第３６卷第２９期 Ｖ０１．３６ Ｎｏ．２９ ２ ０ １ ０年１ ０月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸｌ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｏｃｔ．２０１０ ・１７３・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１０）２９—０１７３．０２ 浅谈电吸附技术在水处理工艺中的应用 籍继花 摘要：通过对电吸附除盐原理、工艺系统组成、主要影响因素、主要技术特点等方面的探讨，确立电吸附除盐在水处理 技术中的地位，以达到正确应用电吸附除盐技术的目的。 关键词：电吸附，除盐，影响因素，应用 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ １ 电吸附除盐原理 电压过高，运行时在电极表面会有微小气泡产生，电极上产生了 电吸附除盐原理为：原水从一端进入由两电极板相隔而成的 副反应——水的电解反应，这些副反应的反复发生，会减小电极 空间，从另一端流出。原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作 的有效表面积，从而降低电吸附的去除率。 用，水中带电粒子在电场作用下，分别向电性相反的电极迁移，被 ３．２流量与压力的影响 吸入一种特殊的材料里面而达到对水进行脱盐的水处理技术。 流量和压力的影响。水的流量和压力大小对于除盐率、出水 由于其不改变离子及带电粒子的物理、化学特性，所以不会产生 水质、产水量、能耗以及成本均产生直接的影响。在相同的电压 电解现象。 和电极对数目下，随着流量的降低，除盐的效果越来越好。流量 ２电吸附工艺系统组成 大时除盐率低，但去除离子的总量却增加，同时压力损失会增加， 电吸附除盐系统一般由电吸附控制模块、水箱、水泵、前置过 流量对除盐率的影响见表２。 、 表２流量对除盐率和能耗的影响 滤器、后置过滤器、管网系统、电源系统、检测仪表及电器控制系 流量／ｔ・ｈ一０ ０．８０ １．００ １．２５ １．５０ １．７５ ２．Ｏ 统等组成。其工作过程分为以下三个步骤：１）制水过程。电吸附 除盐率／％ ８７ ８４ ８０ ７６ ７２ ６７ 系统制水运行时，直流电源接通，电吸附模块开始工作，出水口的 能耗／ｋＷ・ｈ・ｔ一１ １．２１ １．０５ ０．８５ ０．８０ Ｏ．７２ ０．６７ 电导率随时间延续先降低后升高，低含盐量的水从电极吸附单元 从表２可以看出，适当增加流量可以将除盐率和能耗控制在 流出。２）初步再生。随着运行时间的延长，电极表面的离子吸附 一定范围。在实际应用中，可以根据需要，选择合适的参数，使得 趋于饱和，此时出水电导率将升高，模块需要再生。再生时可以 除盐率较高，能耗较小。 采取两种方法：一种可将电吸附模块阴阳两极短接；另一种可撤 一般情况下，除盐要求不高时，采用大流量，当除盐要求高 销直流电场，然后用水箱水冲洗模块使电极得到初步再生，通过 时，采用小流量。 模块的浓水外排。３）再生过程。再生过程其本质和初步再生一 ４电吸附技术的主要特点 样，是模块的反冲洗程序，但水源有区别。再生开始后，就使用水 １）水利用率高，一般情况下水的利用率可以达到７５％以上， 质比较好的原水冲洗模块，直至出水电导和进水电导一致时，再 经过特殊工艺组合，可达到８５％。２）无二次污染。３）对颗粒污染 生过程结束。再生过程时排除的冲洗水水质优于初步再生时的 浓水，可送入中间水箱供下一个周期初步再生时使用。实验得出 物要求不高。４）电吸附除盐设备具有很强的耐冲击性能。５）抗 结垢和油类污染。当原水硬度较高，且碱度也较高，极易结垢。 初步再生时使用中间水箱的水来冲洗，可使得水率比直接用原水 但电吸附技术主要是利用电场将阴、阳离子分别去除，因此，阴、 冲洗高１０％左右。 阳离子所处场所不同，不会相互结合产生垢体。由于电吸附装置 ３ 电吸附的主要影响因素 采用惰性材料作为电极，可抗油类。６）对余氯无特殊要求。对水 ３．１ 电压的影响 温的适应性强，当水温大于０℃时，处理水量与水温无关。７）电 １）定电压的影响。据北京海希门水处理技术有限公司实验， 极材料使用寿命长，正常使用一般在８年以上，避免了因更换核心 当处理流量为１．５ ｍ０／ｈ时，以定电压方式运行，出水电导率变化 部件而使运行成本提高。８）操作及维护简便。９）运行成本低。该 见表１。 技术属于常压操作（一般为０．２ ＭＰａ～０．３ ＳＰａ）、低电压（１．５ Ｖ～ 表１定电压出水电导率变化 ２ ｖ）工作，其耗能比较低。１０）电吸附的除盐率低。电吸附的除 运行时间／ｍｉｎ ｌ ０ ３ ６ ９ １２ １５ １８ 盐率一般在８０％左右。 出水电导 ／ｃｍ ｌ １ ５０１ ２９３ ２０５ ２１６ ２４６ ２９６ ３６７ 运行时间／ｌｍｉｎ ｌ ２１ ２４ ２７ ３０ ３３ ３６ ３９ ５与电吸附相比；反渗透的条件 出水电导／ｚ ／ｃｍ ｌ ４４６ ５３０ ６０８ ７１２ ７９１ ９６７ ９５０ １）悬浮物质和胶体物质容易使反渗透膜孔堵塞，减小膜的有 从表１中可以看出，出水电导率先随时间不断降低，运行一 效工作面积，导致产水量和除盐率降低。２）细菌和微生物对膜的 段时间后电导逐渐升高，我们可以根据出水除盐率要求，取其中 侵蚀、污染、水解等使水通量和除盐率降低，并使膜的使用寿命缩 某一时间段的出水作为成品水。在运行中，电吸附除盐装置需要 短。３）游离氯几乎可使所有的反渗透膜受到不同程度的破坏，尤 严格的周期性的再生，否则，不能保证出水水质。 其是复合膜和芳香聚酰胺膜。４）铁、铝、锰等金属氧化物含量高 ２）变电压的影响。变电压的影响表现在两个方面：ａ．在等运 时，会在膜表面上形成氢氧化物胶体沉积，使膜孔堵塞，损坏反渗 行时间下，随着电压增大，电极吸附量显著增多，除盐率提高。ｂ． 透膜的工作性能。５）水中高ｓ暖一和ｓｉ 均可在膜面上结垢，使 收稿日期：２０１０．０６ １２ 作者简介：籍继花（１９７０一），女，工程师，山西省阳泉市自来水公司，山西阳泉０４５０００ 第３６卷第２９期 建 筑 Ｖｏ１．３６ ＮＯ．２９ ・１７４・ ２ ０ １ ０年１ ０月 山 西 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ ｒＵＲｌ Ｏｃｔ．２０１０ 文章编号：１００９．６８２５（２０１０）２９—０１７４—０２ 城市污水处理升级改造中化学除磷原理及费用 罗富金 摘要：就城市污水处理升级改造中化学除磷原理及费用进行了分析和介绍，指出化学药剂与污水中的磷通过化学反应 形成不溶性磷酸盐以沉淀、过滤等方式得以去除。污水中磷浓度越高，化学药剂的利用率也越高，反之亦然；出水磷浓度 要求越低，则去除单位磷的化学药剂量越大。 关键词：升级改造，一级Ａ标，化学药剂，除磷原理 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 化学除磷作为大型污水处理厂生物除磷的重要辅助手段，对 则Ｋｓｐ＝［ｃａ２ ］ ・［ＯＨ］・［Ｐ ］３ ｏ 污水处理厂的稳定运行和达一级Ａ标准有重要的作用和意义。 １ 化学除磷就是向污水中投加药剂，与磷反应形成不溶性磷酸 整理得：［Ｃａ２ ］ 『 Ｋｓｐ ｌ［ＯＨ一儿Ｐ０ｉ一］ ］Ｊ ：『鱼 ¨ＯＨ一］Ｊ］ 丐． 盐，然后通过沉淀、气浮或过滤，将磷从污水中除去。用于化学除 磷的常用药剂有三大类：石灰、铝盐和铁盐（如：氢氧化钙、硫酸 ｌＰ０ｉ Ｊ丐。 铝、聚合氯化铝（ＰＡＣ）、铝酸钠、三氯化铁、硫酸压铁等），以下就 几种化学药剂除磷的原理和费用作简单的分析。 令Ｋ＝［ ］ ，则一卜式可化为： １石灰法除磷 ［（ ］二Ｋ・［ＰＯ２４一］考。 １．１石灰除磷的原理 在处理程度相同的情况下污水磷浓度越高，对石灰的利用率 在实际污水中通常存在各种形态的碳酸盐，当把石灰投加进 也越高；处理后出水磷浓度越低，则去除单位磷所要求的石灰投 入含磷污水中，它既可以与污水中 反应也可以与ＨＣＯ３ 加量也越大，并且进水磷浓度小于５ ｍｇ／Ｌ以后，去除单位磷耗石 反应，相应的反应方程式如下： 灰量会成倍增加，因此实际工程中往往根据进水磷浓度、除磷程 ｇｆｆ，Ｆ￣ 度、废水碱度等条件对石灰的投加点进行合理的选择布置。 主反应：５ｃａ２ ＋４０Ｈ一＋３ＨＰ０ｉ 案Ｃａ５（ＯＨ）（Ｉ￣）４）３ ＋ ２投加铝盐和铁盐除磷 ３Ｈ２Ｏ。 ２．１ 铝盐和铁盐除磷原理 老 ￣，ＩＫＫ：Ｃａ２ ＨＣＯ３－ Ｃ￣ＣＯ３ ＋Ｈ 。 铁盐与铝盐经常作为除磷沉淀剂，就沉淀而言，其行为特点 这是两个相互竞争的反应，根据反应的平衡理论可知：降低 是一样的，因此在下面的讨论中可以表示为Ｍｅ３ 。 Ｉ＿ 浓度，可以降低副反应的竞争能力，提高除磷药剂的除磷效 在反应过程中这些金属离子既可以生成磷酸盐沉淀也可以 率。但通常认为 在低浓度含磷污水中石灰将优先和碳酸盐反应。 生成金属氢氧化物沉淀，相应的反应方程式如下： 主反应： １．２除磷石灰投加量的理论计算 羟基磷灰石的沉淀溶解平衡反应式如下： Ｍｅ３ ＋Ｈ２ ＭｅＰＯ４＋２Ｈ （１） Ｇａｓ（ＯＨ）（ＰＯ４）３ ５［ｃａ２ ］＋［ＯＨ一］－Ｉ－３［ｖｃ￣一］ 副反应： 膜受到污染，水通量下降，压降上升。６）表面活性剂、油分、洗涤 下，电吸附技术在工业废水处理、工业除盐处理、饮用水深度净化 剂等也可使膜受到污染。７）反渗透系统工作压力较高，一般在 处理、苦成水淡化和海水淡化处理方面将会有越来越广泛的应用。 ２．０ ＭＰａ左右，运行成本较高。８）反渗透的运行维护工作比较 参考文献： 复杂。 ［１］ 崔玉川．水的除盐方法与工程应用［Ｍ］．北京：化学工业出 ６结语 版社，２００８：２４３—２６９． 电吸附技术由于具有很多优点，因此其具有广泛的适应性和 ［２］ 张弥，宋长春，陈淑琴，等・电吸附技术在高含盐水除盐系 良好的实用性。在今天水环境污染形势严峻，水资源短缺的情况 统中的应用［Ｊ］・城镇供水，２００６（３）：２０—２３・ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ－ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ＪＩ Ｊｉ・ｈｕａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ－ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｄｅｓａｌｔ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ，ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ— ｔｉｅｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ，ｉｔ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｃｅｔｒｏ－ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｄｅｓａｌｔｉｎｇ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｉｔｈ ａ ｖｉｅｗ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｕｒ— ｇｌｓｅ ０ｆ ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｅｌｃｅｔｒｏ－ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｄｅｓａｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｃｅｔｒｏ－ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｄｅｓａｈｉｎｇ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 收稿日期：２０１０．０６．２３ 作者简介：罗富金（１９７４一），男，硕士，工程师，中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆市城镇污水治理工程技术研究中心，重庆４０００１３
