【摘 要】
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电容法脱盐技术(Capacitive deionization,CDI)是一种新型脱盐水处理技术,其利用流通电容器电极的吸附/脱附原理实现溶液的淡化和排浓,具有能耗低、环境友好和产水收率高等特点.膜电容法脱盐技术(Membrane capacitive deionization,MCDI)作为CDI过程的强化改进技术,结合了CDI与离子交换膜的优势,可有效消除同离子效应,提高脱盐效率.首先,针对M
【机 构】
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天津大学化工学院化学工程研究所,天津,300350 天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室,天津,3
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电容法脱盐技术(Capacitive deionization,CDI)是一种新型脱盐水处理技术,其利用流通电容器电极的吸附/脱附原理实现溶液的淡化和排浓,具有能耗低、环境友好和产水收率高等特点.膜电容法脱盐技术(Membrane capacitive deionization,MCDI)作为CDI过程的强化改进技术,结合了CDI与离子交换膜的优势,可有效消除同离子效应,提高脱盐效率.首先,针对MCDI组件放大产生的流动死区和流体分布不均匀问题,论文设计了一种新型的两级流体分布结构,通过对具有不同液体分布器的MCDI组件的流体分布进行CFD模拟计算,得出最优的液体分布器结构参数.其次,基于结构优化的MCDI组件,论文考察了多组件串并联工艺方案(脱盐流程)对MCDI系统脱盐性能及能耗的影响规律.最后,在相同的流程工艺和组件结构方案条件下,以石墨带为电极材料,以聚乙烯接枝聚苯乙烯磺酸为阳离子交换膜,聚乙烯接枝聚苯乙烯季铵为阴离子交换膜,对MCDI与CDI的脱盐性能及能耗进行对比研究.结果 表明：两组MCDI组件采用全并联工艺较其采用全串联工艺在提高系统整体电流效率方面更具优势.相同操作条件下,MCDI的脱盐效率和电流效率较CDI分别增加了31.68％和36.16％,表明离子交换膜可有效抑制同离子效应.经过16h的循环吸脱附实验,MCDI组件再生率依然高达99.01％,而CDI组件再生率仅为73.54％.
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