毕业设计(论文)题目 电容法海水淡化系统设计水是生命之源，人类的日常生活和经济发展都离不开水资源。表面上看，水资源覆盖了地球70%的面积，但人们生产生活中需要用到的淡水量却很少，海水占全球水资源总量的97。47%，淡水只占2。53%，而70%的淡水存在于两极和冰川中，所以能被人们利用的淡水不足1%。随着世界经济高速发展，生活水平提高，人们对淡水的需求量也越来越大，对水质的要求也越来越高。我国水资源总量大，但是人口基数较大导致人均水资源极少，是一个严重缺水的国家。鉴于海水苦咸水储量巨大，从海水中制取淡水，充分利用海水，发展海水淡化技术，是缓解我国淡水资源不足的有效方法。传统的海水淡化技术存在很多弊端，延缓了海水淡化的进一步发展。84468

   电容法海水淡化（Capacitive Deionization简称CDI）近年来国际上所兴起的一项新的水处理技术。这种技术利用表面双电层进行电容吸附去除水中电性物质，在充电时外加直流电压，通过静电力把液体中的电性物质吸附在正负电极上。吸附达到饱和时，让电极短路或者加反向电压（即放电），吸附的电性物质成分便发生脱附，电极得到再生。与传统的水处理技术想比较，CDI具有几个突出的优点：其电极再生过程不会带来二次污染、能耗低、成本低、操作简单、易于自动化和大面积使用。

   此次选题目的在于进一步了解CDI技术，并进行电容法海水淡化系统的设计开发，为海水淡化方面做出一点贡献。

和传统的水溶液去离子方法相比,电容去离子具有几方面重要的优势。例如,离子交换是目前工业上从水溶液中去除阴阳离子,包括重金属和放射性同位素的主要手段,但这一过程产生大量的腐蚀性二次废水,必须经过再生装置处理。而电容去离子与离子交换不同,系统的再生不需要使用任何酸、碱和盐溶液,只是通过电极的放电完成,因此不会有额外的废物产生,也就没有污染; 同蒸发这种热过程相比,电容去离子具有很高的能量利用率; 和电渗析和反渗透相比,该方法还具有操作简便的优势。另外,从地下水中选择性去除Cr(Ⅵ)的初步实验表明,对水中某些微量杂质的选择性处理也是有可能实现的。因为具有能量利用率高,污染小,易操作等优点,电容去离子可以应用在很多方面,包括家庭和工业用水软化、废水净化、海水脱盐、水溶性的放射性废物处理、核能电厂废水处理、半导体加工中高纯水的制备和农业灌溉用水的除盐等。论文网

电容去离子的研究最早出现在20世纪60年代。第一个电容去离子的研究是60年代早期由俄克拉荷马大学的Caudel提出的。他们的实验是从略带碱性的水中去除盐分。Caudel等的报告详尽描述了使用多孔碳电极的电容去离子装置,他们在导电薄板中使用惰性的高分子胶粘剂将碳粒子黏结在一起。

Johnson和Newman等研究了利用电吸附和电解吸附,使用两个大面积的多孔碳电极从水中脱盐的间歇过程。他们的研究包括验证过程的理论基础、参数研究和对多种候选电极材料的评估。Johnson和Newman, Soffer 和Folman的实验表明,这种脱盐过程的实际机理是双电层的离子吸附。虽然由于多种原因(包括无法证明电极会在使用过程中不降解) , Johnson最终放弃了电容去离子。但最初的价格分析研究显示: 如果能保证电极足够的使用寿命,基于此工艺的高效低价的除盐工厂是能够建成的。

接着, Oren和Soffer研究了在通用的三电极装置里以多孔活性炭作为工作电极的碳-Ag/AgCl电池。实验表明,阴、阳离子的吸附分离效果可以分别达到83% 和85% 。