[實用新型]一種電吸附耦合擴展活性炭處理微污染苦咸水的裝置

有效

• 申請號: 201821259004.1
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN208791261U
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 武福平;李世勇;張子賢;張國珍
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 武戰翠

本實用新型涉及一種電吸附耦合擴展活性炭處理微污染苦咸水的裝置，包括電吸附模塊、擴展陰陽極活性炭吸附模塊和緊固密封模塊，其中電吸附模塊是由一對電極和直流穩壓電源組成；擴展陰陽極活性炭吸附模塊由板框式擴展陽極活性炭室和板框式擴展陰極活性炭室組成，其內均填裝顆粒活性炭，并由透水隔離網與電極板進行固定；外部用緊固模塊對裝置進行緊固密封。本實用新型在強化除鹽的同時，同步去除水中的微污染物，克服了活性炭再生效率低的缺點，兼具了低能耗、環境友好等特點，適用于農村微污染苦咸水的處理。

技術領域

本實用新型屬于水凈化領域，涉及微污染苦咸水的處理，具體涉及一種處理農村微污染苦咸水的電吸附耦合擴展活性炭的裝置。

背景技術

隨著社會經濟的不斷發展及人口數量的持續增長，工業生產及生活飲用所需的淡水資源日益匱乏，尤其是中國西北干旱半干旱地區，嚴重的缺水問題直接制約著當地社會經濟的持續發展，因此，對西北地區廣泛分布的苦咸水的利用已越來越受到人們的重視。苦咸水具有高礦化度、高硬度等突出問題，長時間飲用苦咸水會對身體造成不良影響。而傳統的苦咸水淡化技術，如熱蒸餾和反滲透兩種方法，熱蒸餾即煮沸海水后濃縮蒸餾，而反滲透技術則是在高壓下濃縮海水并通過濾膜去除鹽分，都需要消耗大量化石能源與電，同時不可避免的去除了部分有益于人體健康的微量元素。而且，大部分淡水緊缺的地區都是能源資源相對缺乏的偏遠地區，淡水資源的獲取不能以消耗不可再生的能源為代價。

微污染水是指水的物理、化學和微生物指標已不能達到 《地面水環境質量標準》中作為生活飲用水源水的水質要求,水體污染物單向指標,如渾濁度、色度、臭味、硫化物、有毒有害物質、病原微生物等有超標現象,但多數情況下是受有機物微量污染的水源。現有的常規處理工藝不能有效的去除溶解性有機物和部分離子，同時膜技術會去除部分對人體健康有益的鐵、鋅等微量元素，其次，膜技術存在由于濃差極化和膜污染所造成的膜使用壽命減短、滲透通量隨時間延長而下降和操作過程能耗增加等問題。

電吸附除鹽技術是一種環保型的去除水中離子的技術，它是電化學理論與雙電層理論二者結合的產物。電吸附技術的除鹽過程不涉及電子的得失，其所需電流僅用于給吸附電極溶液界面的雙電層充電，因而是一個低電耗過程。該除鹽技術屬于常壓操作，具有工藝設備簡單，能耗低，成本低，且其再生過程無需添加藥劑，不產生二次污染的優點。

活性炭作為一種環境友好型吸附劑，具有較強的吸附性能，原料充足且安全性高，耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機溶劑、易再生等優點，對水中溶解的有機污染物如苯類化合物、酚類化合物等具有較強的吸附能力，同時對色度、除草劑、殺蟲劑、合成染料及許多人工合成的有機化合物也有較好的去除效果；廣泛應用于食品、化工等眾多領域，但是，隨著經濟的發展，活性炭的消耗量也巨大，如不回收利用，將會產生資源浪費以及產生二次污染，對于活性炭的再生勢在必行。

活性炭的再生有以下幾種方法：熱再生、濕式氧化再生、微波輻射再生和電化學再生。其中，熱再生主要是通過加熱對活性炭濾料進行熱處理，使活性炭吸附的有機物在高溫下炭解，成為氣體逸出，最終使得活性炭得到再生，此方法效率較高，再生時間短，應用范圍廣，但每次再生炭的損失一般都在5%-10%之間，再生炭的機械強度下降，吸附效率也有所降低，投資大，費用高，不易小型化。濕式氧化再生的效率穩定，快速，低能耗，但效率僅為50%左右，再生設備要求比較高，產生的廢氣需要進一步處理，且操作不方便，運行維護費用較高。微波輻射再生是在密閉的容器中進行的，對裝置的致密性以及耐高溫、耐腐蝕性能要求嚴格，同時蒸發的物質不能及時排除，當微波的漏能功率大于0.01時間達6以上時，對人體有害。而電化學再生技術是將活性炭填充在陽極和陰極之間，以氯化鈉溶液等作為電解液，通入直流電，依靠電解產物如氯氣、次氯酸、羥基自由基等強氧化劑氧化分解吸附質。該技術的優點是再生效率高（80%~95%），多次再生后再生效率下降不明顯，且不產生二次污染。

基于目前水處理除鹽技術的研究狀況可知：提高水的除鹽除有機物率、降低水的處理能耗以及保證裝置凈化與再生過程的環境友好對于水處理技術的發展至關重要。

實用新型內容