如今,我国已建成12个海水淡化工程,所有工程每日处理量超过60000吨。所以我国已经具备了万吨级海水淡化的设计和建设能力,达到了世界先进水平,而且每吨水的成本已经降低到5元左右。我们都知道,伴随着海水淡化装置规模的扩大以及海水淡化技术的进步,海水淡化的成本仍然有很大的降低空间。
所以为了降低海水脱盐的成本,各种有关海水淡化的研究应运而生。其中使用新型HCDI(混合电容器)系统进行海水脱盐具有较大的潜力,此技术在少数先进国家处于生产试验阶段,但在国内该技术仍处于实验室研究阶段,市场上仍是空白状态。
1.2.3混合电容器脱盐机理介绍
电容去离子技术(capacitivedeionization,CDI)是一种环保、节能、利用率高的新型水处理技术,它是利用电容器的充放电原理,将离子从水体中去除,从而达到水体净化的目的[6-8]。今天,CDI主要用于微咸水的淡化,微咸水是具有低或中等盐浓度(低于10克/升)的水。另一些用于水去离子化的技术有蒸馏,反渗透和电渗析。相比反渗透和蒸馏,CDI被认为是一种高能效技术用于微咸水淡化。这主要是因为CDI从水中
除去盐离子,而其他技术是从盐溶液中提取水[9-10]。
1960年电化学海水脱盐概念由BlairandMurphy提出。在这项研究中,人们认为离子通过与在电极上的特殊碳粒子化学基团发生电化学反应而除去。1968年Reid证明了CDI的商业相关性和可长期运行性。在1970年Johnson等提出一个理论,把CDI过程称为“潜在的可调制离子吸附”,后者在今天更通常被称为双电层(EDL)的理论。从1990年起,CDI因为新的电极材料的发展引起了更大的关注,如碳气凝胶或碳纳米管电极。1996年Farmer等也引用术语电容去离子化并首次使用了现在常用的缩写CDI。2004年Andelman在专利中介绍了薄膜电容去离子化。