電吸附技術在焦化廢水處理中的應用
摘要：采用常州愛思特凈化設備有限公司的電吸附技術，在昆明鋼鐵控股有限公司煤焦化公司安寧分公司生化車間，對其焦化廢水進行深度除鹽處理試驗研究，原水平均電導率為4599μS/cm；產水平均電導為1376μS/cm，平均去除率為70.10%；噸水電耗為2.28kWh/t；產水率為75%。在試驗過程中設備運行穩定、維護較簡單，前期預處理要求較低，產水水質較穩定。結果表明，電吸附技術能夠滿足處理焦化廢水的要求。
關鍵詞：電吸附技術 焦化廢水 除鹽 電導率
1 背景
昆明鋼鐵控股有限公司始建于1939年2月，總部位于春城昆明西南32公里的安寧市境內，占地面積約為10平方公里，是國家特大型工業企業，云南省最大的鋼鐵聯合生產基地，也是省內第一個銷售收入突破100億元的云南省屬工業企業。總資產達 245億元，凈資產80億元。2005年銷售收入名列中國企業500強第218位。具備年產600萬噸鋼的綜合生產能力，是一個集鋼鐵冶金、礦業開發、機械制造、建筑安裝、房地產•開發、水泥建材、物流運輸等為一體的企業集團。
昆鋼響應國家“節能減排”號召，由昆鋼水凈化科技有限公司及愛思特（北京）凈化設備有限公司共同合作，利用“電吸附除鹽設備”對昆鋼的焦化廢水進行深度除鹽處理，驗證其除鹽效果，從而證明該技術用于該類水質除鹽的可行性和技術優勢。
2 試驗原理
電吸附（electrosorption）除鹽的基本思想是通過施加外加電壓形成靜電場，強制離子向帶有相反電荷的電極處移動，對電極的充放電進行控制，改變電極處的離子濃度，并使之不同于本體濃度，從而實現對水溶液的脫鹽。由于碳材料，如活性炭和炭氣凝膠等制成的電極，不僅導電性能良好，而且具有很大的比表面積，置于靜電場中時會在其與電解質溶液界面處產生很強的雙電層。雙電層的厚度只有1～10nm，卻能吸引大量的電解質離子。一旦除去電場，吸引的離子被釋放到本體溶液中，溶液濃度升高，通過這一過程實現電極材料的再生，其原理如圖1所示。
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| 圖1 電吸附原理圖 |
工藝流程分為二個步驟：工作流程，反洗流程。
如圖2所示：
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| 圖2 工藝流程 |
工作流程：原水池中的水通過提升泵被打入保安過濾器，固體懸浮物或沉淀物在此道工序被截流，水再被送入電吸附（EST）模塊。水中溶解性的鹽類被吸附，水質被凈化。
反洗流程：就是模塊的反沖洗過程，即在電吸附模塊工作結束之后先對其進行短接放電，待短接電流很小或基本放電完成時，再生水泵開始工作，使水反向進入模塊進行沖洗，使電極再生，反洗流程可根據進水條件以及產水率要求選擇一級反洗、二級反洗、三級反洗或四級反洗。
電吸附除鹽工藝的優點
（1）耐受性好，運行成本低
核心部件使用壽命長（實際工程連續運行已達5年以上），避免了因更換核心部件而帶來的運行成本的提高。該技術屬于常壓操作，能耗比較低，其主要的能量消耗在于使離子發生遷移，并通過控制電壓使電極表面不發生極化現象。
（2）水利用率高
EST技術可以大大提高水的利用率，一般情況下水的利用率可以達到75%以上。
（3）無二次污染
電吸附技術不需任何化學藥劑來進行水的處理，從而避免了二次污染問題。電吸附系統所排放的濃水系來自于原水，系統本身不產生新的排放物。
（4）操作及維護簡便
由于電吸附系統不采用膜類元件，因此對原水預處理的要求不高，而且即使在預處理上出一些問題也不會對系統造成不可修復的損壞。鐵、錳、余氯、有機物、鈣、鎂等對系統幾乎沒有什么影響。在停機期間也無需對核心部件作特別保養。系統采用計算機控制，自動化程度高，對操作者的技術要求較低。
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