1.本发明属于再生水资源化处理技术领域，具体涉及流动电极电容去离子装置去除水中氯离子方法。
背景技术：
2.再生水处理可增加可用水资源，解决淡水供应危机；其中，水中氯离子的去除是再生水处理及资源利用不容忽视的问题。再生水中氯离子来源于生活污水、工业废水和污水处理过程中的试剂添加（如混凝剂、消毒剂和防污剂）等，水中氯化物会影响管道设施腐蚀、结垢，影响淡水和土壤的盐渍化，抑制植物生长和作物产量损失。但由于氯离子溶解性好、离子半径小、电荷低、生物利用度有限，加大水体中氯离子二次处理和常规三级处理技术(如混凝、生物过滤和微滤)有效去除难度。研究再生水中氯离子的去除方法，具有十分重要的现实意义。
3.现有再生水中氯离子去除方法中，如2020年8月18日公开的公开号为cn111547824a的“一种从再生水中去除氯离子的方法及电极的制备方法”，公开的方法是：将活性炭纤维作为负电极，将活性炭纤维与二氧化钛和聚苯胺在400℃煅烧1～4 h后形成的改性材料作为正电极，向电吸附模组中注入254 mg/l的原水，在2 v电压下吸附处理70 min，水中氯离子去除率为80.42%。该方法的主要缺点是：（1）正电极材料为活性炭纤维以及二氧化钛和聚苯胺在400 ℃煅烧1～4 h改性制得，正电极的生产需增加生产工序和设备，进而增加生产成本，增加生产成本；（2）采用活性炭纤维以及改性材料作为固体正电极和负电极，电极的吸附能力受有限的固体碳电极吸附容量影响，且去除浓度为254 mg/l氯离子原水时的吸附容量为16.88 mg/g，影响氯离子去除能效；（3）采用的固体电极对氯离子的吸附饱和后，电极需施加反向电压进行电极再生处理，导致设备间歇运行，且增加能耗，进而加大运行成本。
技术实现要素：
4.本发明的目的是，针对现有再生水中氯离子去除方法的不足，提供一种流动电极电容去离子装置及其去除氯离子方法，该方法具有运行条件常温（压）、操作步骤少且简单、生产能耗及成本低、氯离子去除率高等特点。
5.本发明的机理是：碳材料和氧化还原活性物质二价铁离子为导电剂，组成电极颗粒，与电解质水，构成流动电极。电场作用下，二价铁离子发生的氧化还原反应，加快电渗析过程发生快速可逆的反应，介导流动电极的电荷转移，提高电场中电极导电性；同时加快电容去离子过程，直接驱动氯离子迁移，降低电荷转移电阻、离子吸附电阻和装置内部电阻，提升氯离子迁移速率。在这过程中，电极颗粒上形成双电层和赝电容吸附；脱盐室中带负电的氯离子通过离子交换膜定向迁移进入阳极电极液，实现原水中氯离子的去除。
6.实现发明目的的技术方案是：一种流动电极电容去离子装置去除氯离子方法，以碳材料和二价铁离子为导电剂，经装置构建、电极选配和氯离子去除的简单工艺去除再生
水中的氯离子。所述方法的具体步骤如下：（1）氯离子去除装置构建流动电极电容去离子装置包括流动电极电容去离子装置、原水储液槽、阴极储液槽、阳极储液槽、电源、蠕动泵。所述流动电极电容去离子装置包含阳极流动电极室和阴极流动电极室、脱盐室。所述阳极流动电极室由石墨集流板、阴离子交换膜和阳极电极液组成；所述阴极流动电极室由石墨集流板、阳离子交换膜和阴极电极液组成；所述石墨集流板为含有平行刻蚀的凹槽通道，且凹槽与膜的有效接触面积为40
×
40～50
×
50mm2；阴离子交换膜和阳离子交换膜的间距为5～10mm，且置于流动电极室与脱盐室之间。
7.（2）电极选配第（1）步骤完成后，首先在阳极流动电极室加入质量分数为0.125～0.5%的二价铁离子，在阳极流动电极室加入质量浓度为50～100g/l的导电剂和水，最后在阴极流动电极室中加入浓度为50～100g/l的导电剂。所述阳极流动电极室的二价铁离子为硫酸亚铁、氯化亚铁的一种；所述阳极流动电极液的导电剂为目数为160～200目活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨烯的一种；所述阴极流动电极液导电剂为160～200目活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
8.（3）氯离子去除第（2）步骤完成后，首先设置阳极流动电极室和阴极流动电极室之间的电压为0.5～2.5v，其次设置阳极和阴极流动电极液的循环流速为15～35ml/min，再将初始质量浓度为500～1000mg/l的含氯废水加入原水储液槽中，接着通过蠕动泵将原水从原水储液槽泵入到脱盐室中，设置含氯废水的循环流速为15～35ml/min，然后接通电源，处理30～180min，最后测定脱盐室的原水中氯离子质量浓度为97.15～414.15mg/l，氯离子去除率17.17～80.57%。
9.本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果﹕（1）本发明采用碳材料和二价铁离子作为阳极流动电极液的导电剂，无需对碳材料进行改性，不增加生产工序和设备，不增加生产成本。同时氧化还原活性物质的加入，在阳极流动电极室中发生氧化还原反应，产生赝电容效应介导流动电极的电子转移，提高石墨集流板和流动电极之间的电荷转移，增强离子迁移，促进阳极流动电极液吸附更多氯离子。氯离子去除率是未添加氧化还原活性物质的流动电极去除率的1.62倍；是固体电极氯离子去除率的1.58倍。
10.（2）本发明采用流动电极电容去离子装置，通过电容、膜过滤、活性炭吸附等协同作用，处理含氯原水初始质量浓度可提升至，500～1000 mg/l，显著提升装置使用范围；且氯离子去除能耗仅为0.197 kwh/mol，与未添加氧化还原活性物质相比，能耗降低了37.5%。
11.（3）本发明中采用的阳极流动电极液中，导电剂为活性炭，氧化还原活性物质为硫酸亚铁和/或氯化亚铁，电极材料均价格低廉、容易获得、安全性高、对环境不会产生二次污染。
实施方式
12.下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例
13.一种流动电极电容去离子装置去除氯离子方法的具体步骤如下：（1）氯离子去除装置构建流动电极电容去离子装置包括流动电极电容去离子装置、原水储液槽、阴极储液槽、阳极储液槽、电源、蠕动泵。所述流动电极电容去离子装置包含阳极流动电极室和阴极流动电极室、脱盐室。所述阳极流动电极室由石墨集流板、阴离子交换膜和阳极电极液组成；所述阴极流动电极室由石墨集流板、阳离子交换膜和阴极电极液组成；所述石墨集流板为含有平行刻蚀的凹槽通道，且凹槽与膜的有效接触面积为40
×
40mm2。阴离子交换膜和阳离子交换膜的间距为10mm，且置于流动电极室与脱盐室之间。
14.（2）电极选配第（1）步骤完成后，首先在阳极流动电极室加入质量分数为0.5%的二价铁离子，在阳极流动电极室加入质量浓度为50g/l的导电剂和水，最后在阴极流动电极室中加入浓度为50g/l的导电剂。所述阳极流动电极室的二价铁离子为硫酸亚铁、氯化亚铁的一种；所述阳极流动电极液的导电剂为目数为160目活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨烯的一种；所述阴极流动电极液导电剂为160目活性炭、炭黑、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
15.（3）氯离子去除第（2）步骤完成后，首先设置阳极流动电极室和阴极流动电极室之间的电压为2.5v，其次设置阳极和阴极流动电极液的循环流速为30ml/min，再将初始质量浓度为500mg/l的含氯废水加入原水储液槽中，接着通过蠕动泵将原水从原水储液槽泵入到脱盐室中，设置含氯废水的循环流速为30ml/min，然后接通电源，处理180min，最后测定脱盐室的原水中氯离子质量浓度为97.15mg/l，氯离子去除率80.57%。
实施例
16.一种流动电极电容去离子装置去除氯离子方法，同实施例1，其中：第（1）步中，凹槽与膜的有效接触面积为50
×
50mm2，离子交换膜的间距为5mm。
17.第（3）步中，吸附处理过程中控制阳极流动电极室和阴极流动电极室之间的电压为2v，控制阳极和阴极流动电极液的循环流速为25ml/min，控制含氯废水的循环流速为25ml/min，控制含氯废水的初始浓度为500 mg/l，吸附处理的时间为30min，测定水体中氯离子质量浓度为342.9mg/l，氯离子去除率为31.42%。
实施例
18.一种流动电极电容去离子装置去除氯离子方法，同实施例1，其中：第（2）步中，控制阳极流动电极室的氧化还原活性物质质量分数为0.125%。阳极流动电极液中导电剂的浓度为100g/l，活性炭的目数为200目，阴极流动电极导电剂的浓度为100g/l，活性炭的目数为200目。
19.第（3）步中，接通电源，吸附处理过程中控制阳极流动电极室和阴极流动电极室之间的电压为1.5v，控制阳极和阴极流动电极液的循环流速为15 ml/min，控制含氯废水的循环流速为15ml/min，控制含氯废水的初始浓度为500mg/l，吸附处理的时间为180min，测定水体中氯离子质量浓度为178.7mg/l，氯离子去除率为64.26%。
实施例
20.一种流动电极电容去离子装置去除氯离子方法，同实施例1，其中：第（3）步中，吸附处理过程中控制阳极流动电极室和阴极流动电极室之间的电压为0.5v，控制阳极流动电极室的氧化还原活性物质质量分数为0.5%，控制阳极和阴极流动电极液的循环流速为35ml/min，控制含氯废水的循环流速为35ml/min，控制含氯废水的初始浓度为1000mg/l，吸附处理的时间为180min，测定水体中氯离子质量浓度为349.25mg/l，氯离子去除率为30.15%。
21.实验结果1.不同外加电压对氯离子去除的影响
编号外加电压（v）氯化亚铁质量分数（%）流速（ml/min）氯离子浓度（mg/l）去除率（%）10.50.52550017.1721.00.52550036.5931.50.52550058.0342.00.52550071.4652.50.52550080.57
2.不同氯化亚铁质量分数对氯离子去除的影响
编号外加电压（v）氯化亚铁质量分数（%）流速（ml/min）氯离子浓度（mg/l）去除率（%）1202550049.64220.1252550052.26320.2502550057.26420.3752550071.84520.5002550076.63
3.不同流速对氯离子去除的影响
编号外加电压（v）氯化亚铁质量分数（%）流速（ml/min）氯离子浓度（mg/l）去除率（%）120.51550040.05220.52050045.79320.52550074.01420.53050077.76520.53550066.18
从上述实验知：本发明采用160目的活性炭作为导电剂，导电剂的浓度为50g/l，吸附处理过程中控制阳极流动电极室和阴极流动电极室之间的电压为2.5v，控制阳极流动电极室的氯化亚铁质量分数为0.5%，控制阳极和阴极流动电极液的循环流速为30ml/min，吸附处理过程中控制含氯废水的循环流速为30ml/min，控制含氯废水的初始浓度为500mg/l，吸附时间为180min，水中氯离子质量浓度降低至97.15mg/l，水中氯离子的去除率为80.57%。通过二价铁离子的氧化还原反应介导流动电极的电子转移，有效提高电子转移和离子迁移速率，阳极流动电极室中的电极液可以吸附更多的氯离子，提高了对氯离子的去除效果，同时降低了氯离子去除的运行成本，能耗仅为0.197kwh/mol，与未添加二价铁离子相比，能耗降低了37.5%。反应条件温和，操作简单，环境友好、成本低，且运行稳定不需要更换新的电极，减少了运行成本。