[发明专利]一种使用纯电容去离子技术淡化苦咸水的系统及其淡化苦咸水的方法

说明书

本发明公开了一种使用纯电容去离子技术淡化苦咸水的系统及其淡化苦咸水的方法。该系统包括沉淀池、过滤池、第一脱盐模块、第二脱盐模块、交直流电源、废液池。使用该系统淡化苦咸水的方法如下：将苦咸水原液经过沉淀、过滤后引入第一脱盐模块制备淡水，当第一脱盐模块的电极吸附量接近饱和时，对第一脱盐模块的电极进行脱附再生，同时使第二脱盐模块开始按照第一脱盐模块的方式进行吸附脱盐。交直流电源在吸附时提供直流电，在脱附时提供交流电。本发明的系统中只使用电容去离子技术，不需要与其他淡水制备技术联用，两个模块同时工作，交替进行吸附脱附，脱附时不需要反接电源，可以实现连续高效的生产淡水。

技术领域

本发明属于水处理领域，尤其涉及非常规水资源的利用，具体涉及使用电容去离子技术淡化苦咸水的系统和使用该系统淡化苦咸水的方法。

背景技术

目前，全球约有十分之一的人口无法获得洁净的饮用水，且新世纪以来，水资源问题愈演愈烈。全面转变水资源的利用方式，积极开发利用再生水、矿井水、海水等非常规水源已经迫在眉睫。传统的咸水淡化技术，如反渗透、电渗析和离子交换等技术，由于其本身不可忽视的高能耗、高成本以及二次污染等的问题，使得咸水淡化利用一直难以实现。电容脱盐技术，即电容去离子技术(CDI)，又称电吸附，它通过在多孔电极材料间形成电场的方式电吸附去除溶液中的离子，具有脱盐效率高、低能耗、环境友好等优点，是近几十年随着碳材料科学的发展而日益广受重视的新型咸水淡化技术。电容脱盐技术的出现弥补了传统海水淡化技术的缺陷，使低能耗，高效率的脱盐技术有了现实的可能性。

CN111875007A中公开了一种适用于高硬度废水的耐结垢电吸附系统，该系统包括第一吸附模块、第二吸附模块、原水箱、第一再生水箱、第二再生水箱、淡水箱、水泵、阀门。原水箱用于储存原始废水，第一吸附模块和第二吸附模块用于对原始废水进行吸附得到初始处理水；第一再生水箱和第二再生水箱用于吸附模块的循环脱吸附再生与浓缩液的排出。该系统相比于其他膜浓缩减量技术，进水硬度指标耐受更好。处理实际废水前无需软化，只进行简单澄清即可，可避免电极表面的硬度结垢、流道污堵等问题。但是该系统吸附和脱附不能同时进行，在进行脱吸附时无法继续生产淡水，系统工作效率不够高。

CN111718052A中公开了一种苦咸水淡化方法，包括以下步骤：将苦咸水引入集水井；将集水井中的苦咸水通过水泵引入过滤罐，进行过滤；过滤后的苦咸水进入第一电容去离子装置，接通第一电容去离子装置的电源，将苦咸水溶液中的正、负离子吸附到第一电容去离子装置电极上，实现脱盐，降低苦咸水溶液中的离子浓度；将脱盐后的苦咸水在高压泵的的作用下通过反渗透装置，得到淡水；使用第一电容去离子装置、第二电容去离子装置并联，在第一电容去离子装置进行反接脱附离子时，第二电容去离子装置继续进行淡化工作，提高淡化的效率。该方法虽然在电极再生的同时还可以继续进行脱盐处理，但是需要将电容去离子技术与反渗透技术联用才能制备出合格的淡水，而苦咸水淡化脱盐需要较高的操作压力，因此反渗透膜面无机结垢较快，需要频繁清洗和更换膜元件；并且利用太阳能集热装置对回收的苦咸水进行蒸发，受气候的影响较大，且转化效率较低；装置太多，在工业化连续生产中所需的设备占地面积较大。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种使用纯电容去离子技术淡化苦咸水的系统及其淡化苦咸水的方法。

该系统包括沉淀池、过滤池、第一脱盐模块、第二脱盐模块、交直流电源、废液池；

所述第一脱盐模块包括第一粗脱盐装置、第一精脱盐装置；所述沉淀池、过滤池、第一粗脱盐装置、第一精脱盐装置依次通过第一管道连接；所述过滤池、第一粗脱盐装置之间设有第一阀门；所述第一粗脱盐装置、第一精脱盐装置之间设有第一水泵；所述第一精脱盐装置的出水口依次设有第二阀门、第一电导率仪和第三阀门；