凈元電容析去離子技術（MCDI）是擁有發明專利權的簡單而有效的去除水中溶解性總固體（TDS）的電化學技術。在電場作用下通過電極和溶液之間形成的雙電層，極性分子或離子被儲存在雙電層中被去除，當電極飽和后可以通過加上一反向電場使離子脫離電極進行再生。與傳統的除鹽方法相比，凈元電容析能耗小、成本低，且再生容易，無需化學藥劑，是一種既經濟又有效的方法。

凈元電容析采用石墨電極與離子膜結合的形式，稱為膜電極；膜電極既有電容吸附的優點又具有離子膜滲析的作用，所以稱為凈元電容析去離子技術。水中含有的砷、硝酸鹽、氟化物、高氯酸鹽、氨氮、硫酸鹽、金屬離子及其他離子性化合物均可用凈元電容析技術來處理。

凈元電容析（MCDI）系統有兩種設計方案可供選擇。一種是去除所有帶電荷的溶解性鹽類；另一種是選擇性去除一價離子，例如硝酸鹽和氟化物。

傳統去離子技術

目前公開的去離子技術中，常見的脫鹽方法有反滲透法、離子交換法和電滲析法等，這些方法均存在著許多局限性。如采用反滲透法，系統對水的預處理要求很高，高壓泵能耗高，得水率較低，制水成本高；采用離子交換法，再生酸堿費用高，再生廢液很容易對環境造成二次污染，系統操作要求高；采用電滲析法，運行過程中陰極和陽極膜上容易結垢，從而影響出水水質，并縮短儀器的使用壽命且耗電量、耗水量都很高。

凈元電容析MCDI膜電極優點：

⑴   凈元電容析MCDI電吸附脫鹽的過程中，陰膜只能透過陰離子，陽離子被阻隔，陽膜只能透過陽離子，陰離子被阻隔。

⑵   凈元電容析MCDI在脫附離子時，當反接電極后，離子膜會阻止離子吸附到對面極板上，所以離子會脫附的更徹底，因此這也在連續的吸脫附過程中增加了電吸附裝置的脫鹽能力。

⑶   膜碳電極之間的距離只是一層隔膜，幾乎為零，改變了老式裝置電極片之間設有蛇形或其他形式的液體通道結構，被處理的廢水從四周一層一層漫過電極片進行吸附，該模塊最大的好處是拆卸容易，可以隨時根據需要調整膜電極的對數，而且電極片之間距離很近，使其在通過較大流速溶液時對離子仍然有較好的吸附能力。

MCDI技術革新

1、       現有電容吸附法沒有離子膜，水流直接沖刷碳電極，碳顆粒掉落的情況會持續發生；而MCDI由于膜電極中離子膜的遮擋和包覆，水流不直接沖刷碳電極，而是從離子膜之間流過，加上我們特殊的碳電極加工方法，長期使用造成碳電極沖刷掉落的情況不會出現。

2、       當反接電極時，因為離子隔膜的作用，使得從電極上脫附的離子，只能回到溶液或水中，無法吸附到對面電極上，從而使電極得到充分的清洗，再開始下一次吸附，提高了離子去除率和裝置的運行效率；傳統的電容吸附去離子技術由于沒有離子膜隔離，導致脫附過程中離子再次吸附到對面極板上，嚴重影響脫附效果，導致處理效率降低。

3、       由于離子膜的選擇透過性，可以處理濃度幾萬毫克/升以上的溶液，由于膜電極的厚度極薄，電阻很小，再加上三明治式的零距離結構，也可以處理濃度低于10毫克/升的溶液，改變了現有電容吸附法一般只能處理濃度200-2000毫克/升的液體的現狀，擴大了適用范圍。

4、       可以瞬間反沖出濃度高于原液10倍以上的濃縮液，利于回收和濃縮，可以減少蒸發和其他方法濃縮的流程，降低能耗，而現有電容吸附法反沖濃度變化平緩，一般無法用于濃縮。

5、      傳統的電容吸附去離子（CDI）技術由于脫附不徹底導致結垢，這種結垢會導致吸附/脫附的效率下降，阻塞水流的通道，造成運行壓力上升，容易破壞模塊的密封形成漏水。而MCDI因為離子膜的作用使碳電極每次都得到充分的脫附，吸附效率不會下降，也不會形成膠體和結垢；同時，由于模塊耐酸堿性好，可以適用于強酸水質。

MCDI工作原理

要處理的廢水通過進水口進入裝置，通過布水板均勻分布在處理模塊組件四周，采用周邊進水形式，被處理的廢水一層一層漫過膜碳電極片進行吸附，該處理模塊組件最大的好處是拆卸容易，可以隨時根據需要調整膜碳電極片的對數，而且膜碳電極片之間距離很近，使其在通過較大流速溶液時對離子仍然有較好的吸附能力。吸附后的水由中央流出，通過集水板從出水口流出，實現去離子目的；本裝置運行的吸附-脫附更替，通過電源的短接，反接完成，通過電磁閥切換倒極實現。

以同一種含離子廢水的處理為例，該廢水分別通過蠕動泵進入凈元電容析去離子裝置（MCDI）和傳統的電容吸附去離子裝置（CDI），兩個裝置的主要區別一個是膜碳電極，一個是碳電極，其他所有的工藝條件相近，進行連續進、出水電吸附試驗。并在線監測瞬間電導率，直至電吸附平衡。再生時用原水沖洗，倒極脫附，收集濃縮廢水。實驗結果表明，凈元電容析去離子裝置（MCDI）脫鹽效率遠高于傳統的電容吸附裝置（CDI）近50%，三次吸附-脫附循環后，脫附徹底，幾乎可以達到原有電極的吸附能力；而傳統的電容吸附裝置（CDI），吸附能力在下降。

凈元電容析去離子裝置（MCDI）與傳統的電容吸附裝置（CDI）實驗數據對比分析見下表：

MCDI應用領域

   ◆市政廢水處理：二級生化處理后的污水經凈元電容析去離子，可作為循環水系統的補水或生產工藝用水回用。

   ◆工業廢水處理：印染、造紙、電力、化工、冶金等行業都需要大量的除鹽水或純水作為工藝用水。根據不同水質要求，凈元電容析去離子技術可替代傳統的除鹽技術，以降低運行成本。

   ◆飲用水凈化：去除大量的無機鹽類，如鈣、鎂、氟、砷、鈉、硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物等，使一些因無機鹽類超標的水源得以有效利用。

   ◆苦咸水淡化：凈元電容析去離子技術具有耐鈣、鎂、硫酸鹽結垢的特點，在苦咸水特別是礦坑水等高含鹽量和有機物的淡化方面也有良好的應用。

   ◆反滲透技術的預處理：降低其硬度、TOC等，可穩定反滲透系統的運行，提高出水水質和水的回收率，降低運行維護成本，延長膜的使用壽命。

   ◆EDI的預處理：即降低了預處理成本又能夠滿足EDI的進水要求，對于低于1000μS/cm水質，MCDI出水可以達到10μS/cm以下，完全滿足EDI入水的要求，這種低濃度的水處理能耗只有0.3千瓦時/噸，遠低于反滲透的處理成本，并且運行維護非常簡單方便。