[发明专利]污水脱盐装置、污水脱盐设备及污水脱盐方法

说明书

本发明提供了一种污水脱盐装置、污水脱盐设备及污水脱盐方法，其中，所述污水脱盐装置，包括：脱盐反应器，其具有电浆液，能够通过流动电极电容去离子反应将污水中的阴、阳离子吸附在电浆液中；电极再生反应器，与脱盐反应器连接，其能够通过电极再生反应再生电浆液以使阴、阳离子脱附至洗脱水中；其中，电浆液与污水间，及电浆液与洗脱水间均通过离子交换结构分隔。本污水脱盐装置可连续生产，能同时进行阴阳离子的吸附、脱附作业，效率高，并且电浆液在脱附后可循环，有效降低成本。充分体现了流动电极电容去离子技术安全，低能耗，连续型，稳定性的技术特点，解决了成本高、效率低，无法应用于工业废水、城市污水等实际环境处理的问题。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，具体涉及一种污水脱盐装置、污水脱盐设备及污水脱盐方法。

背景技术

高盐废水的产生途径广泛，水量也在逐年增加，工业废水、城市污水等大量排放的高盐度废水，会直接导致江河水质矿化度提高，矿物不仅会造成水体富营养化、土地盐碱化、生态多样性降低，还会给土壤、地表水、地下水带来严重的污染，危及生态环境。现在主流的解决办法就是对污水进行处理再排放，既能减少污水对环境的污染也能实现废弃资源的回收以及充分地利用。

电容去离子技术(Capacitive deionization，CDI)作为一种新型的污水处理手段，是一种基于超级电容器的衍生技术，其运行成本低，效率高，对环境污染较小，技术简单易行，安全等优势逐渐发展成为研究热点。电容去离子技术的核心在于双电层理论，通过外加直流电使极板带电从而产生电场，在电场的作用下使污水中的离子向相应的电极上迁移，在吸附性材料的表面生成双电层结构，达到电吸附作用，通过对吸附电极的再生将吸附的离子脱附到洗脱水中，达到盐分的富集。但传统的电容去离子技术的发展会受限于电极的吸附量和制片工艺，而且吸附在电极上的离子极易因为反离子效应重新吸引而回到污水中，从而导致效率降低与能耗的提升。为解决这一问题衍生出的膜电容吸附技术(Membranecapacitive deionization，MCDI)。在原有CDI技术基础上电极表面增加阴阳离子交换膜防止吸附的离子重新回到溶液中，以此提高电吸附性能。但CDI和MCDI技术共同存在的一个弊端就是无法实现连续生产，必须不断地重复脱附和吸附的过程而且电极的种类和性能直接决定了其电吸附的效率。为解决这一情况有专家提出将电极采用电浆液在电极室内循环替代原有的固定电极,从而演变成了流动电极电容去离子技术(Fluid-electrodecapacitive deionization，FCDI)基本原理与CDI和MCDI类似，但电极采用可流动的电浆液，利用离子交换膜将其与污水隔开，通过电极使电浆液带电，在电场的作用下，阴阳离子迁移通过离子交换膜吸附在电浆液中并循环带出,从而提高吸附的效率，提高脱盐的效果。

本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

目前FCDI技术仍处于研究阶段，可参考内容少,且基本没有实际应用，尚停留在实验室研发阶段且FCDI的流程工艺也处于摸索状态。国内对于研究FCDI技术的可参考依据不多，工艺不成熟，装置种类多，现在继续对FCDI技术进行研究和参数摸索，所以一种基于FCDI技术的可运行的脱盐工艺和装置是一个现阶段急需解决的课题。

发明内容

鉴于上述无法实现连续生产，技术不成熟，无法应用于工业废水、城市污水等实际环境处理的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的污水脱盐装置、污水脱盐设备及污水脱盐方法。

依据本发明的一个方面，提供一种污水脱盐装置，包括：

脱盐反应器，其具有电浆液，能够通过流动电极电容去离子反应将污水中的阴、阳离子吸附在所述电浆液中；

电极再生反应器，与所述脱盐反应器连接，其能够通过电极再生反应再生所述电浆液以使所述阴、阳离子脱附至洗脱水中；

其中，所述电浆液与所述污水间，及所述电浆液与所述洗脱水间均通过离子交换结构分隔。