ESTnew电吸附除盐
电吸附除盐
电吸附除盐本文介绍了一种电吸附除盐电极模块的设计。
该模块由导电的平板材料制成，长宽高为400×200×2mm，电极板间距为6mm，外加水箱、水泵、流量计、进出口电导率仪器、压力计及管道制成。
电源电压应低于1.6v，在1.3-1.6v之间可调，电极可自动短接，电源正负极可自动对换。
电极设计以增加水通过时间为目的，生产时间为360分钟，预排和再生时间共100分钟。
为了连续生产，应该有两套相同的设备交替作业。
出水电导率升高超过设定上限时，应停止这路设备的作业，转换到另一路设备进行作业，同时将该路设备电极短接，用原水将其冲洗排除浓水，然后根据出入口电导率停止反冲作业，并将电极极性互换。
在电吸附技术中，吸附剂材料的选择和电极的制备成型过程是关键。
为了能吸附大量带电粒子，吸附剂必须拥有足够大的比表面积，因此采用的吸附剂往往是多孔碳材料，如活性炭、活性碳纤维、碳气凝胶、碳纳米管等。
活性炭是水处理中应用最为广泛的吸附剂，有活性炭粉末和活性炭颗粒两种产品形态，具有生产简单、成本低等优点。
___等将活性炭颗粒用环氧胶黏在一起，只露出颗粒的一面，作为工作电极。
实验中用KOH溶液和TiO2纳米粒子对活性炭颗粒做了改性处理，结果都提高了吸附容量。
Park等将活性炭粉末与聚四氟乙烯、碳黑以不同比例混合，用去离子水和无水乙醇作溶剂，将混合物搅拌l h使其均匀，然后滚压数次成为片状，加压放置后制成电极。
碳气凝胶是一种新型多孔碳材料，具有高比表面积、良好的导电性和化学稳定性等特点。
碳气凝胶电极制备方法较为复杂，需要多步化学反应和热处理。
通过改变制备条件，可以调控碳气凝胶的孔径和孔隙度，从而影响其电吸附性能。
研究表明，碳气凝胶电极的电容和电吸附除盐率均高于活性炭电极。
碳纳米管具有高比表面积、优异的导电性和机械性能，因此被广泛应用于电化学传感器和储能器件中。
Wang等用电化学沉积法制备了碳纳米管电极。
实验中，首先在玻碳电极上沉积铂颗粒，然后在铂颗粒表面沉积碳纳米管，最终得到铂/碳纳米管复合电极。
电吸附除盐技术
电吸附除盐技术电吸附除盐技术（Electrosorb Technology），简称（EST），又称电容性除盐技术，是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。
该技术利用通电电极表面带电的特性对水中离子进行静电吸附，从而实现水质的净化目的。
电吸附技术原理水处理中的盐类大多是以离子（带正电或负电）的状态存在。
电吸附除盐技术的基本思想就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，使离子在双电层内富集，大大降低溶液本体浓度，从而实现对水溶液的除盐。
电吸附原理见图，原水从一端进入由两电极板相隔而成的空间，从另一端流出。
原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中离子分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。
随着电极吸附离子的增多，离子在电极表面富集浓缩，最终实现与水的分离，获得净化/淡化的产品水。
工作过程示意图在电吸附过程中，电量的储存/释放是通过离子的吸/脱附而不是化学反应来实现的，故而能快速充放电，而且由于在充放电时仅产生离子的吸/脱附，电极结构不会发生变化，所以其充放电次数在原理上没有限制。
当含有一定量盐类的原水经过由高功能电极材料组成的电吸附模块时，离子在直流电场的作用下被储存在电极表面的双电层中，直至电极达到饱和。
此时，将直流电源去掉，并将正负电极短接，由于直流电场的消失，储存在双电层中的离子又重新回到通道中，随水流排出，电极也由此得到再生。
再生过程示意图由于电吸附过程主要利用电场力的作用将阴、阳离子分别吸附到不同的电极表面形成双电层，这会使同一极面上的难溶盐离子浓度积相对低得多，可有效防止难溶盐结垢现象的发生。
其次，电吸附极板间水径流与极板呈切线方向，不利于水中析出难溶盐结晶在极板上的生长。
电吸附可以在浓水难溶盐过饱和状态下运行。
另外，在电吸附模块中，由于电吸附过程中阴、阳离子吸附不平衡导致产生氢离子含量较多的出水，通过倒极的方式，略偏酸性的出水同样会使有微量结垢现象的垢体溶解掉。
电吸附技术
电吸附技术（Electrosorb Technology，简称EST），又称电容性除盐技术，是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。
电吸附技术基本原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电粒子的去除、有机物的分解等目的。
电吸附除盐原理见图，原水从一端进入阴阳极组成的空间，从另一端流出。
原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电粒子分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。
随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，最终实现与水的分离，使水中的溶解盐类滞留在电极表面，获得净化/淡化的出水。
工艺流程工艺流程分为二个步骤：工作流程，反洗流程工作流程：原水通过提升泵进入保安过滤器，水再被送入电吸附（EST）模块。
水中溶解性的无机盐类被吸附，有机物被降解，水质被净化。
反洗流程：就是模块的反冲洗过程，冲洗经过短接静置的模块，使电极再生，反洗流程可根据进水条件以及产水率要求选择一级反洗、二级反洗、三级反洗或四级反洗。
电吸附技术主要应用在工业废水除盐过程中。
国内最早在崔玉川老师的<水的除盐方法与工程应用>中提到!该技术在是20世纪60代才开始被提及,是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。
2000年，爱思特净化设备有限公司在江苏常州报告了我国第一台工业化电吸附（EST）装置，并在饮用水、工业用水深度处理方面应用。
2006年，世界首例千吨级EST工业废水再生工程在齐鲁石化建成。
目前国际上了解该项技术的人不是很多,该技术的特点有点象电容冲/放电的过程.上面两张图就是电吸附(EST)技术的工作示意图,从图不难看出该项技术的原理, 电吸附模块为整个电吸附系统的核心，可根据原水水质和用户要求选择适当的模块及模块组合。
电吸附(EST)特有的工作性质该技术工艺优点:1 耐受性好核心部件使用寿命长,避免了因更换核心部件而带来的运行成本的提高。
电吸附技术最新进展
电吸附技术·认识篇电吸附除盐技术（Electrosorb Technology），简称（EST），又称电容性除盐技术，是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。
该技术利用通电电极表面带电的特性对水中离子进行静电吸附，从而实现水质的净化目的。
电吸附技术原理时间：2011-08-02 来源： 作者：水处理中的盐类大多是以离子（带正电或负电）的状态存在。
电吸附除盐技术的基本思想就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，使离子在双电层内富集，大大降低溶液本体浓度，从而实现对水溶液的除盐。
电吸附原理见图，原水从一端进入由两电极板相隔而成的空间，从另一端流出。
原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中离子分别向带相反电荷的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。
随着电极吸附离子的增多，离子在电极表面富集浓缩，最终实现与水的分离，获得净化/淡化的产品水。
工作过程示意图在电吸附过程中，电量的储存/释放是通过离子的吸/脱附而不是化学反应来实现的，故而能快速充放电，而且由于在充放电时仅产生离子的吸/脱附，电极结构不会发生变化，所以其充放电次数在原理上没有限制。
当含有一定量盐类的原水经过由高功能电极材料组成的电吸附模块时，离子在直流电场的作用下被储存在电极表面的双电层中，直至电极达到饱和。
此时，将直流电源去掉，并将正负电极短接，由于直流电场的消失，储存在双电层中的离子又重新回到通道中，随水流排出，电极也由此得到再生。
由于电吸附过程主要利用电场力的作用将阴、阳离子分别吸附到不同的电极表面形成双电层，这会使同一极面上的难溶盐离子浓度积相对低得再生过程示意图多，可有效防止难溶盐结垢现象的发生。
其次，电吸附极板间水径流与极板呈切线方向，不利于水中析出难溶盐结晶在极板上的生长。
电吸附可以在浓水难溶盐过饱和状态下运行。
另外，在电吸附模块中，由于电吸附过程中阴、阳离子吸附不平衡，导致产生氢离子含量较多的出水，通过倒极的方式，略偏酸性的出水同样会使有微量结垢现象的垢体溶解掉。
爱思特_电吸附
爱思特公司的研究与应用进展
第1代 2000年 （2000年）
第2代 2002年 （2002年）
第3代 2003年 （2003年）
第4代 2005年 （2005年）
爱思特公司的研发概况
b.小型设 b.小型设 a.原型机的试制 a.原型机的试制 备的制造 与应用阶 与试验阶段 段
c.大型设 c.大型设 备的研制 与应用阶 段
抗污染、使用寿命长——通道式结构 抗污染、使用寿命长——通道式结构 ——
通道宽度为毫米级，因此不易堵塞。对前处理要求相对较低，具有很强的耐冲击 性；亲水憎油性，电吸附模块的核心部件为惰性电极，具有亲水憎油的特性， 亲水憎油性， 可抗油类污染。
产水率高
进水水质标准及可实现目标
名称 COD 浊度 固体悬浮物 油 电导率（含盐量） 电导率（含盐量） 得水率 能耗 单位 mg/L NTU mg/L mg/L uS/cm 限值 ≤100 ≤5 ≤5 ≤5 ≤5000 ～95% 75～95％ 75～95％ 0.5～ 0.5～2kWh/m3 去除效果 30～ 30～80%
核心元件使用寿命 ≥5年
尾水COD不浓缩，排放不超标， COD浓缩 尾水COD不浓缩，排放不超标， COD浓缩4倍，浓水排放超 COD不浓缩 浓缩4 不增加新污染物 标，增加新污染物
典型案例
钢铁行业
宝钢集团宝山钢铁股份碱性含油冷轧废水处理站改造项目（3600m3/d ）
石化行业
中石化齐鲁分公司二净化炼油废水回用项目（2400m3/d ）
2012-5-7
1
2
3
4
5
6
7
8
DN25 -0.7m
DN25
-0.7m 酸泵
电吸附介绍
Vs
处理方法 项 电耗 药剂费 温度影响 目 可忽略
电吸附 0.5~2kwh/ m3
双膜法
1~2kwh/ m3
高，阻垢剂、还原剂等
大于4℃小于45℃，每降低 1℃膜通量下降2-3%
>0℃，不结冰即可
污赌导致通量衰减 无衰减
二次污染
7~15%/年
浓水COD不浓缩，排放不 需添加各种药剂，COD 超标，不增加新污染物 浓缩4倍，浓水排放超标， 增加新污染物
工程实例
应用领域： 应用领域涵盖电力、冶金、石油、化工、造纸、 印染、市政等行业。 应用的水处理系统：
循环冷却水原水处理 循环冷却水排污水再生处理（回用于循环冷却水补水代替
新鲜水）。 市政、工业污水经二级生化处理后的尾水，再生回用于循 环冷却水补水或生产工艺用水。
实例1—— Q石化项目
实例3——宝钢集团冷轧废水回用
背景 宝钢集团冷轧废水站改造项目对冷轧碱性含油废水进行处理， 前处理采用催化氧化＋生化MBR工艺，MBR工艺出水需进行除盐， 使电导率小于1500μS/cm后，达到二类串接水标准满足生产回用。 该工程于2009年5月顺利完成，进入运行阶段。该工程的成功实 施是我国在冷轧废水回用处理领域的一大突破，目前宝钢已与爱思 特公司达成共识，将在冷轧废水零排放领域形成长期合作关系。 设计水源：冷轧碱性含油废水 处理规模：150m3/h 产水要求：电导率≤1500us/cm，得水率75%，脱盐率62.5% 产水用途：生产回用（二类串接水） 完成单位：宝钢冷轧1420能介车间，宝钢工程公司，爱思特
实例2——T化学工业集团项目
设计水源：工业废水及市政废水（GB18918-2002一级标 准）； 产水要求：脱盐率＞65%； 系统出力：400m3/h 产水用途：生产工艺用水；产 水 率：＞75%
电吸附技术
图一电吸附技术（Electrosorb Technology ，简称EST ，又称电容性除盐技术，是20世纪90年代末 开始兴起的一项新型水处理技术。
电吸附技术基本原理是基于电化学中的双电层理论， 利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电粒子的去除、有机物的分解等目的。
电吸附除盐原理见图，原水从一端进入阴阳极组成的空间，从另 一端流出。
原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电粒子分别向带相反电荷的电极迁移， 被该电极吸附并储存在双电层内。
随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，最终 实现与水的分离，使水中的溶解盐类滞留在电极表面，获得净化 /淡化的出水。
负电极 Negative Electrode 工作过程示意图正电极Positive Electrode负电极 Negative Electrode再生过程示意图正电圾 Positive Electrode倉曲电电 茫负1E 如原水直流电源Us斯特恩层•斯特恩双电层模型x工艺流程工艺流程分为二个步骤：工作流程，反洗流程工作流程：原水通过提升泵进入保安过滤器，水再被送入电吸附（EST模块水中溶解性的无机盐类被吸附，有机物被降解，水质被净化反洗流程: 就是模块的反冲洗过程，冲洗经过短接静置的模块，使电极再生, 反洗流程可根据进水条件以及产水率要求选择一级反洗、二级反洗、三级反洗或四级反洗。
§一 严水外供 :工艺流程图:电吸附技术主要应用在工业废水除盐过程中。
国内最早在崔玉川老师的 < 水的除盐方法与工程应用 > 中提到！ 该技术在是20世纪60代才开始被提及，是20世纪90年代末开始兴起的一项新 型水处理技术。
2000年，爱思特净化设备有限公司在江苏常州报告了我国第一(EST)模块工作泵反洗水外排原水箱 保安过滤器 电吸附模块A台工业化电吸附(EST )装置，并在饮用水、工业用水深度处理方面应用 年，世界首例千吨级EST 工业废水再生工程在齐鲁石化建成 目前国际上了解该项技术的人不是很多，该技术的特点有点象电容冲/放电的过程•正电极 Positive Electrode负电极 Negative Electrode工作过程示意图再生过程示意图上面两张图就是 电吸附(EST)技术的工作示意图，从图不难看出该项技术的原理 电吸附模块为整个电吸附系统的核心，可根据原水水质和用户要求选择适当的模 块及模块组合。
4电吸附除盐技术进展及其应用
第24卷第4期2008年7月水资源保护W ATER RES OURCES PROTECTI ON V ol.24N o.4Jul.2008 作者简介:李定龙(1963—),男,安徽全椒人,教授,博士,主要从事环境保护方面的教学与科研工作。
E 2mail :hjaq @ 电吸附除盐技术进展及其应用李定龙1,申晶晶1,姜 晟1,孙晓慰2(1.江苏工业学院环境与安全工程学院,江苏常州 213164;2.常州爱思特净化设备有限公司,江苏常州 213022)摘要:评述了石墨、活性炭和炭气凝胶三类主要电吸附材料除盐技术,通过电吸附系统的开发研究,提出炭材料电吸附除盐工艺具有较大优势,在去除各种盐类阴、阳离子方面有独特的优势和功效。
关键词:电吸附;水处理;石墨;活性炭;炭气凝胶中图分类号:X131.2 文献标识码:A 文章编号:1004Ο6933(2008)04Ο0063Ο04Development and application of electrosorption technologyLI Ding 2long 1,SHEN Jing 2jing 1,JIANG Sheng 1,SUN Xiao 2w ei 2(1.School o f Environmental and Safety Engineering ,Jiangsu Polytechnic Univer sity ,Changzhou 213164,China ;2.EST PurificationEquipment Co.,Ltd ,Changzhou 213022,China )Abstract :E lectros orption technologies that rely on one of three main materials ,graphite ,activated carbon and carbon aerogels ,were discussed and com pared in practical application.It can be concluded that carbon electrode electros orption technology m ost efficiently rem oves negative and positive ions ,and is a useful development in the deionization field.K ey w ords :electros orption ;water treatment ;graphite ;activated carbon ;carbon aerogels 电吸附除盐技术,又称电容性(除盐)技术(capacitive deionization ,C DI ),是一种新兴的净水技术。
电吸附法处理含盐工业废水应用研究进展
电吸附法处理含盐工业废水应用研究进展摘要：我国水资源形势严峻。
电吸附处理含盐废水电吸附技术处理污水具有能耗低、处理效率高、环境友好等特点。
电极材料是影响电化学处理效率的关键因素，本文论述了近年来电吸附电极材料的最新研究进展，包括石墨电极、活性炭电极、活性炭纤维电极、炭气凝胶电极和炭纳米管电极等炭电极材料的制备、改性及吸附效果影响因素等。
对电极材料在水处理方面的发展方向进行了总结和展望关键词：水处理；电吸附；含盐工业废水；炭电极；电极材料；我国水资源并不丰富，经济的快速发展给我国水资源带来巨大压力，水资源紧张问题变得日益严重，其中水资源利用水平低下、水资源浪费问题和河流水系湖泊等受到不同程度的污染等问题比较突出。
因此改进水资源利用技术提高水资源利用率迫在眉睫。
1水资源现状我们中国是一个缺水严重的国家。
然而，社会在进步的同时，依然大量存在在浪费水资源的情况。
随着工业水平的不断发展进步，设备、材料、技术等不断升级迭代，因此而产生的工业废水成分性质各不相同，为达到最有效的处理效果，需要对工业废水的要进行分类然后对应处理[1]。
含盐废水是指水中有总含盐质量分数至少为1%的废水,主要来源于生活用水、食品加工、冶金、化工、石油和天然气开采等行业。
高含盐废水若直接排入水体，会对水生生物、生活用水和工农业用水造成不同程度的危害［2］。
2电吸附处理含盐废水2.1水处理除盐意义含盐废水排放到土壤中会导致土壤中盐分过多，土壤溶液浓度大，渗透压高，对根系吸收水分形成巨大的阻力，使植物体的水分不能保持正常水平，严重时会导致植物死亡，同时含盐废水还会破坏水中的细胞膜和生物体内的酶，对水中生物的生长发育起到抑制作用。
如果能够通过实验，研究出性能优良的电极材料、探索出相应的工作参数，进而能够制造出成熟、可靠的电吸附除盐设备，使电吸附得到发展，为解轻水资源供需矛盾、缓解水污染形势作出贡献，能够创造出巨大的社会经济效益[3]。
2.2电吸附处理法电吸附技术是一种新型水处理技术，目前已经成为水处理技术尤其是水处理除盐的研究热点。
电吸附除盐水技术的创新特点及其实际效果
电吸附除盐水技术的创新特点及其实际效果梅艺【摘要】Rapidly increasing water consumption with fast industrial development has caused shortage of water resources, so waste water recovery has become one of the major ways to solve the problem of water shortage. Electrosorption technology (EST) is an environ-ment-friendly desalination process with less energy consumption and lower cost compared with double-membrane method. The EST desalination process requires no acid and alkali regenera-tion and produces no secondary pollution, bearing bright application prospects.%随着工业的快速发展，用水量急剧上升，造成了水资源的短缺。
污水回用是解决淡水资源短缺的主要途径之一。
电吸附技术（EST）是一种环境友好的除盐技术，其能耗相对于双膜法较小、成本低，在除盐过程中无需酸碱再生，不会产生二次污染，有着广阔的应用前景。
【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P59-61)【关键词】电吸附技术;除盐水;实际效果【作者】梅艺【作者单位】南京钢铁有限公司高线厂，江苏南京 210035【正文语种】中文【中图分类】TQ085水资源在一定程度上已经成为制约一些企业发展的资源因素，迫使人们探索节约用水、减少污水外排的方法，污水回用技术在不断地创新、发展，成为工业企业节水减排的重点。
污水净化新技术——“电吸附除盐技术”
污水净化新技术——“电吸附除盐技术”
佚名
【期刊名称】《《军民两用技术与产品》》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】常州爱思特净化设备有限公司研发的“电吸附除盐技术”，是一项广泛应用于城市污水和工业废水再生利用、饮用水深度处理，以及苦咸水淡化等领域的新型水处理技术。
【总页数】1页(P27)
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.263
【相关文献】
1.电吸附除盐技术在某纺织集团的工程应用 [J], 张建明
2.电吸附除盐技术在污水再生中的应用研究 [J], 盛强男
3.电吸附除盐技术研究进展 [J], 王进;王亚雄
4.矿井水深度处理中使用电吸附除盐技术的研究与应用 [J], 范志成; 王林; 刘学恒; 纳建涛
5.电吸附除盐技术在电厂循环冷却排污水处理中的应用 [J], 吕玲
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爱思特-电吸附
发展历史
20世纪60年代，理论研究及实验室小型机； 2000年，爱思特报告了我国第一台工业化电吸附装置， 并在饮用水、工业用水深度处理方面应用。 2006年，世界首例千吨级EST工业废水再生工程在齐鲁 石化建成； 2007年，万吨级电吸附工业废水回用装置在太化投入运 行； 2009年，碱性含油冷轧废水电吸附除盐工程在上海宝钢 集团投入运营； 至此，电吸附技术在石油、化工、冶金、电力、造纸、印 染等行业展开应用，预示电吸附除盐技术大规模应用的到 来。
经济效益——运行成本低
该技术属于常压操作（一般为0.2-0.3MPa）、低电压工作（1.5-2V），其能耗比 较低，主要的能量消耗在于使离子发生迁移和双电层吸附上。这与其它除盐技术 相比可以大大节约能源。其根本原因在于EST技术净化/淡化水的原理是有区别性 地将水中作为溶质的离子提取分离出来，而不是把作为溶剂的水分子从待处理的 原水中分离出来。
*
典型案例——化工废水
太化项目 投入使用时间：2007年7月27日 设计水源：公司水厂回用水工程出水或城市污水处理厂二级处理出水（GB189182002一级标准）； 产水要求：除盐率＞65%（可根据进水水质及处理程度要求进行调节）； 产水用途：循环冷却系统工业补充水 系统出力：400m3/h 该回用水及提质工程的核心工艺采用常州爱思特净化设备有限公司电吸附专利技 术。电吸附提质后的1万吨/日回用水达到化工生产工艺用水标准，可用作工艺用 水。该套电吸附装置可将污水含盐量由1000mg/L降至250mg/L，悬浮物由10毫克/ 升降至3毫克/升，浊度由10NTU降至1NTU，氨氮由10毫克/升降至5毫克/升， CODcr由25毫克/升降至10毫克/升。装置投产后，每年可削减污染物排放 CODcr9293吨，BOD54854吨，氨氮1560吨，有效改善区域水体质量，同时有利于 缓解严重缺水城市的供水压力。 该工艺国内首创、国际先进，具有预处理简单、电耗药耗和运行费用低、设备使 用寿命长、运行管理简单、适用范围广的特点，除盐率大于75%，水的回收率可 达75%以上，电耗1kw.h/m3，制水成本低，每吨优质再生水的成本为1.35元。
电吸附除盐
一种电吸附除盐电极模块的设计标签：生活2011-05-24 07:12 星期二电吸附模块由导电的平板材料制成，长宽高400×200×2mm，电极板间距6mm，外加水箱，水泵，流量计，进出口电导率仪器，压力计及管道制成。
电源电压应低于1.6v，在1.3-1.6v之间可调，电压太高会造成水的电解，会出现气泡，应该绝对避免，电源正负极可自动对换，电极可自动短接。
电极设计以增加水通过时间为目的。
生产时间360分钟，预排和再生时间共100分钟，为了连续生产，应该有两套相同的设备交替作业。
大流量对水质有影响，应该尽量采用小流量长流程，但过度的长流程没有必要，也不会对水质有好的影响。
出水电导率升高超过设定上限时，应停止这路设备的作业，转换到另一路设备进行作业，同时将该路设备电极短接，用原水将其冲洗排除浓水，然后根据出入口电导率停止反冲作业，并将电极极性互换。
电吸附技术电极的制备标签：生活2011-05-22 22:53 星期日吸附剂材料的选择和电极的制备成型过程是电吸附技术实际应用的关键。
为了能吸附大量带电粒子，吸附剂必须拥有足够大的比表面积，因此采用的吸附剂往往是多孔碳材料，如活性炭、活性碳纤维、碳气凝胶、碳纳米管等。
1活性炭电极活性炭是水处理中应用最为广泛的吸附剂，有活性炭粉末和活性炭颗粒两种产品形态，具有生产简单、成本低等优点。
Zou等将活性炭颗粒用环氧胶黏在一起，只露出颗粒的一面，作为工作电极。
实验中用KOH溶液和TiO2纳米粒子对活性炭颗粒做了改性处理，结果都提高了吸附容量。
Zou 等还用有序中孔活性炭做电极，研究表明：有序中孔活性炭和普通活性炭的比电容分别为133 F／g 和107 F／g；在1.2 V电压条件下，对质量浓度为20 mg／L的NaCI溶液的吸附容量分别为11.6 μmol／g和4.3 μmol／g。
Park等将活性炭粉末与聚四氟乙烯、碳黑以不同比例混合，用去离子水和无水乙醇作溶剂，将混合物搅拌l h使其均匀，然后滚压数次成为片状，加压放置后制成电极。
电吸附除盐在污废水再生利用中的技术特性及经济性解析
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化学需 分析项目 氯化物 电导率 硫酸盐 氧量 单位 mg/L μs/cm mg/L mg/L 进水指标 169 786 96 27.2 出水 19.4 269 20 16.7
岩东再生水厂去除效果表
氨氮 mg/L 0.34 0.104 总磷 mg/L 0.422 0.283
5
电吸附工作流程
6
保安过滤器
7
电吸附模块
8
现场控制柜
9
控制柜界面
10
技术特点
环境效益——无二次污染、浓水直排 几乎不添加任何药剂，排放尾水所含成份均系来自于原水，系统本身不产 生新的排放物；对COD可部分降解，浓水不浓缩，尾水可直接达标排放。 经济效益——运行成本低 该技术属于常压操作（一般为0.2-0.3MPa）、低电压工作（1.5-2V），其 能耗比较低，主要的能量消耗在于使离子发生迁移和双电层吸附上。 抗污染、使用寿命长——通道式结构 通道宽度为毫米级，因此不易堵塞。对前处理要求相对较低，具有很强的 耐冲击性； 亲水憎油性，电吸附模块的 核心部件为惰性电极，具有 亲水憎油的特性，可抗油类 污染。 产水率较高
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耗电：总耗电0.75 kWh/吨产水，其中电吸附模块0.5 kWh/吨产水 保安过滤器成本：更换频率30天，更换费用30元/只×52只=1560元 人工成本：操作人员 6人 酸洗费用：一般6~12个月，3~4吨31%盐酸/次，单价约500元/吨盐酸 总投资：约9000万， 一期约3500万（含 全部土建）
再生水直接成本：＜1.0元/吨水 一般工业用水价格：5.95元/吨水 全投用后，每年产水3500多万吨，为用水企业减少近1.6亿用 水支出
坐落于江苏省·常州·国家环保产业园 注册资本5600万元 通过ISO9000质量管理体系、ISO14000环境管理体系 具备建筑企业机电安装承包三级资质 员工160余人 公司在北京设有研究院和销售部，在江苏有核心材料生产基地
反渗透、电渗析、电吸附技术比较
反渗透、电渗析、电吸附技术比较一、原理比较1、反渗透（RO）除盐原理当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透处理的基本原理。
2、电渗析除盐原理电渗析是膜分离技术的一种，是利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性能，在外加直流电场力的作用下，使阴、阳离子定向迁移透过选择性离子交换膜，从而使电介质离子自溶液中分离出来的过程。
除盐原理如图所示，电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。
当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。
阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。
结果这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。
而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。
从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。
3、电吸附（EST ）除盐原理电吸附技术，又称电容性除盐技术，其基本原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电粒子的去除、有机物的分解等目的。
电吸附原理见图，原水从一端进入由两电极板相隔而成的空间，从另一端流出。
原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用，水中带电粒子分别向电性相反的电极迁移，被该电极吸附并储存在双电层内。
同时，随着电极吸附带电粒子的增多，带电粒子在电极表面富集浓缩，从而使水中的溶解盐类、胶体颗粒及其带电物质滞留在电极表面，最终实现盐与水的分离，获得净化/淡化的出水。
.图 电吸附除盐原理示意图二、电吸附与反渗透、电渗析在污水回用领域的技术特点比较进水出水。
35000电吸附除盐方案
中水回用项目电吸附除盐方案爱思特净化设备2010 年12 月目录1 项目概况 (4)1.1 设计处理水量与水质 (4)1.1.1 处理水量 (4)1.1.2 设计处理水质 (4)1.2 设计技术要求 (4)1.2.1 产品水水量 (4)1.2.2 产品水水质 (4)2 工艺线路 (6)3 预处理说明 (6)4 电吸附深度处理 (7)4.1 除盐原理 (7)4.2 工艺特点 (8)4.3 与常规除盐技术的比较分析与技术优势 (9)4.4 电吸附系统工艺流程 (12)4.5 电吸附系统主要构成 (12)4.6 电气 (13)4.7 自动控制系统 (14)4.8 投资估算 (18)4.9 运行成本估算 (19)4.10 土建估算 (19)5 爱思特公司简介 (21)6 经典工程介绍 (22)1项目概况1.1设计处理水量与水质1.1.1处理水量规模：35000m 3/day (1458m 3/h )1.1.2设计处理水质1.2设计技术要求1.2.1产品水水量产水量：26250m 3/day ( 1093m 3/h )系统产水率：身5%1.2.2产品水水质表电吸附系统出水水质1.2.3 待处理原水温度电吸附进水水温大于0 摄氏度2工艺线路待处理原水纤维球过滤器提升泵保安过滤电吸附产品水3预处理说明为保证电吸附系统的持续稳定运行，本方案选用纤维球过滤器对原水进行过滤。
纤维球过滤器装纤维球滤料，它比其他的多介质过滤器的过滤速度快2-3倍，截污能力是多介质过滤器的2.7倍，出水水质要高出1-2个数量级。
纤维球过滤器具有过滤速度快，截污量大，工作周期长，悬浮物去除效果好等特点，其主要性能指标为：滤速15-30m/h,过滤周期8-24h，水头损失3-10m，截污量6-20kg /m J采用水反冲，反冲强度为10L/ s m2根据本工程水量，选用7台QLG-3000 纤维球过滤器，单台处理量2104 电吸附深度处理4.1 除盐原理由电化学基础理论可知，将固体电极浸在水溶液中，施加电压时，在固体电极/ 溶液的两相界面处，电荷会在极短距离分布、排列。
电吸附除盐技术的优缺点
电吸附除盐技术的优缺点电吸附除盐技术，是⼀种新型的技术，其核⼼是利⽤带电电极吸附异性带点离⼦的谁处理技术。
其设备的设计依据来源于实验。
⽬前此技术的不⾜之处，有以下⼏点。
1、系统除盐率不够⾼，⼀般为60%-75%，同时出除效率，⼀般来⾔对氯离⼦的去除率是⾼的。
且脱盐率受硬度的影响⽐较明显。
对⾼硬度的⽔处理效率降低。
2、再⽣时间长，浓⽔排放量⼤。
⼀般来⾔，系统再⽣时间为36-42min,后续过程影响⽐较严重。
3、内部电极板与⽔接触不容易实现均匀。
电吸附除盐技术：Electrosorb Technology，简写为：EST技术。
电吸附除盐的基本原理是利⽤原⽔在阴阳电极之间流动，通电时⽔中离⼦将分别向带相反电荷的电极迁移并被该电极吸附在电极表⾯所形成的双电层。
随着离⼦或带电粒⼦在电极表⾯富集浓缩，使通道⽔中的溶解盐类、胶体颗粒及其他带电物质的浓度⼤⼤降低，从⽽实现了⽔的除盐、去硬度及净化。
再⽣时短接电极，被吸附的离⼦⼜从电极表⾯释放，电极得到再⽣。
除盐率⼤概为70%，产⽔率75%，去除硬度65%，COD去除40%左右，硫酸根70%，氯离⼦70%。
性能上与RO存在差异，但是这种技术的前处理要求低，操作便利，常压运⾏，关键是投资和运⾏成本较低。
对于对硬度和盐度要求不⾼的⽤户是⽐较好的，起码前处理就可以省不少钱。
但是在出⽔⽔质⽅⾯肯定不如RO。
电吸附除盐，也只能⽤作除盐领域的预处理，其核⼼是电极材料，很多国家和公司都在研究，但是⼯程应⽤基本没有，因为材料价格太⾼，⼀般客户根本⽆法接受，当然也有此技术本⾝的局限性的原因。
要想此技术真正应⽤到⼯程上，恐怕还得⼀段路要⾛.针对各特定的应⽤场合可根据需要将模块作任意组合以实现处理⽬标，当需要处理⽔量⼤时，或需要连续供⽔时，则必须采⽤两个或以上的⼯作模块并联运⾏⼯作⽅式，⼀个模块在再⽣，另外的模块在⼯作，这种模块化并联运⾏设计组成的设备就可以不间断地供⽔和成倍的增加处理量。
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z典型案例——冷轧废水
宝钢项目 投入运行时间：2009年5月 设计水源：碱性含油冷轧废水 处理水量：150m3/h 产水率：≥75%。 除盐率：62.5% 考核结果 （1）性能考核期间，电吸附系统平均进水电导率1335µS/cm，电吸附产水电导率 平均值为277µS/cm，去除率为79.3%；进水氯离子平均含量为275mg/l出水平均氯 离子含量为34.8 mg/l，去除率为87.3%；平均产水率为78.5%，吨水耗电量为 0.55kWh，完全满足生产回用要求。 （2）通过对模块进出水及浓水CODCr的测定表明，模块对CODCr有明显的降解作 用，且系统浓水CODCr不超标，可以实现达标排放。 （3）通过对模块进出水油含量的测定表明，模块对进水油含量指标要求很低， 且连续运行时，油不会在模块内实现累积，不影响系统正常运行，即电吸附系统 可抗油类污染。 （4）经计算在现有来水情况下，系统的吨水处理成本为0.46元。
电吸附
双膜法
电吸附除盐系统与双膜法除盐系统整体投资相当
≤1.5元/ m3
3-6元/ m3
≥5年
1~2年பைடு நூலகம்右
~95%
>98%
75%－95%
65%－75%
预处理及进水条件
简单，COD≤100mg/L,油 ≤5mg/L，浊度≤5NTU
复杂，COD≤40mg/L、 油≤0.1mg/L、SDI≤3
二次污染
尾水COD不浓缩，排放不超标， COD浓缩4倍，浓水排放超
电吸附除盐技术
爱思特净化设备有限公司
EST Purification Equipment Co., Ltd.
z公司介绍 z技术介绍 z典型案例
2010-11-10
z爱思特公司概况
爱思特净化设备有限公司是专业开发电吸附（简称EST)水处理技术 和设备的高科技企业，拥有我国唯一电吸附净化技术的自主知识产权。 公司将EST技术独创性地导入水处理领域，开发出一系列的EST水处 理设备，使我国在该领域处于国际领先地位。公司拥有博士、硕士、 学士等中高级科技人才，与多家国内外著名高校、科研单位合作，具 有强大的技术优势，主要从事EST水净化/淡化设备的研发、设计、 生产制造、工程应用及相关技术服务，使EST水处理技术达到实用化、 产业化、系列化、规模化。
z专利
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
专利号 ZL01127146.9 ZL01127147.7 200710019276.4 ZL00261829.X ZL02257735.1 ZL00261830.3 ZL02286486.5 ZL00261831.1 ZL00261828.1 200720033253.4
z除盐原理
z降解COD原理
电极表面双电层厚度为 1~100nm，电场强度 107~109V/m。在强电场作用 下，在电极表面生成寿命 短、氧化性极强的活性物 质, 主要为·OH羟基自由 基，可以使一些难以降解 的有机污染物质更容易被 分解,并且不会造成无二次 污染。
z工艺流程
z技术特点
环境效益——无二次污染 几乎不添加任何药剂，排放尾水所含成份均系来自于原水；对COD可部分降解， 但不浓缩；系统本身不产生新的排放物。尾水可直接达标排放。 经济效益——运行成本低 该技术属于常压操作（一般为0.2-0.3MPa）、低电压工作（1.5-2V），其能耗比 较低，主要的能量消耗在于使离子发生迁移和双电层吸附上。这与其它除盐技术 相比可以大大节约能源。其根本原因在于EST技术净化/淡化水的原理是有区别性 地将水中作为溶质的离子提取分离出来，而不是把作为溶剂的水分子从待处理的 原水中分离出来。 抗污染、使用寿命长——通道式结构 通道宽度为毫米级，因此不易堵塞。对前处理要求相对较低，具有很强的耐冲击 性；亲水憎油性，电吸附模块的核心部件为惰性电极，具有亲水憎油的特性，可 抗油类污染。 产水率高
类别 发明 发明 发明 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 实用新型 发明 发明
专利名称 液体纯化处理模块 电吸附式液体处理装置 液体处理模块 液体处理装置的控制装置 网式活性铁预处理装置 饮水净化处理器 液体除盐净化装置 液体净化及纯化装置 液体净化及纯化装置中的模块 布液装置 电吸附除盐反洗的方法及系统 电吸附除盐节能系统及方法
不增加新污染物
标，增加新污染物
z典型案例
钢铁行业： 宝钢集团宝山钢铁股份碱性含油冷轧废水处理站改造项目（3600m3/d ） 石化行业： 中石化齐鲁分公司二净化炼油废水回用项目（2400m3/d ） 化工行业： 山西天柱山化工有限公司年产18万吨合成氨30万吨尿素项目化工污水回用工程 （3840m3/d） 石家庄金石化肥有限公司化工园区综合生产废水零排放工程（5520m3/d ） 石家庄金石化肥有限公司新乐园区污水回用工程（2400m3/d ） 电力行业 浙江宁波明耀热电环保有限公司工业水提质项目（10000m3/d ） 市政项目： 浙江宁波北仑岩东再生水厂提质工程（100000m3/d ） 太原化工集团南堰污水处理分公司（10000m3/d ） 坑口水： 山东兖州兖矿集团坑口水除盐回用项目（8000m3/d）
2010-11-10
单位
mg/L NTU 倍 μS/cm mg/L mg/L
电吸附系统进水 6～9 ≤5 ≤2 ≤10 ≤1000 ≤650 ≤180
电吸附系统产水 6～9 ≤5 ≤2 ≤10 ≤800 ≤500 ≤27
交 流 时 间 。。。
Taiyuan March 2008
2010-11-10
z典型案例——化工废水
太化项目 投入使用时间：2007年7月27日 设计水源：公司水厂回用水工程出水或城市污水处理厂二级处理出水（GB189182002一级标准）； 产水要求：除盐率＞65%（可根据进水水质及处理程度要求进行调节）； 产水用途：循环冷却系统工业补充水 系统出力：400m3/h 该回用水及提质工程的核心工艺采用常州爱思特净化设备有限公司电吸附专利技 术。电吸附提质后的1万吨/日回用水达到化工生产工艺用水标准，可用作工艺用 水。该套电吸附装置可将污水含盐量由1000mg/L降至250mg/L，悬浮物由10毫克/ 升降至3毫克/升，浊度由10NTU降至1NTU，氨氮由10毫克/升降至5毫克/升， CODcr由25毫克/升降至10毫克/升。装置投产后，每年可削减污染物排放 CODcr9293吨，BOD54854吨，氨氮1560吨，有效改善区域水体质量，同时有利于 缓解严重缺水城市的供水压力。 该工艺国内首创、国际先进，具有预处理简单、电耗药耗和运行费用低、设备使 用寿命长、运行管理简单、适用范围广的特点，除盐率大于75%，水的回收率可 达75%以上，电耗1kw.h/m3，制水成本低，每吨优质再生水的成本为1.35元。
2010-11-10
z典型案例——炼油废水
齐鲁石化项目 2006年11月30日，在齐鲁石化分公司建成世界首例每小时百吨级的EST工业废水 再生工程，该项目为中石化齐鲁分公司胜利炼油厂第二污水处理场排海水深度处 理回用项目，其污水回用规模2 400 m3/d。 设计水源：第二污水处理场 产水要求：除盐率≥50%（或电导率≤800μS/cm） 产水用途：循环水补水 系统出力：100 m3/h 该电吸附装置经过对炼油废水的回用处理实际使用运行，实现了以下指标： ①在进水电导率1800~2500μS/cm，油5mg/L的条件下，平均除盐率为62.3%，达 到循环水补水水质要求。 ②平均产水率为75.0% ③模块吨水耗电量为1.33kW.h/m3。 ④经估算，该装置的吨水处理成本约为0.72元。 同时，运行结果显示，电吸附除盐核心部件运行稳定，操作维护简便。电吸附模 块具有较强的抗石油类有机污染物能力。电吸附处理工艺产生的浓水达到国家一 级排放标准，无需二次处理。
z典型案例——市政废水
宁波岩东再生水厂水质提升工程 水源：岩东再生水厂经混合、反应、沉淀、D型滤池过滤杀菌后的预处理水。 设备产水能力：11000 m3/d 。 回用水用户：宁波钢铁、台塑石化、北仑电厂等企业。 用途：冷却循环水 要求：氯离子含量和总含盐量超标。见下表：
项目 pH SS 浊度 色度 ＊电导率 ＊总溶解性固体 ＊氯化物
4
色度
5
总碱度
6
电导率
7
硬度
8
氯化物
2010-11-10
mg/L NTU 倍 mg/L μS/cm mg/L mg/L
6～8 ≤5 ≤3 ≤4 ≤100 ≤500 ≤100 ≤80
6～8 —— ≤3 ≤4 —— ≤225 ≤20 ≤10
实际出水（标定期 间平均值） 6.58
0.25
48 63 6.6 3.45
2010-11-10
z典型案例——电力
宁波明耀环保热电有限公司项目 设计水源：河道水或水库水 处理规模：10000m3/d 产水要求：得水率75% 产水用途：混床进水或印染染色用水 验收时间（连续运行并考核）：2010年1月29日 电吸附工程运行效果：
序号 项目
单位
原水 出水要求
1
pH
2
SS
3
浊度
z进水水质标准及可实现目标
名称 COD 浊度 固体悬浮物 油 电导率（含盐量）
得水率
能耗
单位 mg/L NTU mg/L mg/L uS/cm
限值 ≤100 ≤5 ≤5 ≤5 ≤5000
去除效果 30～80%
～95% 75～95％ 0.5～2kWh/m3
z与常规脱盐技术的比较分析与技术优势
处理方法 项目 投资 运行成本 核心元件使用寿命 除盐率 产水率
2010-11-10
z公司结构
爱思特北京 环境科技研
究院
爱思特电 极材料生
产基地
爱思特销售 分公司
爱思特核心 材料研发基
地