电吸附技术在循环冷却水系统节水应用的探讨.doc

电吸附技术在循环冷却水节水的中试研究
(李永辉山东中望恒力环境技术有限公司)
摘要:采用电吸附除盐技术,对循环冷却水排污水进行除盐效果中试研究.试验表明电吸附技术除盐率达到76%,产水率为76%,对氯离子.钙离子都有良好的除处效果.
关键词:电吸附循环冷却水回用水除盐

前言
我国属于缺水国家。城市用水中工业用水约占总用水量的60％以上，工业冷却水用量占整个工业用水量的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。蔡世军等③总结分析了循环冷却水节水技术，提出了循环冷却水旁滤节水和排污水的回用等节水途径。循环冷却水中含有大量的盐分,除盐技术是循环冷却水排污水回用的关键。
为解决循环冷却水排污水除盐问题，实现节水目标，采用电吸附技术进行循环冷却水排污水回用中试试验，以验证该技术在循环冷却水排污水除盐回用的可行性。
1技术原理
电吸附是电子在带电电极表面发生的诱导电势吸附④，电吸附原理见图1，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。
电极材料（负极）

电极材料（正极）

进水

出水

不着图1电吸附除盐原理
图一电吸附技术原理示意图
2试验内容
2.1试验所用设备
表一
电吸附模块EMK-44431组卧式清水泵CHL2-302台保安过滤器JMKb-5-A2台精度10μm砂滤器FLECK1台

2.2来水水源及水质
试验所用水为某气体厂循环冷却水排污水。
表二
项目单位电吸附进水电导率μS/cm2610浊度NTU11.3碱度mg/L160硬度mg/L1244钙离子mg/L366.4镁离子mg/L78.7pH---8.35氯化物mg/L238.6总磷mg/L5.7

2.3试验条件
规模：处理量0.5m3/h
运行方式：连续运行7天
设备占地面积：20m2
用电负荷：10kW/380V
预设试验技术指标
能耗≤1.5kWh/T
得水率≥75%
出水水质达到表三
项目单位电吸附出水电导率μS/cm≤800浊度NTU≤3碱度mg/L≤300硬度mg/L≤450钙离子mg/L≤150镁离子mg/L--pH---6~9氯化物mg/L≤50总磷mg/L—
2.5工艺流程
来水→多介质过滤器→原水池→电吸附模块→净水池
工艺流程分为三个步骤：工作流程，再生流程，排污流程。
如图2所示：

图2工艺流程
工作流程：储存在原水池中的原水通过提升泵打入保安过滤器，大于5μm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。水中溶解性的盐类被吸附，水质被净化。
再生流程：就是模块的反冲洗过程，用原水冲洗经过短接静置的模块，使电极再生。反冲洗后的水被送入中间水池，进入中水池的水等待下一个周期排污用。
排污过程：排污过程其本质和再生一样，是模块的一个反冲洗程序，但水源有区别，排污过程用的是中间水池的水，即再生之后的浓水，这是一个有效的节水过程。因为经过再生之后的浓水尚未达到饱和，所以用再生后产生的浓水再次冲洗模块，就节省了冲洗过程中的用水量，提高了产水率。

3结果及讨论
3.1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,电导率易于测量,试验主要以电导率的去除效果来代表除盐效果。试验期间电导率的去除效果见下图。
图三取样化验电导率的去除效果以化验结果作为标准，试验期间，原水电导率在2500~3200μS/cm，原水平均电导率为2822μS/cm，产水平均电导率670μS/cm，电导率平均去除率为76.3%，去除效果非常稳定。
3.2氯化物去除效果
氯离子是循环冷却水考察的重要指标，氯离子是腐蚀因子对钢铁特别是不锈钢材质设备产生腐蚀。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下图。
图四取样化验氯化物的去除效果试验期间，原水氯离子浓度在200~260mg/L，氯离子浓度相对比较稳定，原水平均氯离子浓度为229mg/L，产水平均氯离子33mg/L，氯离子平均去除率为85.5%，从化验结果和实际运行看，氯离子去除效果略高于其他离子的去除。
3.3总硬度去除效果
总硬度是回用水的重要指标，总硬度过高会导致循环冷却水设备结垢。使循环冷却水浓缩倍数的提高受到限制，节水效果会受到影响。本次试验对总硬度的去除效果见下图。
图五取样化验总硬度的去除效果试验期间，原水总硬度在900~1200mg/L，原水平均总硬度为106