电吸附技术在循环冷却水系统排污水处理中的应用.doc

www.baidu.com
电吸附技术在循环冷却水系统排污水处理中的应用
摘要：采用电吸附除盐技术，对循环冷却水系统排污水进行除盐效果中试研究。试验表明电吸附技术对电导率的平均去除率为76.3%，产水率为76.1%，对氯离子、钙离子都有良好的去除效果，产水水质能够达到循环冷却水系统补充水的要求。
关键词：电吸附；循环冷却水；回用水；除盐
中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1009-2455（2012）05-0071-03
我国属于缺水国家。城市用水中工业用水占总用水量的60％以上，工业冷却水用量占工业用水总量的70%～80％[1]。因而提高工业冷却水的重复利用率，减少新水的补水量和排污量将是工业循环冷却水处理的首选目标[2]。循环冷却水系统排污水的回用是重要的节水途径之一[3]，其中排污水的除盐处理效果是其能否回用的关键。电吸附是近几年开发的除盐新技术，它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，对双电层的充、放电进行控制，改变双电层处的离子浓度，并使之不同于本体浓度，从而实现对水溶液的除盐[4-5]。
为解决循环冷却水系统排污水除盐问题，实现排污水回用目标，本研究采用电吸附除盐技术对循环冷却水系统排污水进行中试试验，以验证该技术应用于循环冷却水系统排污水除盐回用的可行性。
1材料与方法
1．1试验所用设备
电吸附模块（EMK－4443）2个，每个30对电极；CHL2－30卧式清水泵2台；JMKb－5－A保安过滤器2台；FLECK砂滤器1台。
1．2试验水质
试验用水为某气体厂循环冷却水系统排污水，水质指标见表1，其中碱度和硬度以CaCO3计。
表1循环冷却水系统排污水水质指标Tab.1Characteristicsofsewagedischargedfromcirculatingcoolingwatersystem
1．3试验方法
本试验装置处理量为0．5m3/h，试验共运行了7d。循环冷却水系统排污水除盐工艺流程见图1。工艺流程包括除盐和再生2个流程。
图1工艺流程Fig．1Processflow
（1）除盐流程。原水通过提升泵输送至保安过滤器，大于10μm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，水中的溶解性盐类被吸附，水质得到净化。
（2）再生流程。即电吸附模块的反冲洗过程，用原水冲洗经过短接静置的模块，使电极再生。为达到除盐系统连续出水的要求，电吸附除盐系统设置并联的A、B两模块联合工作，即A工作时B再生，B工作时A再生，A、B两模块通过自控装置按时序工作，以保证连续出水。
中试设定电压45V，平均每对电极1．5V；电吸附模块工作周期设定为35min。系统启动前，先为A模块预通电4min。电吸附模块工作过程参数见表2。
表2电吸附（EST）模块工作过程参数Tab.2Parametersofelectrosorb(EST)modelduringtheworkingprocess
2结果与讨论
2．1电导率去除效果
电导率反映了水中含盐量的多少，在相同条件下电导率与含盐量成正比关系。试验期间电导率的去除效果见表3。
表3电导率的去除效果Tab．3Removalrateofconductivity
原水平均电导率为2822μS/cm，产水平均电导率为670μS/cm，电导率平均去除率为76．3％，除盐效果非常稳定。
2．2氯离子去除效果
氯离子对钢铁特别是不锈钢材质设备易产生腐蚀，是考察循环冷却水系统排污水处理效果的重要指标。氯离子的去除效果直接决定了回用水的质量。本次试验对氯离子的去除效果见表4。
表4氯离子的去除效果Tab．4Removalrateofchlorineion
原水中氯离子的平均质量浓度为229mg/L，产水中氯离子的平均质量浓度为33mg/L，氯离子的平均去除率为85．6％，氯离子的去除效果略好于其它离子。
2．3总硬度去除效果
总硬度过高会导致循环冷却水系统设备结垢，也是考察回用水水质的重要指标。本次试验对总硬度的去除效果见表5。
原水平均总硬度为1062mg/L，产水平均总硬度为234mg/L，总硬度平均去除率为78．0％，总硬度的去除效果与电导率的去除效果基本一致。
表5总硬度的去除效果Tab.5Removalrateoftotalhardness
中试期间，为防止因循环冷却水系统排污水硬度、碱度之和过高而造成设备结垢，在过滤后加盐酸调节pH值为6~7。
2．4钙离子去除效果
总硬度主要是由钙、镁离子构成的，钙离子的浓度能表征水的结垢趋势。本次试验对钙离子的去除效果见表6。
表6钙离子的去除效果Tab．6Removalrateofcalciumion
原水中钙离子的平均质量浓度为316mg/L，产水中钙离子的平均质量浓