1。4。1 论文选题的目的和意义

此次选题目的在于进一步了解电容法脱盐技术，并进行电容法海水淡化系统的设计开发，为寻求新型可靠的海水淡化方法做出一些贡献。

1。4。2论文主要研究内容

（1）学习并掌握电容法海水淡化系统的基本原理，了解电容法海水淡化装置的淡化流程、影响处理水效率的各个装置因素。

（2）完成日生产200L淡水的电容法海水淡化系统设计开发，电极片的长度材料、集电极的材料、绝缘织物隔离膜的材料大小、端板尺寸，提供核心部件组合电极的制造加工方法以及装置的使用流程。

（3）进行各部分成本核算，完成装置设备清单。

第二章 电容法脱盐装置的原理及影响因素

2。1 电容法海水淡化的理论基础及原理

电容法海水淡化利用了双电层的电吸附理论方法。双电层是指处在溶液中的带电导电体表面，主要是因为有静电吸引力，所以必须要吸引等电量的、与固体表面上电荷相反电荷的离子环绕在固体离子的四周，便在固相与液相中间形成双电层。最早的平板型电容器模型是由Helmhoitz在1879年提出的[5]，如图2-1。他认为金属表面剩余的电荷必须被靠近电极表面的相反电荷的溶液离子层所中和，两个电荷层间的距离差不多是离子半径，如同一个平板电容器。这个模型的主要缺点：一是只考虑电极与吸附层之间的相互作用，而忽略了其它作用；二是没有考虑电解质溶液浓度的影响。之后，在20世纪初，Gouy和Chapman共同提出了扩散双电层模型[6]，如图2-2。在溶液中与电极表面离子电荷相反的离子，只有一部分紧密地排列在电极/溶液界面的溶液一侧（称紧密层，层间距离约为一、二个离子厚度），另一部分离子与电极表面的距离，则可以从紧密层一直分散到本体溶液中。1924 年，Stern 吸取了Helmholtz 模型和 Gouy-Chapman 模型的正确方面，提出整个双电层是由紧密层和扩散层组成的，从而使理论更加切合实际[7]，如图2-3。文献综述

图2-1 Helmholtz紧密双电层模型

图2-2 Gouy-Chapman紧密双电层模型

图2-3 Stern双电层模型

电容法海水淡化，它是通过施加电压，强制将离子向带有相反电荷的电极处迁移，被电极与溶液产生的双电层吸附后，从溶液中去除[8]。当对电极通电后，溶液中的阴离子、阳离子及其他带电的粒子就会发生定向偏移。如果使用一些独特材质的电极，这些电极就会把阴、阳离子及其他带电粒子吸附，正极吸附阴离子，负极吸附阳离子，从而形成双电层。双电层厚度很小，但它能够吸附大量带电离子。最终导致结果是溶液本身浓度小于固体电极/溶液相界处的溶液浓度，实现水溶液中盐分的分离[9]，从而实现海水的淡化,如图2-4。

图2-4 电容法海水淡化原理示意图[10]

2。2 电容法海水淡化装置模型来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

电容法脱盐装置的结构对电容法脱盐电极的脱盐能力有巨大的影响，所以人们在寻找新型脱盐电极的材料的同时也在进行装置形式的设计。从电容法脱盐的工作原理来看，电吸附装置最主要的特点是使装置中的流体与装置中的电极片能够完美接触，使溶液中的阴阳离子被电极双电层吸附，脱离溶液。并且，电容去离子装置同时具有以下优点：装置中的溶液应当被牢牢锁紧在装置内，装置流道应当足够长，使带离子的溶液有充分的脱盐时间，易于加工生产、拼装卸载。目前，常用的电容去离子装置主要有两种形式：板式结构和卷式结构。