水资源污染日益严重,淡水资源短缺严重影响着人类的生活和社会的发展。为缓解淡水资源短缺,多年来已发展了多种海水淡化技术,其中蒸馏、反渗透和电渗析是最常见也是应用最广泛的技术。但仍有诸多因素限制其发展,目前研究的共同目标是提高水处理技术的能效和成本效益,因此寻求一种具有竞争力的新技术来增加淡水资源已成为人类迫切的要求。电容式去离子化(CDI)是一种电化学水处理.工艺,它不仅有望成为处理水的一种商业可行的替代方法,而且还能节约能源。CDI技术具有操作简单,出水稳定,无二次污染,去除率高,循环次数高等一系列优点。本论文主要对电吸附模块进行了优化设计,采用半封闭式夹板和模块化组装简化了搭建工艺。以椰壳炭为吸附材料分别探究了以泡沫镍和石墨纸为集流体的CDI装置的运行参数,并对二者的性能进行了对比。泡沫镍电极装置的去除率较高,而石墨纸电极装置具有低能耗和高单位吸附量的优势,通过等温吸附方程拟合可知,二者吸附过程均有较高的吸附速率。对以泡沫镍和石墨纸为集流体的CDI装置进一步优化,在电极表面分别添加阴阳离子交换膜以搭建MCDI装置,分别对其进行了单级测试和多级测试。发现电吸附装置添加离子交换膜后其性能有明显的提升,且单级测试优于多级测试。以石墨纸为集流体的电吸附装置为基础探究了不同离子交换膜对其吸附性能的影响,并通过动力学方程拟合以研究离子交换膜对吸附性能的影响。研究结果表明不同加电方式下的MCDI在不同电压下的吸附情况,均符合准一级动力学方程且均相膜的吸附性能优于非均相膜,二者性能差异较小,因此电吸附装置对离子交换膜的性能要求较低,进一步降低了MCDI的成本。