基于石墨帶電極的電容法脫鹽組件串聯(lián)裝置實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、電容法脫鹽（CapacitiveDeionizationCDI）是一種通過在流通電容器電極上發(fā)生充電-放電循環(huán)過程脫除海水或者苦咸水中帶電粒子的一種新型海水淡化技術(shù)。該技術(shù)具有操作方便、環(huán)境友好及低能耗等優(yōu)勢，可以在海水或苦咸水淡化、飲用水軟化和電鍍廢水處理領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。
　　本文中，實(shí)驗(yàn)中以超級電容器專用石墨帶為電極吸附材料，鈦板為集流體，兩者間通過導(dǎo)電膠粘結(jié)的方式制得CDI用石墨帶電極。在電極脫鹽性能測試實(shí)驗(yàn)裝置中考察了石墨

2、帶電極脫鹽性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著原料液濃度由400mg/L增大至800mg/L，石墨帶電極的比吸附量由22.6mg/g增加至25.9mg/g，電極的吸附時(shí)間由18min降至15min，脫附時(shí)間基本不變；再生率變化不大，維持在90％左右。當(dāng)極板間電壓由2.0V增大至4.0V，石墨帶電極的比吸附量增大27.7%，當(dāng)極板間電壓為3.0V時(shí)，電極的再生率最大為98.7%。當(dāng)極板間距離由6mm增大到12mm時(shí)，石墨帶電極的吸附時(shí)間由53min延

3、長到72min，電極的比吸附量和再生率分別降低了21%和17%。電極的再生效果主要取決于電極的再生方式，按照倒極再生、結(jié)合再生、短接再生和自由再生的順序逐漸變差。
　　設(shè)計(jì)并制作了包含10對CDI電極串聯(lián)的脫鹽裝置，并將其連接到CDI脫鹽系統(tǒng)中。在該系統(tǒng)中，探究了原料液濃度、極板間電壓和原料液流量對CDI脫鹽裝置性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)原料液濃度在400mg/L至800mg/L范圍內(nèi)變化時(shí)，系統(tǒng)脫鹽率最大可達(dá)35%，產(chǎn)水率變化

4、不大，維持在30%左右。隨著極板間電壓由2.0V增大至4.0V時(shí)，系統(tǒng)脫鹽率由31%提高到41%，產(chǎn)水率由28%增大到40%。隨著原料液流量由1.5L/h增大到4.5L/h，系統(tǒng)脫鹽率由34%降低至28.4%，產(chǎn)水率由32.6%降低至27.5%。此外，在CDI脫鹽裝置電極再生過程中，脫鹽裝置出水電導(dǎo)率值出現(xiàn)兩個(gè)峰值，該現(xiàn)象會(huì)降低系統(tǒng)的產(chǎn)水率，同時(shí)也增加了裝置的比能耗。這種現(xiàn)象已經(jīng)通過改變電極的再生方式進(jìn)行消除。最后本文對CDI技術(shù)中的電