凈元電容析去離子技術(shù)（MCDI）是擁有發(fā)明權(quán)的簡單而有效的去除水中溶解性總固體（TDS）的電化學(xué)技術(shù)。在電場作用下通過電極和溶液之間形成的雙電層，極性分子或離子被儲存在雙電層中被去除，當(dāng)電極飽和后可以通過加上一反向電場使離子脫離電極進(jìn)行再生。與傳統(tǒng)的除鹽方法相比，凈元電容析能耗小、成本低，且再生容易，無需化學(xué)藥劑，是一種既經(jīng)濟(jì)又有效的方法。
凈元電容析采用石墨電極與離子膜結(jié)合的形式，稱為膜電極；膜電極既有電容吸附的優(yōu)點(diǎn)又具有離子膜滲析的作用，所以稱為凈元電容析去離子技術(shù)。水中含有的砷、硝酸鹽、氟化物、高氯酸鹽、氨氮、硫酸鹽、金屬離子及其他離子性化合物均可用凈元電容析技術(shù)來處理。
凈元電容析（MCDI）系統(tǒng)有兩種設(shè)計(jì)方案可供選擇。一種是去除所有帶電荷的溶解性鹽類；另一種是選擇性去除一價離子，例如硝酸鹽和氟化物。
傳統(tǒng)去離子技術(shù)
目前公開的去離子技術(shù)中，常見的脫鹽方法有反滲透法、離子交換法和電滲析法等，這些方法均存在著許多局限性。如采用反滲透法，系統(tǒng)對水的預(yù)處理要求很高，高壓泵能耗高，得水率較低，制水成本高；采用離子交換法，再生酸堿費(fèi)用高，再生廢液很容易對環(huán)境造成二次污染，系統(tǒng)操作要求高；采用電滲析法，運(yùn)行過程中陰極和陽極膜上容易結(jié)垢，從而影響出水水質(zhì)，并縮短儀器的使用壽命且耗電量、耗水量都很高。
凈元電容析膜電極優(yōu)點(diǎn)：
- 凈元電容析電吸附脫鹽的過程中，陰膜只能透過陰離子，陽離子被阻隔，陽膜只能透過陽離子，陰離子被阻隔。
- 凈元電容析在脫附離子時，當(dāng)反接電極后，離子膜會阻止離子吸附到對面極板上，所以離子會脫附的更*，因此這也在連續(xù)的吸脫附過程中增加了電吸附裝置的脫鹽能力。
- 膜碳電極之間的距離只是一層隔膜，幾乎為零，改變了老式裝置電極片之間設(shè)有蛇形或其他形式的液體通道結(jié)構(gòu)，被處理的廢水從四周一層一層漫過電極片進(jìn)行吸附，該模塊zui大的好處是拆卸容易，可以隨時根據(jù)需要調(diào)整膜電極的對數(shù)，而且電極片之間距離很近，使其在通過較大流速溶液時對離子仍然有較好的吸附能力。
技術(shù)革新
1、 現(xiàn)有電容吸附法沒有離子膜，水流直接沖刷碳電極，碳顆粒掉落的情況會持續(xù)發(fā)生；而由于膜電極中離子膜的遮擋和包覆，水流不直接沖刷碳電極，而是從離子膜之間流過，加上我們特殊的碳電極加工方法，*使用造成碳電極沖刷掉落的情況不會出現(xiàn)。
2、 當(dāng)反接電極時，因?yàn)殡x子隔膜的作用，使得從電極上脫附的離子，只能回到溶液或水中，無法吸附到對面電極上，從而使電極得到充分的清洗，再開始下一次吸附，提高了離子去除率和裝置的運(yùn)行效率；傳統(tǒng)的電容吸附去離子技術(shù)由于沒有離子膜隔離，導(dǎo)致脫附過程中離子再次吸附到對面極板上，嚴(yán)重影響脫附效果，導(dǎo)致處理效率降低。
3、 由于離子膜的選擇透過性，可以處理濃度幾萬毫克/升以上的溶液，由于膜電極的厚度極薄，電阻很小，再加上三明治式的*結(jié)構(gòu)，也可以處理濃度低于10毫克/升的溶液，改變了現(xiàn)有電容吸附法一般只能處理濃度200-2000毫克/升的液體的現(xiàn)狀，擴(kuò)大了適用范圍。
4、 可以瞬間反沖出濃度高于原液10倍以上的濃縮液，利于回收和濃縮，可以減少蒸發(fā)和其他方法濃縮的流程，降低能耗，而現(xiàn)有電容吸附法反沖濃度變化平緩，一般無法用于濃縮。
5、 傳統(tǒng)的電容吸附去離子（CDI）技術(shù)由于脫附不*導(dǎo)致結(jié)垢，這種結(jié)垢會導(dǎo)致吸附/脫附的效率下降，阻塞水流的通道，造成運(yùn)行壓力上升，容易破壞模塊的密封形成漏水。而因?yàn)殡x子膜的作用使碳電極每次都得到充分的脫附，吸附效率不會下降，也不會形成膠體和結(jié)垢；同時，由于模塊耐酸堿性好，可以適用于強(qiáng)酸水質(zhì)。
工作原理
要處理的廢水通過進(jìn)水口進(jìn)入裝置，通過布水板均勻分布在處理模塊組件四周，采用周邊進(jìn)水形式，被處理的廢水一層一層漫過膜碳電極片進(jìn)行吸附，該處理模塊組件zui大的好處是拆卸容易，可以隨時根據(jù)需要調(diào)整膜碳電極片的對數(shù)，而且膜碳電極片之間距離很近，使其在通過較大流速溶液時對離子仍然有較好的吸附能力。吸附后的水由*流出，通過集水板從出水口流出，實(shí)現(xiàn)去離子目的；本裝置運(yùn)行的吸附-脫附更替，通過電源的短接，反接完成，通過電磁閥切換倒極實(shí)現(xiàn)。
以同一種含離子廢水的處理為例，該廢水分別通過蠕動泵進(jìn)入凈元電容析去離子裝置（）和傳統(tǒng)的電容吸附去離子裝置（CDI），兩個裝置的主要區(qū)別一個是膜碳電極，一個是碳電極，其他所有的工藝條件相近，進(jìn)行連續(xù)進(jìn)、出水電吸附試驗(yàn)。并在線監(jiān)測瞬間電導(dǎo)率，直至電吸附平衡。再生時用原水沖洗，倒極脫附，收集濃縮廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，凈元電容析去離子裝置（）脫鹽效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電容吸附裝置（CDI）近50%，三次吸附-脫附循環(huán)后，脫附*，幾乎可以達(dá)到原有電極的吸附能力；而傳統(tǒng)的電容吸附裝置（CDI），吸附能力在下降。
凈元電容析去離子裝置（）與傳統(tǒng)的電容吸附裝置（CDI）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析見下表：
| 進(jìn)水 | 出水 | 去除率 |
| CDI | | CDI |
電導(dǎo)率,μS/cm | 1000 | 37 | 422 | 96.30% | 57.80% |
鹽濃度,mg/L | 664 | 4.06 | 267.81 | 99.39% | 59.67% |
應(yīng)用領(lǐng)域
◆市政廢水處理：二級生化處理后的污水經(jīng)凈元電容析去離子，可作為循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水或生產(chǎn)工藝用水回用。
◆工業(yè)廢水處理：印染、造紙、電力、化工、冶金等行業(yè)都需要大量的除鹽水或純水作為工藝用水。根據(jù)不同水質(zhì)要求，凈元電容析去離子技術(shù)可替代傳統(tǒng)的除鹽技術(shù)，以降低運(yùn)行成本。
◆飲用水凈化：去除大量的無機(jī)鹽類，如鈣、鎂、氟、砷、鈉、硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物等，使一些因無機(jī)鹽類超標(biāo)的水源得以有效利用。
◆苦咸水淡化：凈元電容析去離子技術(shù)具有耐鈣、鎂、硫酸鹽結(jié)垢的特點(diǎn)，在苦咸水特別是礦坑水等高含鹽量和有機(jī)物的淡化方面也有良好的應(yīng)用。
◆反滲透技術(shù)的預(yù)處理：降低其硬度、TOC等，可穩(wěn)定反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行，提高出水水質(zhì)和水的回收率，降低運(yùn)行維護(hù)成本，延長膜的使用壽命。
◆EDI的預(yù)處理：即降低了預(yù)處理成本又能夠滿足EDI的進(jìn)水要求，對于低于1000μS/cm水質(zhì)，出水可以達(dá)到10μS/cm以下，*EDI入水的要求，這種低濃度的水處理能耗只有0.3千瓦時/噸，遠(yuǎn)低于反滲透的處理成本，并且運(yùn)行維護(hù)非常簡單方便。
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