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微生物脱盐燃料电池(microbial desalination cell, MDC)是从2009年发展起来的新型的除盐技术,由于MDC本身在除盐过程中不需要消耗能量并且能够输出一定的电能,从MDC出现至今,一直受到学术界的广泛关注,然而MDC在处理低浓度盐水时,存在反应器内阻升高,脱盐速率下降等问题,为了解决这个问题,本课题提出,使用电容法除盐技术(capacitive deionization, CDI)作为MDC的后续处理工艺,当MDC处理高浓度盐水至一定浓度时,使用CDI处理。本课题主要针对CDI工艺的优化进行研究。分别研究了CDI电极制备条件的优化,运行工艺的优化,同时还研究了MDC运行过程中脱盐速率、产水量、内阻的变化以确定MDC不适宜处理的盐水浓度,并研究了使用MDC作为CDI电源时,CDI的除盐性能。本课题CDI使用的电极为活性炭粉末电极。研究结果表明,在制备电极过程中,使用化学性质稳定的碳纸作为集流体具有更优的电化学性能,当炭黑含量为10%时,电极的内阻较小,并且具有较大的比电容;使用化学处理并不能很好地提高电极的电化学性能。在CDI运行工艺研究中,使用1.5V操作电压,25mL/min的运行流速能够使得CDI获得较好的电吸附量与电吸附速率,当使用电吸附处理浓度较大的盐水时,膜电容法除盐(membrane capacitive deionization, MCDI)具有更优的性能。通过MDC的运行过程中,脱盐速率、产水量、内阻等参数的测定,确定本实验条件下MDC不适于处理小于1g/L的盐水,比较CDI与MCDI在处理1g/L盐水时的差异,选择MCDI作为CDI的后续处理工艺。以MDC为MCDI供电的条件下,MCDI较直流稳压电源在同等操作电压条件下(与MDC开路电压相同)具有较大的电吸附量,由于MDC输出功率的限制,MCDI的除盐性能无法进一步提高,并联MDC的设计,在一定程度上提高了MCDI电极的电吸附量。以MDC与MCDI的组合工艺较好的解决了MDC在处理低浓度盐水时脱盐速率下降的问题,同时耦合工艺基本不需要消耗能量,较其他高能耗的除盐技术具有很明显的优势。