[科普中国]-电吸附

电吸附技术EST(Electro-Sorption Technology)，也可称电容去离子技术CDI(Capacitive Deionization)。它是利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子的现象，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/淡化的一种新型水处理技术。

简介电吸附技术EST(Electro-Sorption Technology)，也可称电容去离子技术CDI(Capacitive Deionization)。它是利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子的现象，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/淡化的一种新型水处理技术。

原理电吸附技术的原理是通过外加电压在电极之间形成静电场， 带电粒子在静电场中受到静电力而被迫向带相反电荷的电极板移动， 在电极板表面形成双电层，带电粒子吸附并暂时储存在双电层中。当吸附过程达到平衡时撤去电场或反接电源后， 吸附在电极上的离子回到溶液中，达到脱附目的。

在电吸附过程中，电量的储存/释放是通过离子的吸脱附而不是化学反应来实现的，故而能快速充放电，而且由于在充放电时仅产生离子的吸脱附，电极结构不会发生变化，所以其充放电次数在原理上没有限制。

当电极表面电位达到一定值时，双电层离子浓度可达溶液体相浓度的成百上千倍，离子在直流电场的作用下被储存在电极表面的双电层中，直至电极达到饱和，此时，将直流电源去掉，并将正负电极短接，由于直流电场的消失，储存在双电层中的离子又重新回到通道中，随水流排出，电极也由此得到再生。

优势电吸附和传统的去离子技术相比， 具有多方面的优势：（1）电吸附技术污染小、能量利用率高，整个过程不会有副产物产生，对环境友好；（2）电吸附过程操作简单；（3）电吸附技术对资源的利用率高，可以分离含量低、常规方法难以分离的物质。

电极作为电吸附装置最重要的组成部分， 是电 吸附技术的关键。 电极性能的好坏直接决定着吸附 速率快慢、吸附量大小以及选择性的优劣。性能优异 的吸附电极具有导电性好、稳定性高、比表面积大、 孔容适宜、吸附容量大、选择性高等特点〔4〕 。 对电极 的要求也就决定了制备电极的原材料应该具备如下 特点：（1）大的比表面积。比表面积越大，电极和溶液 接触面越大，吸附速率越快；（2）适宜的孔径。研究表 明孔径处于介孔范围时，吸附效果最好；（3）大的孔 容。孔容大则吸附和储存离子的空间越大，吸附效果 越好。 （4）来源广、环境友好、性能稳定且易于成型1。

模块电吸附装置的核心是电吸附模块。电吸附模块通常由电极、集电极、隔离体、固定端板、紧固件及电引线和配套管路管件等组成。多对电极、集电极和隔离体通过固定端板、紧固件固定组成电吸附处理单元，又称电吸附模块。

技术特点1、耐受性好

EST部件使用寿命长(≥5年),避免了因更换核心部件而带来的运行成本的提高。

2、特殊离子去除效果显著

EST技术对氟、氯、钙、镁离子去除效果尤佳。

3、无二次污染

EST系统几乎不添加任何药剂，排放浓水所含成分均系来自于源水，系统本身不产生新的排放物。浓水可直接达标排放，无需进一步处理。

4、对颗粒污染物要求低

由于EST除盐装置采用通道式结构（通道宽度为毫米级），因此不易堵塞。对前处理要求相对较低，因此可降低投资及运行成本。同时，电吸附除盐设备具有很强的耐冲击性。

5、抗油类污染

EST除盐装置采用特殊的惰性材料为电极，可抗油类污染。EST除盐技术已成功应用于炼油废水回用（如齐鲁石化工程），实践证明了此点。

6、操作及维护简便

EST系统不采用膜类元件。在停机期间也无须作特别保养。系统采用计算机控制，自动化程度高，对操作者的技术要求较低。

7、运行成本低

EST技术属于常压操作，能耗比较低，其主要的能量消耗在于使离子发生迁移。与其它出除盐技术相比可以大大地节约能源。其根本原因在于EST技术除盐的原理是有区别地将水中作为溶质的离子提取分离出来，而不是把作为溶剂的水分子从待处理的原水中分离出来。

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学