膜電容去離子(MCDI)凈水裝置的初步研究.pdf

1、目前市場上家用凈水器種類繁多，但是基于膜電容去離子技術(shù)的家用凈水器市場上尚未出現(xiàn)。膜電容去離子技術(shù)具有能耗低，無二次污染，操作簡便，無需酸堿再生等優(yōu)點(diǎn)。課題的主要研究內(nèi)容是設(shè)計并制作基于膜電容去離子技術(shù)的家用凈水器，并對其性能進(jìn)行初步研究。
　　首先對MCDI處理單元進(jìn)行設(shè)計及初步研究。確定膜電容去離子裝置所需的各種材料，設(shè)計并制作處理單元。將5個處理單元串聯(lián)并進(jìn)行試驗，確定能適應(yīng)市場需求的裝置參數(shù)，包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)和外部運(yùn)行參數(shù)

2、。內(nèi)部參數(shù)主要包括活性炭纖維比表面積、電極間距。外部參數(shù)包括處理水流量，電壓，溫度。試驗結(jié)果表明，當(dāng)裝置的活性炭纖維比表面積為1600 m2/g，電極間距為1.5 mm，電壓為2.0 V時，處理效果較好。流量為350 mL/min時MCDI裝置的處理效果較100mL/min差，但是更符合市場需求。一定范圍內(nèi)的溫度變化對該裝置去除效果的影響很小。將MCDI處理單元數(shù)從5個增至40個后，離子去除率由12.73％增至62.32％。
　　

3、其次對MCDI處理單元改進(jìn)與研究以減小整個裝置的體積和重量。對改進(jìn)后的MCDI處理單元進(jìn)行進(jìn)一步的研究。對電壓、流量、單元數(shù)這三個外部因素進(jìn)行正交試驗。數(shù)據(jù)表明，單元數(shù)對處理效率的影響最大，而電壓對處理效率的影響較小。通過對施加不同電源的比較研究，最終選用LM317和LM337和集成電路制作電源并將其接地，該電源可以在正負(fù)極穩(wěn)定地施加±1.0 V的電壓。對MCDI裝置進(jìn)行連續(xù)吸附-脫附試驗以測試電極的性能并算出其產(chǎn)水率。試驗表明，該裝置

4、的產(chǎn)水率能達(dá)到75％。為了利用最少的MCDI處理單元使處理效率最大化，對其連接方式進(jìn)行試驗研究。通過不同數(shù)日的MCDI處理單元的串并聯(lián)試驗，確定最終的連接方式。將6個MCDI處理單元分為3組，每組2個串聯(lián)，3組之間并聯(lián)連接。
　　然后確定MCDI凈水裝置的預(yù)處理和殺菌方式。采用活性炭顆粒作為前置過濾以去除其中的顆粒物和膠體等。采用紫外殺菌方式對出水進(jìn)行滅菌，試驗表明在400 mL/min的流量下，該紫外燈能殺死80％左右的細(xì)菌。<