。适用于TDS 200~2000 mg/L,其投资略高于热法和膜法脱盐,其运行成本远低于热法和膜法脱盐。
低成本、低能耗、常温、高效、易再生、易维护,无二次污染,被认为是最具有前景为人类提供淡水的技术之一。
贰 ※ MCDI
MCDI膜电容去离子技术(或称为电容析脱盐技术),是在CDI的基础上,融合了离子膜技术,电极采用多孔炭材料电极和离子膜结合形成膜电极。在电场的作用下,在电极和溶液之间形成双电层,极性分子或者离子被储存在双电层中,降低溶液中离子的浓度,从而达到脱盐的目的。当电极饱和后,通过施加反向电场使离子脱离实现电极再生,同时排出浓水。MCDI既有CDI的优点,又有离子膜渗析的作用。
叁 ※ ED
ED(Electrodialysis),即电渗析技术。ED模块由位于两端的电极和电极间交替设置的阴离子交换膜(AM)和阳离子交换膜(CM)组成,阴离子交换膜(AM)和阳离子交换膜(CM)之间构成脱盐室及浓缩室。在直流电场的作用下阴阳离子定向迁移,分别透过阴离子交换膜(AM)和阳离子交换膜(CM)进入浓缩室,实现脱盐和浓缩。
可对离子性物质进行脱盐、浓缩、精制及回收,在离子性物质之间还可进行选择性分离,可从非离子性有价物中去除离子性物质。
与电容法去离子技术相比,ED装置组装难度大、不能脱除难以解离或解离度小的物质,易产生极化结垢或者中性扰乱,导致除盐效率下降。
EDR(Electrodialysis),即频倒电极电渗析技术。EDR的出现是为了解决ED法的极化和结垢问题,EDR的原理和ED法基本是相同的,只是在运行过程中,EDR每隔一定时间正负电极极性相互倒换一次,因此称其为频繁倒极电渗析。它能自动清洗
离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜效率的长期稳定性及淡水的水质和水量。频倒电极可实现高效的水回收率,预防矿物质(水垢)析出,提高薄膜的耐久性,可控制脱盐水(生产水)的水质,还可处理二氧化硅浓度较高的原水。
EDI(Electrodeionization),又称连续电除盐技术(Continuous Electrodeionizati-on,CDI)。融合了ED(电渗析技术)和离子交换技术,在阴离子交换膜(AM)和阳离子交换膜(CM)之间填充阴阳离子交换树脂。在电场的作用下,通过阴、阳离子交换膜的选择透过性与离子交换树脂对水中离子的交换作用,实现水中阴、阳离子定向迁移,从而达到水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生。适用于深度除盐和制超纯水。
伍 ※ 电除盐技术对比