电容去离子技术是一种新型的水处理技术,具有能量利用率高、低能耗和无二次污染等特点。目前主要集中在炭气凝胶电极材料的研究,但是该材料价格较高,为了降低成本,易于实现该技术的大规模工业应用。本论文采用目前常用的活性炭纤维作为电极材料进行研究。首先将它与活性炭颗粒和粉末进行对比实验,然后从电极对数和间距、电压以及处理溶液的流量和离子浓度等方面入手,研究其对电容去离子效果的影响;接着研究了在不同电压下,活性炭纤维电极的吸附性能、双电层的电容特性、吸附/脱附连续运行性能和去除溶液中的SO42-离子;最后对电极材料进行了改性研究,进一步探讨提高离子去除效率的途径。结果表明,用活性炭纤维作电容去离子的电极比用活性炭颗粒和粉末的效果好。为实现低压和高处理效果的目标,确定了电极间距为4 mm,5对电极串联的电容去离子装置;电极间的电压不超过1.2V;确定处理溶液的最佳流量为10 mL/min。吸附性能研究表明,在0.4~1.2V的电压范围内,离子在活性炭纤维电极上的吸附符合Langmuir吸附等温规律,属单分子层吸附,同时也符合Freundlich吸附等温规律,表明吸附较易发生。在0.4、0.6、0.8、1.0和1.2V的电压下,离子在活性炭纤维电极上的最大吸附量分别为2.10、3.30、4.50、7.61和10.20 mg/g,证明离子在电极上的吸附主要是基于电吸附,电容特性也进一步证明了离子在电极上的吸附是基于双电层上的电吸附。连续的吸附/脱附实验表明,活性炭纤维电极可以多次重复使用。电极材料改性研究的结果表明,含钛试剂可以有效地提高活性炭纤维电极对离子的电吸附性,改性后的去除率比改性前提高了94.3%。实验结果表明,用活性炭纤维作电容去离子的电极是可行的。且该方法具有能耗低、装置简单等特点,经进一步改善电极性能后,将具有较好的应用前景。