电吸附法污水处理回用中试研究

曹志豪

(广饶第一中学二校区57级3班，山东 广饶 257342)

电吸附法污水处理回用中试研究

曹志豪

(广饶第一中学二校区57级3班，山东 广饶 257342)

电吸附法，主要应用于水的深度除盐处理；实验研究以中国化工正和集团污水处理厂外排水作为原水质，采用电吸附法进行深度处理，结果表明出水水质达到了该厂回用水质标准。

电吸附除盐技术；污水回用；中水

长期以来，大量污水的排放不仅是一种水资源的浪费，而且还会破坏一定的生态环境。正和集团目前污水厂理能力12000t/d,实际处理量7200m3/d，如果将该污水厂的外排水进行适当处理后加以回用至循环水补水，既实现了污水的资源化，又缓解了该厂的水资源不足，在水资源日益短缺的今天具有重要的社会和经济效益。

1 工艺的确定

1.1 工艺选择

当前各行各业中水脱盐技术主要采用电吸附、反渗透、电渗析、离子交换等。反渗透、电渗析、离子交换这些方法对水的预处理要求普遍较高，而处理后的污水(中水)的成分复杂，水质变化大，沿用这些传统的方法势必对设备的前期预处理提出很高的要求，且增加投资和运行成本。电吸附水处理技术为近年来的一项新兴技术，技术上已比较成熟，其最大的特点就是对进水的水质要求较低，且运行中基本不消耗化学药剂，所以不需要增加过多预处理设施，运行维护也较方便。。

1.2 水源情况

本次中试采用中国化工正和集团污水处理厂CBAF出水作为水源，源水的主要特点是电导率、氯离子含量、硬度及悬浮物含量较高，不能满足作为工业用水循环水补水的水质要求。原水水质及回用水质见表1。

表1 正和集团污水厂中试水源及出水水质基本参数情况

1.3 工艺流程

总工艺路线暂定如下：

来水→ 原水箱→电吸附模块 →产品水

工艺流程分为三个步骤：工作流程，排污流程，再生流程,见图1。

图1 中试工艺流程图

工作流程：储存在原水池中的原水通过提升泵打入保安过滤器，大于5μm的残留固体悬浮物或沉淀物在此道工序被截流，水再被送入电吸附(EST)模块。水中溶解性的盐类被吸附，水质被净化。

再生流程：就是模块的反冲洗过程，用原水冲洗经过短接静置的模块，使电极再生。反冲洗后的水被送入中间水池，进入中水池的水等待下一个周期排污用。

排污过程：排污过程其本质和再生一样，是模块的一个反冲洗程序，但水源有区别，排污过程用的是中间水池的水，即再生之后的浓水，这是一个有效的节水过程，因为经过再生之后的浓水尚未达到饱和，所以用再生后产生的浓水再次冲洗模块，就节省了冲洗过程中的用水量，提高了产水率。

模块的工作流程如图2 所示。

图2 正和集团中试电吸附模块的工作流程

2 电吸附除盐运行参数分析

2.1 电吸附除盐原理

电吸附除盐的基本思想是通过施加外加电压形成静电场，强制离子向带有相反电荷的电极处移动，对电极的充放电进行控制，改变电极处的离子浓度，从而实现对水溶液的脱盐。一旦除去电场，吸引的离子被释放到本体溶液中，溶液浓度升高，通过这一过程实现电极材料的再生，

2.2 电吸附除盐技术运行条件

规模：产水水量0.6 m3/h。

工作压力：≤0.08MPa

介质温度：≥0℃

环境温度：0～40℃

用电负荷： 380V

2.3 电吸附除盐处理效果分析

加电36V，A、B组交替运行。工作流量与再生流量均为600L/h。

工艺参数见表2。

表2 工作阶段与再生阶段时间 时间：s

2.3.1 电导率去除效果

水的电导率与其所含的无机酸、碱、盐的量有一定关系。当它们的浓度较低时，电导率随浓度的增大而增大，因此常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。本试验对电导率的去除效果如图3示。

图3 电导率及其去除率

从图3可以看出，电吸附出水比较稳定，平均进水电导率947.3μs/cm，平均出水电导率404.4μs/cm，平均去除率57.0%。

2.3.2 氯化物去除效果

氯离子是主要考察指标之一，是总盐中含量最高的组分，氯离子过高可能对钢铁管道产生腐蚀。氯离子的去除也是除盐的重要指标。本次试验氯离子去除效果见图4。

由图4可以看出，对氯离子的去除效果是相当好的(要优于电导率)，平均进水氯离子105.6mg/L，平均出水氯离子36.7mg/L，平均去除率61.1%。

图4 氯离子及其去除率

2.3.3 硬度去除效果

总硬度与钙硬都是监测水质的重要指标，对工业用水影响很大，过高的总硬度或钙硬会导致结垢。本次试验总硬度及钙硬的去除效果见图5、图6。

图5 总硬度及其去除率

由图5可以看出，电吸附对硬度的去除效果还是比较好的，平均进水硬度1.68mmol/L，平均出水硬度0.35mmol/L，平均去除率78.6%。

图6 钙硬及其去除率

由图6可以看出，电吸附对钙硬的去除效果是非常的好，平均进水钙硬38.7mg/L，平均出水钙硬6.6 mg/L，平均去除率82.6%。

2.3.4 COD去除效果

COD是水中有机物消耗氧的含量，是反应废水污染程度的重要指标之一，是水质监测的重中之重，电吸附对COD的去除效果见图7。

从图7看，电吸附对COD的去除效果还是比较好的。平均进水COD 93.9mg/L，平均出水COD 56.8mg/L，平均去除率40.3%。

2.3.5 浓水COD去除效果

本次实验还要重点监测浓水COD的富集情况，具体数据见图8。

图8 浓水COD去除效果

从图8可以看到浓水COD与原水COD是差不多的，也就是说浓水COD是不浓缩的。

3 结论

电吸附除盐技术通过在正和集团污水厂，对其外排水进行深度除盐处理试验研究，出水满足要求：

(1)中试平均出水电导率404.4μs/cm，Cl-36.7 mg/L，总硬度0.35mmol/L,满足要求。

(2)电吸附运行成本较低，从中试看来，得水率76.1%，吨水能耗0.718 kWh/t。

(3)浓水COD与原水COD差不多，COD不浓缩。

(4)在处理过程中不产生新的排放物，验证了电吸附技术无二次污染的技术特点。

(5)电吸附正常情况不产生污堵，清洗周期长，另外附属设备少，处理工艺简捷，使得操作维护简便，易于实现全自动运行。

(6)在水资源匮乏的今天，回收和利用这部分水资源具有良好的经济效益和社会效益。

(本文文献格式：曹志豪.电吸附法污水处理回用中试研究[J].山东化工，2017，46(04)：147-149.)

2016-12-07

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1008-021X(2017)04-0147-03