[發明專利]一種使用純電容去離子技術淡化苦咸水的系統及其淡化苦咸水的方法

有效

• 申請號: 202110335416.9
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113149158B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李承龍;楊侃
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本發明公開了一種使用純電容去離子技術淡化苦咸水的系統及其淡化苦咸水的方法。該系統包括沉淀池、過濾池、第一脫鹽模塊、第二脫鹽模塊、交直流電源、廢液池。使用該系統淡化苦咸水的方法如下：將苦咸水原液經過沉淀、過濾后引入第一脫鹽模塊制備淡水，當第一脫鹽模塊的電極吸附量接近飽和時，對第一脫鹽模塊的電極進行脫附再生，同時使第二脫鹽模塊開始按照第一脫鹽模塊的方式進行吸附脫鹽。交直流電源在吸附時提供直流電，在脫附時提供交流電。本發明的系統中只使用電容去離子技術，不需要與其他淡水制備技術聯用，兩個模塊同時工作，交替進行吸附脫附，脫附時不需要反接電源，可以實現連續高效的生產淡水。

技術領域

本發明屬于水處理領域，尤其涉及非常規水資源的利用，具體涉及使用電容去離子技術淡化苦咸水的系統和使用該系統淡化苦咸水的方法。

背景技術

目前，全球約有十分之一的人口無法獲得潔凈的飲用水，且新世紀以來，水資源問題愈演愈烈。全面轉變水資源的利用方式，積極開發利用再生水、礦井水、海水等非常規水源已經迫在眉睫。傳統的咸水淡化技術，如反滲透、電滲析和離子交換等技術，由于其本身不可忽視的高能耗、高成本以及二次污染等的問題，使得咸水淡化利用一直難以實現。電容脫鹽技術，即電容去離子技術(CDI)，又稱電吸附，它通過在多孔電極材料間形成電場的方式電吸附去除溶液中的離子，具有脫鹽效率高、低能耗、環境友好等優點，是近幾十年隨著碳材料科學的發展而日益廣受重視的新型咸水淡化技術。電容脫鹽技術的出現彌補了傳統海水淡化技術的缺陷，使低能耗，高效率的脫鹽技術有了現實的可能性。

CN111875007A中公開了一種適用于高硬度廢水的耐結垢電吸附系統，該系統包括第一吸附模塊、第二吸附模塊、原水箱、第一再生水箱、第二再生水箱、淡水箱、水泵、閥門。原水箱用于儲存原始廢水，第一吸附模塊和第二吸附模塊用于對原始廢水進行吸附得到初始處理水；第一再生水箱和第二再生水箱用于吸附模塊的循環脫吸附再生與濃縮液的排出。該系統相比于其他膜濃縮減量技術，進水硬度指標耐受更好。處理實際廢水前無需軟化，只進行簡單澄清即可，可避免電極表面的硬度結垢、流道污堵等問題。但是該系統吸附和脫附不能同時進行，在進行脫吸附時無法繼續生產淡水，系統工作效率不夠高。

CN111718052A中公開了一種苦咸水淡化方法，包括以下步驟：將苦咸水引入集水井；將集水井中的苦咸水通過水泵引入過濾罐，進行過濾；過濾后的苦咸水進入第一電容去離子裝置，接通第一電容去離子裝置的電源，將苦咸水溶液中的正、負離子吸附到第一電容去離子裝置電極上，實現脫鹽，降低苦咸水溶液中的離子濃度；將脫鹽后的苦咸水在高壓泵的的作用下通過反滲透裝置，得到淡水；使用第一電容去離子裝置、第二電容去離子裝置并聯，在第一電容去離子裝置進行反接脫附離子時，第二電容去離子裝置繼續進行淡化工作，提高淡化的效率。該方法雖然在電極再生的同時還可以繼續進行脫鹽處理，但是需要將電容去離子技術與反滲透技術聯用才能制備出合格的淡水，而苦咸水淡化脫鹽需要較高的操作壓力，因此反滲透膜面無機結垢較快，需要頻繁清洗和更換膜元件；并且利用太陽能集熱裝置對回收的苦咸水進行蒸發，受氣候的影響較大，且轉化效率較低；裝置太多，在工業化連續生產中所需的設備占地面積較大。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種使用純電容去離子技術淡化苦咸水的系統及其淡化苦咸水的方法。

該系統包括沉淀池、過濾池、第一脫鹽模塊、第二脫鹽模塊、交直流電源、廢液池；

所述第一脫鹽模塊包括第一粗脫鹽裝置、第一精脫鹽裝置；所述沉淀池、過濾池、第一粗脫鹽裝置、第一精脫鹽裝置依次通過第一管道連接；所述過濾池、第一粗脫鹽裝置之間設有第一閥門；所述第一粗脫鹽裝置、第一精脫鹽裝置之間設有第一水泵；所述第一精脫鹽裝置的出水口依次設有第二閥門、第一電導率儀和第三閥門；