技术领域
膜电容去离子技术(Membrane Capacitive Deionization,MCDI)
▇技术简介
膜电容去离子技术(Membrane Capacitive Deionization,MCDI)是由电容去离子技术(Capacitive Deionization,CDI)发展而来。利用活性炭类电极的导电性、离子吸附性,在直流电场作用下使溶液中的带电离子被电极捕获,实现从溶液中去除离子。
应用领域:适用在含盐水深度除盐/深度净化领域。水中含有的砷、硝酸盐、氟化物、高氯酸盐、氨氮、硫酸盐、金属离子及其他离子性化合物均可用电容析技术来处理,可用于工业冷却循环水处理、中水回用、苦咸水及高氟水处理、盐碱地综合修复、工业废水零排放等领域。
【科宁沃特®离子交换膜在MCDI技术中的应用优势】科宁沃特®离子交换膜具有高选择透过性和低面电阻的特殊性能,在MCDI技术中,既保证离子的正常迁移、吸附过程,又可避免再生过程中脱附离子被二次吸附于对侧电极。
▇工作原理
传统CDI工作原理:
电容去离子技术利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子,使水中溶解盐类及其它带电物质在电极的表面富集浓缩而实现水的净化/淡化的一种水处理技术。
吸附电极两端加载低于使溶液电解的稳定直流电压,当溶液通过电极极板间的流通通道时,溶液中的阴、阳离子及带电粒子定向迁移,吸附在带电电极的表面,形成双电层,双电层厚度一般为0.2~20 nm,但它能够存储大量的带电离子,从而使得溶液本体浓度小于固体电极/溶液相界处浓度,实现盐从水溶液的分离,达到盐溶液淡化的目的。
当电极吸附达到饱和以后,通过施加电极反向电压,电极上吸附的离子由于受到反向电场力的作用,从电极上解析并随冲洗液流出组件,电极得到再生并恢复吸附能力,为下一循环的吸附做好准备。
缺点:
MCDI工作原理
MCDI在测流式CDI正负极表面分别增加了阴离子交换膜和阳离子交换膜而构成。即:将阴离子交换膜放置于阳极之前,将阳离子交换膜放置在阴极之前。
吸附过程:在静电力作用下,阴阳离子分别迁移通过阴、阳离子交换膜,储存在正负电极表面的双电层下,实现了盐的去除。在MCDI运行过程中,正极电极表面的阳离子,由于阴离子交换膜的存在而不能迁移至脱盐室,同样对于负极电极表面的阴离子,由于阳离子交换膜的存在而不能迁移至脱盐室,这样避免了同离子效应,可以提高电容去离子技术的电荷效率与脱盐量。
脱附过程:当电极吸附饱和后,将正负电极短路或反接,电极表面被吸附离子将迅速脱附,并受到对侧离子交换膜的阻隔,由通道中的水流带走形成浓水,电极实现再生。
优点:MCDI利用离子交换膜选择性透过阴、阳离子的特点,既保证离子的正常迁移、吸附过程,又能有效阻止被吸附离子因水流扰动而被带走,且可避免再生过程中脱附离子被二次吸附于对侧电极,从而大大提高了离子去除效率和电极再生效率。



