全膜水處理工藝技術的應用研究

楊平平

（山西工程職業技術學院 山西太原 030000）

近年來，環境保護在我國的要求越來越高，而作為全新一種分離技術：高分子分離膜技術，在我國受到越來越多的關注。對于電除鹽技術來說，這是一種近年以來發展出來的重要的處理水的手段。這種方式，不但可以使產出的水的水質比較高，而且產出運行穩定，同時這可以使發電廠節省一大筆因為使用化學藥劑而產生的費用以及環境污染等問題。對于全膜水處理來說，就是一種采用半透膜的方式處理水來代替傳統的通過沙子過濾以及離子交換的工藝。這種全膜水處理的方式，采用的都是膜處理的工藝，即采用反滲透以及超濾的系統。隨著全膜水處理工藝的越來越成熟，以及相關產品元件的價格越來越低，這種方式越來越受到火力發電廠的鍋爐補給水處理系統的歡迎。

1 全膜水處理工藝的相關介紹

對于膜液體分離法來說，其主要分為微濾，超濾，納濾以及反滲透，這四種類型按照分離精度的要求越來越高。而對于電除鹽工藝來說，其中要是采用電滲析的技術來實現對離子交換樹脂的再生。因此，這種工藝常常被列入膜分離法之中。目前，對于火力發電廠來說，其膜處理法主要有反滲析，超濾以及電除鹽等。

1.1 反滲析

對于反滲析來說，這是目前最為精密的一種膜分離技術，這種技術能夠有效地阻止大量溶解于水中的鹽類以及其分子量＞100的很多有機物，其允許水分子順利地通過。對于分滲透膜來說，這是一種采用特殊的加工方式以及特殊的材料加工成的膜，這種半透膜，能夠在水中使相關的組分能夠順利的通過，而阻止其他的一些組分通過，以此來實現凈化，淡化以及濃縮的目的。反滲透膜有反滲透復合膜以及醋酸纖維素反滲透膜等。其中反滲透復合膜的脫鹽率達到了95%，而醋酸纖維素反滲透膜的脫鹽率可以達到98%。反滲透系統的相關運行費用比較低，還有其對環境的污染比較小，因此這種方式解決了傳統凈化方式對于環境污染的問題。如今，在一些電力行業之內，其循環水，鍋爐的補給水以及廢水的回收利用均采用的是反滲透系統。但是，對于電廠的鍋爐補給水來說，以及的反滲透系統的產物不能滿足其對品質的要求，對于高參數的大容量機來說，其更加不能滿足。其對相關水質的要求越來越高。基于此原因，現如今我國的大部分電廠僅僅是將反滲透作為預先脫鹽的一項程序，在之后，仍然采用的是離子交換技術。這種二級除鹽加上反滲透的系統或者是混床加反滲透系統的鹽堿排放量比離子交換系統較少了90%以上，基本解決了廢酸、廢堿的排放問題。

1.2 超濾

超濾就是一種通過篩孔分離的相關過程，這其中分為外壓式以及內壓式。在相關壓力的作用之下，小溶質粒子與溶劑水通過相關的超濾膜的孔隙而到達低壓區，這個時候，大分子的組分被薄膜所阻擋。因此，超濾膜能夠有效地去除相關水中的膠體，懸浮物質以及大量的有機物以及細菌和微生物等雜質。其具有良好的過濾性能。超濾這種去除雜志的方式與傳統的一些工藝相比，其優點是：（1）其出水水質很好；（2）其占地面積小；（3）很容易實現自動化控制。

1.3EDI技術

EDI技術指的是利用選擇性的半透膜以及離子交換樹脂而組合成的一種填充床生產的高純度水的技術。由于二級除鹽加上反滲透的系統或者是混床加反滲透系統的廢液排放較繁瑣以及再生操作的問題，EDI成功克服了其缺點，徹底解決了其酸堿排放的問題。

常見的EDI系統，由一系列的相關模塊并聯組裝而成。對于每一個模塊來說，都有一定的產水量。由于EDI系統能夠實現連續地再生產，因此可以實現連續化的運行。最為常見的EDI系統的模塊是板框式，但是因為EDI系統對其水質比較高，因此為了達到了EDI系統運行正常，會在EDI前面設置軟化器或者RO。與離子交換相比，EDI系統有如下的特點：（1）沒有酸堿的再生，這有利于相關的環保的要求；（2）對于其樹脂，是通過酸堿平衡的再生，而EDI系統的相關裝置就是產生OH-以及H+，從而再生樹脂；（3）其占地面積小，不需要備用設備，因此不需要設置再生、酸堿的中和以及儲存設備；（4）便于自動化的控制；（5）操作人數要求比較少，較少了人為操作失誤的可能；排放的水可以回收；（6）產出水的水質比較穩定，其電阻率可以達到10MΩ.cm以上。

2 全膜法水處理工藝的應用技術

2.1 機組概況

B發電廠將要建設兩臺水處理機組。供水水源采用的是礦井井下涌水，備用水源為水站的井下涌水。

2.2 工藝設計的優化

2.1.1 超濾系統

通過運行的經驗，其超濾系統常常存在著斷絲以及膜污染的情況，一旦出現這種情況，就會嚴重影響其產水量以及出水的相關水質。從而從以下方面，對于超濾系統，進行相應的優化。（1）增設變頻器以及水泵，從而減少沖擊以及斷絲情況的出現。（2）選擇性能高的膜元件，使運行周期交替進水，防止膜污染。（3）設置加強反洗，從而爆出膜元件表面的清潔。

2.1.2 反滲透系統

對于反滲透薄膜來說，這是一種對于離子狀態以及小分子物質有著優良節流能力的薄膜，因此這是全膜水處理的核心，但是這種薄膜，很容易受到污染以及損壞，因此選擇合理的設計以及膜相當重要：（1）由于一級水質比較惡劣，以此在反滲透采用的是抗污染復合膜，這種膜既降低了粗糙度，而且提高了其親水性，從而改善了水道，從而降低了相關的污染。（2）由于二級水質比較街景美因茨采用超低壓的滲透膜。（3）設置相應的高壓泵變頻器可以降低高壓泵對于反滲透膜的一些沖擊。

2.1.3 EDI系統

考慮到EDI對于相關的水質要求比較高，因此為了使其運行良好，采用下列手段優化：（1）水中的二氧化碳會影響出水的品質，因此在二級的裝置中加入堿，從而減少水中的二氧化碳的含量，從而提高其產水的水質。（2）比較不同的模塊，采用單塊模塊，從而降低造價以及簡化相應的系統。（3）去除了在濃水中添加鹽的設備，利用膜本身的特點保持導電性，使得系統簡單，從而易于控制。

2.1.4 系統設計的整體優化

（1）將清洗過濾器和超濾按照一對一設置，可以使得控制簡單。（2）清洗過濾器反洗水以及超濾反洗水回收到回水池之中，經過處理后再回用。（3）去除鹽的水箱設置浮頂，從而來隔絕空氣，防止二次污染。（4）將反滲透的相關系統的單元制的進水管道改成母管制進水的方式，這樣可以大大簡化反滲透的進水水質分析儀表以及相關進水加藥設備的相關設置。（5）設置去除鹽泵的變頻設備，可以相應節省泵運行時的各種成本支出。

3 結語

對于全膜法這種水處理方式來說，其處理的工藝逐漸完善，具有不需要酸以及堿，操作簡單，占地面積小，產出的水穩定等這些特點，因此是建設環保發電廠的首選的方案。現有的設備采用該工藝，對其技術進行相應的優化，能夠使其水質以及水量達到相應的技術標準，同時保證設備能夠運行穩定，還能夠對于工程造價進行相應的降低，確保系統的正常運行。

[1]趙凌俊.全膜水處理工藝技術的應用.山西電力,2009,08,15.

[2]韓鳳麗.全膜水處理技術在熱電廠中的應用.科技創新與應用,2013,11,28.