中水回用项目
电吸附除盐方案
爱思特净化设备
2010年12月
目 录
1 项目概况 ....................................................................................... 4
1.1 设计处理水量与水质 .................................................................. 4
1.1.1 处理水量 ............................................................................ 4
1.1.2 设计处理水质 ...................................................................... 4
1.2 设计技术要求 ........................................................................... 4
1.2.1 产品水水量 ......................................................................... 4
1.2.2 产品水水质 ......................................................................... 4
2 工艺线路 ....................................................................................... 6
3 预处理说明 .................................................................................... 6
4 电吸附深度处理 .............................................................................. 7
4.1 除盐原理 .................................................................................. 7
4.2 工艺特点 .................................................................................. 8
4.3 与常规除盐技术的比较分析与技术优势 ......................................... 9
4.4 电吸附系统工艺流程 ................................................................ 12
4.5 电吸附系统主要构成 ................................................................ 12
4.6 电气 ...................................................................................... 13
4.7 自动控制系统 ......................................................................... 14
4.8 投资估算 ................................................................................ 18
4.9 运行成本估算 ......................................................................... 19
4.10 土建估算 ................................................................................ 19 5 爱思特公司简介 ............................................................................ 21
6 经典工程介绍 ...............................................................................
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1 项目概况
1.1 设计处理水量与水质
1.1.1 处理水量
规模：35000m3/day（1458m3/h）
1.1.2 设计处理水质
表1水质指标
序号 项目 单位 业主提供水质
1 电导率 μS/cm 2500
1.2 设计技术要求
1.2.1 产品水水量
产水量：26250m3/day（1093m3/h）
系统产水率：≥75%
1.2.2 产品水水质
表2 电吸附系统出水水质
序号 项目 单位 电吸附产水水质
1 电导率 μS/cm ≤1000 1.2.3 待处理原水温度
电吸附进水水温大于0摄氏度。2 工艺线路
待处理原水纤维球过滤器提升泵保安过滤电吸附产品水
3 预处理说明
为保证电吸附系统的持续稳定运行，本方案选用纤维球过滤器对原水进行过滤。
纤维球过滤器装纤维球滤料，它比其他的多介质过滤器的过滤速度快2-3倍，截污能力是多介质过滤器的2.7倍，出水水质要高出1-2个数量级。纤维球过滤器具有过滤速度快，截污量大，工作周期长，悬浮物去除效果好等特点，其主要性能指标为：滤速15-30m/h,过滤周期8-24h，水头损失3-10m，截污量6-20kg／m３，采用水反冲，反冲强度为10L/ s·m2
根据本工程水量，选用7台QLG-3000纤维球过滤器，单台处理量210
m3/h，功率22KW，直径3000mm。 4 电吸附深度处理
4.1 除盐原理
由电化学基础理论可知，将固体电极浸在水溶液中，施加电压时，在固体电极/溶液的两相界面处，电荷会在极短距离分布、排列。作为补偿，带正电荷的正极会吸引溶液中的负离子（相反，负极就会吸引正离子），从而形成双电层。双电层结构相当于一个电容器，可以充放电，即双电层所带的电荷量的大小与双电层的电容值和双电层上的电位差成正比。所以，在一个完整的电化学体系中，在不发生法拉第反应的情况下，当给两个对应电极的双电层充电时，由于离子富集到电极周围，溶液本体中的浓度降低；相反，给双电层去掉电压，双电层放电，被富集的离子将扩散到本体溶液中，使本体溶液的离子浓度增大。
电吸附（EST）除盐的基本思想就是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。由于电吸附技术采用的材料，不仅导电性能良好，而且具有很大的比表面积，置于静电场中时会在其与电解质溶液界面处产生很强的双电层。双电层的厚度只有1~10nm，却能吸引大量的电解质离子，并储存一定的能量。一旦除去电场，吸引的离子被释放到本体溶液中，溶液中的浓度升高，通过这一过程去除离子，如图1所示。
图1 电吸附除盐原理图
4.2 工艺特点
（1） 耐受性好
核心部件使用寿命长（>5年），避免了因更换核心部件而带来的运行成本的提高。
（2） 特殊离子去除效果显著
EST技术对氟、氯、钙、镁离子去除率效果尤佳，且除盐率连续可调。
（3） 无二次污染
EST系统不添加任何药剂，排放浓水所含成份均系来自于原水，系统本身不产生新的排放物。浓水COD不浓缩，可直接达标排放，无需进一步处理。
（4） 对颗粒污染物低
由于电吸附除盐装置采用通道式结构（通道宽度为毫米级），因此不易堵塞。对前处理要求相对较低，因此可降低投资及运行成本。同时，电吸附除盐设备具有很强的耐冲击性。
（5） 抗油类污染 由于电吸附除盐装置采用特殊的惰性材料为电极，可抗油类污染。电吸附除盐技术已成功应用于炼油废水回用（齐鲁石化工程），实践证明了此点。
（6） 操作及维护简便
由于EST系统不采用膜类元件，因此对原水的要求不高。在停机期间也无需对核心部件作特别保养。系统采用计算机控制，自动化程度高，对操作者的技术要求较低。
（7） 运行成本低
该技术属于常压操作，能耗比较低，其主要的能量消耗在于使离子发生迁移。这与其它除盐技术相比可以大节约能源。其根本原因在于EST技术净化/淡化水的原理是有区别性地将水中作为溶质的离子提取分离出来，而不是把作为溶剂的水分子从待处理的原水中分离出来。
4.3 与常规除盐技术的比较分析与技术优势
各行各业对废水处理中有害物质的去除要求千差万别，但电吸附水处理技术对此均有其用武之地。由于EST系统不采用膜类元件，因此对原水预处理的要求不高，而且即使在预处理上出一些问题也不会对系统造成不可修复的损坏。一般情况下，铁、锰、余氯、有机物、钙、镁、pH值等对系统几乎没有什么影响，在停机期间也无需对核心部件作特别保养。
电吸附除盐技术在污（废）水回用方面与反渗透工艺技术特点比较见表3。
表3 污（废）水回用中电吸附工艺与反渗透工艺技术特点的比较
序号 项 目 电吸附EST 反渗透RO(双膜法)
1 除盐原理 利用通电电极表面带电以分子扩散膜为介质，特性对水中盐离子进行静电吸附，以电极为介质，以静电场为推动力，将溶质从溶液中取出 以静压差为推动力将溶剂从溶液中取出
2 透过物 溶质，盐 溶剂，水
3 截留物 溶剂，水 溶质，盐
4 膜类型 无分离膜 不对称膜，复合膜
5 除盐率 60~95% ★98%
6 处理污水膜通量与处理净水膜通量比 ★1 0.5－0.7
7 相同浓水量盐去除总量 ★大 小
8 工作温度 ★大于0℃ 大于4℃小于40℃
9 随温度降低通量衰减 ★无 每降低1℃膜通量下降2-3%
10 污堵导致通量衰减 ★小（可逆） 衰减7%-15%/年
11 盐透过量每年增加量 ★变化小 变化较大
12 是否结垢及原因 ★较少结垢, 极板难溶盐离子浓度积低,极板间切向流，频繁倒极 易结垢，垂直穿透膜,浓差极化，浓水侧偏碱难溶盐离子浓度积过饱和