在石煤提钒焙烧过程中通常需要添加一定量的工业盐作为焙烧添加剂促进钒的提取，因此，提钒过程会产生大量的高盐度、高矿化度的废水，目前处理这种高盐废水常用的方法有热法和膜法，普遍存在能耗大、成本高等问题。为探索性能更为优异的高盐废水处理方法，本研究采用电容去离子技术处理高盐废水，研究电极材料对脱盐的影响，探讨不同材料的吸附动力学过程，并对比电极材料改性前后对石煤提钒废水的处理性能。通过比较不同活性炭电极的电容去离子脱盐能力，结合活性炭化学、物理、电化学特性分析，得出吸附性能好的电极材料所具备的一般特性，指导电容去离子电极材料的选取。研究表明：在相同条件下进行电容去离子脱盐，矿物质活性炭电极的吸附量约为木质活性炭电极吸附量的4倍，是椰壳活性炭电极吸附量的7.5倍。导致吸附能力差异的主要原因是矿物质活性炭杂质含量少，孔隙结构发达，含氧官能团丰富，且电容量高、电阻较低，因而电容去离子电极材料的选取应具有以上特性。电容去离子操作的最佳工艺参数是：操作电压为2.0V，流速为25mL/min，电极板间距为3mm时，矿物质活性炭电极的粘结剂含量为9%。处理不同浓度NaCl溶液的动力学研究表明，电容去离子吸附过程满足准一阶动力学吸附方程。电容去离子过程离子选择性吸附研究表明：离子浓度是影响电极吸附量的主要因素；当离子浓度相同时，荷电量越高的离子，吸附量越大；相同荷电量的离子，水合半径越小，吸附量越大。对不同单一电解质溶液的电容去离子过程吸附动力学研究表明：活性炭电极对不同离子的吸附速率大小顺序为：Fe3+>Al3+> Ca2+> Mg2+> K+> Na+，说明电极对高价离子的吸附速度大于低价离子，相同价态的离子，水合半径越小，吸附速率越快。利用3级电容去离子串联处理石煤提钒高盐废水，操作电压为2.0V，流量为25mL/min，电极板间距为3mm，处理时间为每级1h，活性炭电极对离子总吸附量达到了87.03mg/g。为了进一步提高电极材料的吸附能力，对其进行表面改性，硝酸改性活性炭的吸附性能最好。动力学研究表明，硝酸改性可以提高活性炭的吸附速率常数。硝酸改性提高活性炭的含氧官能团含量，如羟基和羧基的含量，并产生了x新的官能团C-N，降低了活性炭电极的疏水性，提高了电极与溶液的接触面积，进而增加了电极对离子的吸附量，同时提高了电极的电容量，降低电极的电阻。考察硝酸改性对其他碳基电极材料的处理效果，对多壁碳纳米管进行改性，在相同的操作条件下，改性多壁碳纳米管电极的吸附量比未处理的多壁碳纳米管高44.9%。说明硝酸改性方法不仅可以提高活性炭电极的性能，也适用于对多壁碳纳米管电极的改性。电容去离子处理石煤提钒废水的电耗分析表明：将废水含盐量从30388mg/L降至1500mg/L以下，硝酸改性活性炭电极比未处理活性炭电极可以节约22.4%的电耗。同时降低了电极材料的用量，缩短了处理时间。