城市污水深度脫氮脈沖電吸附技術(shù)

近年來，電吸附即電容去離子法(CDI)因其環(huán)境友好、低能耗、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在海水淡化、苦咸水凈化等凈水領(lǐng)域。電容去離子法吸引了國內(nèi)外眾多學(xué)者的目光，有對(duì)吸附材料碳納米管、碳?xì)饽z、石墨烯的研究，和新型反應(yīng)器微生物燃料電池與CDI的聯(lián)用、流動(dòng)電極CDI等的研究

　　當(dāng)今城市污水處理的方向應(yīng)朝著高效節(jié)能低碳、深度脫氮除磷(或回收)、資源化再利用、易于控制管理等方向發(fā)展。城市污水處理廠的二沉池出水經(jīng)過生化處理后，幾乎沒有可利用的碳源，針對(duì)此出水中的NH₄-N，NO₃-N等污指標(biāo)，使其達(dá)到城市污水處理廠一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)(5mg/L或當(dāng)水溫低于12℃時(shí)的8mg/L)，是目前我國污水處理廠提標(biāo)改造急需解決的技術(shù)難題之一。電吸附可去除水中NH₄-N，NO₃-N等呈離子態(tài)的污染物，因而可嘗試將CDI應(yīng)用到污水處理中。傳統(tǒng)電吸附法采用直流穩(wěn)壓電源提供外電場，該方法處理

　　較高質(zhì)量濃度含鹽廢水時(shí)，效果尚佳，反應(yīng)速度快，能耗也較低。但當(dāng)處理低質(zhì)量濃度廢水時(shí)，例如氨氮質(zhì)量濃度為20~30mg/L的某城市污水處理廠的出水，去除率不高。從理論上分析，廢水中作為溶劑的H2O分子是極性分子，其固有偶極距的排列方向是隨機(jī)的，但在外電場作用下，偶極距會(huì)發(fā)生取向極化效應(yīng)，使偶極距沿電場方向排列。當(dāng)陰、陽離子在電場力作用下，向電極板遷移時(shí)，已定向排列的水分子偶極距會(huì)在離子的誘導(dǎo)下，通過靜電作用與離子結(jié)合，使離子形成穩(wěn)定的水化層，從而增大遷移過程的阻力。而脈沖開關(guān)電源產(chǎn)生的脈沖電流具有*的高頻率通-斷電特性，使通電時(shí)間比水分子極化時(shí)間更短，便可避免水分子偶極距取向極化效應(yīng)的發(fā)生，削弱了離子水化層的厚度，從而降低遷移傳質(zhì)過程的阻力。因此，在低濃度離子的吸附中，脈沖開關(guān)電源相比直流電源，理應(yīng)更具優(yōu)勢(shì)。