连续式电吸附海水淡化技术研究

甘定平

（科盛环保科技股份有限公司，江苏南京 211500）

连续式电吸附海水淡化技术研究

甘定平

（科盛环保科技股份有限公司，江苏南京 211500）

针对海水淡化膜价格昂贵、能耗高、寿命短、预处理要求高、产水率低等缺点，研究了一种基于连续式电吸附工艺的海水淡化工艺，包括预处理集成系统、电吸附系统、反渗透系统。该工艺具有成本低、寿命长、能耗低、占地面积小、回收率高等优点。

海水淡化；连续式；电吸附

我国人均水资源占有量只有世界平均水平的1/4。目前水荒覆盖面几乎遍及全国。尤其是北方地区缺水问题相当严重，水荒已成为困扰工业企业生产和发展的一个重要问题。解决城市水资源可持续利用的战略原则是坚持“开源与节流并重，节流优先、治污为本、科学开源、综合利用”，海水淡化是解决沿海地区淡水紧缺的有效途径。

向海洋要水已成为国际共识，海水淡化越来越受到重视。随着科学技术的发展，海水淡化，包括从苦咸的高盐度海水以及含盐量比海水低的苦咸水中通过脱盐生产出清纯可口的淡水不仅成为现实，而且呈迅猛发展之势。现在实用的海水淡化技术有蒸馏法和膜法两大类。其中蒸馏法分为多效蒸馏、多级闪蒸和压力蒸馏；膜法分为反渗透和电渗析。膜法中的海水反渗透技术（SWRO）与其他淡化技术相比要年轻得多，且显现出其经济和技术优势，但其不足之处也比较突出，阻碍了反渗透法（SWRO）海水淡化的进一步发展：成本高，高脱盐率的海水淡化反渗透膜（SWRO），价格昂贵；能耗大，高盐度的海水需要使用高耗能的增压泵；对膜的依赖程度也大，寿命较短（一般2a左右），需要定期更换膜组件，从经济合算的标准衡量，仍然不尽如人意；对预处理的要求高，预处理工艺冗长；产水率低，一级海水反渗透膜的产水率低于45%。对压力容器和过水部件的材质要求高，为避免腐蚀，需要使用双相钢材质的压力容器和过水部件。

1 工艺流程介绍

图1 工艺流程图

工艺流程（见图1）：启动取水泵1，将取水井中的海水泵入水力澄清池2，在水力澄清池2的进水管中投加三氯化铁混凝剂，进行混凝预处理，去除其浑浊度、部分有机物和金属等，同时投加杀菌剂，杀灭海水中的浮游生物、细菌和病毒等微生物，海水在水力澄清池2中进行沉淀后，上清液经串联的石英砂过滤器3和活性炭过滤器4，去除微生物、悬浮物和胶体物质，再经保安过滤器5精滤，得净化海水。试验证明，采用三氯化铁做混凝剂，同时后道过滤器采用石英砂过滤器3串联活性炭过滤器4，对海水的除盐率能达到40%～45%。

预处理出水送入电吸附系统进行预脱盐处理，通过外加直流电源对阴阳电极导电，使电极产生正负电荷，通过的海水中的离子或带电粒子分别被带相反电荷的电极吸附，从而达到脱盐的效果。电吸附系统能脱除50%以上的含盐量，且对硬度的去除率为60%左右，对COD的去除率为40%左右。当电极吸附达到饱和后，将直流电源去掉，并将正负电极短接，使吸附在电极表面的离子重新回到通道中，随水流排出，浓水随浓水出水管路15排放收集，电极由此得到再生。电吸附系统采用多个电吸附模块8并联的结构，通过控制系统的控制对电吸附模块8逐个进行脱附再生，可实现电吸附再生和运行的同时进行，提高了处理效率，达到连续运行的效果。

2 结论

1）预处理集成系统采用的是三氯化铁混凝剂加串联石英砂和活性炭过滤，对海水的除盐率能达到40%～45%，使进入电吸附装置的水质含盐量大大降低，减轻了电吸附的负担，降低电吸附的能耗；采用电吸附预脱盐装置，脱盐率可达50%以上，尤其对Cl-脱除率高，对氟、钙、镁离子去除率效果亦佳。电吸附系统具有耐受性好，核心部件使用寿命长；无二次污染，运行成本低；属常压操作，能耗低等特点；采用并联式的电吸附模块，通过控制系统的控制使得电吸附模块逐个进行脱附再生，可实现电吸附再生和运行的同时进行，提高了处理效率，使连续式电吸附系统的运用成为可能。

2）采用电吸附一级低压RO的除盐系统，电吸附系统的出水约含30%左右的海水盐量，后续采用低压普通RO装置，降低了投资成本；低压RO膜所需的进水压力比海水RO膜所需的进水压力降低了60%～70%，降低了能耗；水利用率提升50%，节水；材料要求低，可用不锈钢材质，投资成本大大降低。整体工艺简单，出水水质满足生活饮用水水质标准。

Research on Continuous Electro-adsorption Desalination Technology

Gan Ding-ping

Aiming at the shortcomings of high cost，high energy consumption，short life expectancy，high pretreatment requirement and low water production rate，the seawater desalination process based on continuous electro-adsorption process is studied，including pretreatment integrated system，Adsorption system，reverse osmosis system has the advantages of low cost，long life，low energy consumption，small footprint，high recovery rate.

desalination；continuous；electro-adsorption

X703

A

1003-6490（2016）07-0046-01

2016-07-11

甘定平（1986—），男，江苏南京人，助理工程师，主要从事水污染控制技术研究工作。