反滲透技術(shù)在電廠水處理的應(yīng)用探討

摘要：反滲透技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了廢水的重復(fù)利用，同時(shí)也降低了企業(yè)的成本，提高企業(yè)盈利能力，在電廠水處理中可以大力推廣。文章分析了反滲透技術(shù)的基本工作原理，闡述了其在實(shí)踐中應(yīng)用的重要作用，針對(duì)技術(shù)的應(yīng)用條件，結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行探索，以期通過文章的分析和研究，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的全面普及和推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：反滲透技術(shù)；電廠水處理；廢水利用；反滲透裝置；反滲透原理；水處理系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM621 文章編號(hào)：1009-2374（2015）09-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0781

反滲透的研究起步于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)美國一位科學(xué)家通過對(duì)海鷗進(jìn)行解剖，試圖解釋海鷗能夠飲用高濃度海水的現(xiàn)象。這位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)存在一種膜結(jié)構(gòu)在外力作用下，能夠?qū)⒏邼舛群Ｋ械牡龀觯┖ｚt飲用。這種膜質(zhì)結(jié)構(gòu)在后來被稱為半透膜，而這種水分從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象被稱為反滲透。近年來，關(guān)于反滲透技術(shù)的研究越來越多，并且該技術(shù)逐漸在實(shí)踐中慢慢推廣開來，也取得了一定的實(shí)踐成就，下面將對(duì)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1 反滲透技術(shù)基本原理和作用

1.1 反滲透技術(shù)的基本原理

滲透在物理學(xué)角度上解釋是溶液中的水經(jīng)過膜結(jié)構(gòu)由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)流動(dòng)，最后水的流動(dòng)使膜兩側(cè)溶液濃度相等。反滲透是相對(duì)于滲透而言，通過施加一定的壓力使水從高濃度的一側(cè)通過膜結(jié)構(gòu)向低濃度的一側(cè)流動(dòng)，而特殊的膜結(jié)構(gòu)使溶液中的鹽分不會(huì)通過，最后將溶液中的鹽分與水分進(jìn)行分離。反滲透的作用原理如圖1：

圖1 反滲透的基本原理

1.2 反滲透技術(shù)在電廠水處理中的作用

反滲透技術(shù)在電廠中的應(yīng)用一方面是將排放的廢水經(jīng)過反滲透處理得到可以使用的淡水，再次投入到使用中。同時(shí)也可以將周圍工廠的廢水進(jìn)行回收處理再次利用，減少了水資源的消耗，緩解用水緊張的問題。對(duì)于位于城市或者水資源較少地區(qū)的電廠，還能減少電廠的成本，實(shí)現(xiàn)電廠高效運(yùn)作。另一方面，反滲透技術(shù)使沿海地區(qū)的電廠，可以充分利用海水資源，將海水進(jìn)行處理后得到能夠使用的淡水，避免爭(zhēng)搶居民生活用水。

因此，反滲透技術(shù)在電廠水處理過程中具有積極的作用，一方面不僅降低電廠水資源的消耗，將廢水進(jìn)行重復(fù)利用，緩解用水緊張的問題。另一方面利用廢水資源還使電廠降低成本，提高盈利。

2 反滲透技術(shù)在電廠水處理的技術(shù)支持

反滲透技術(shù)在電廠水處理應(yīng)用的大致步驟如圖2

所示：

圖2 反滲透在電廠的應(yīng)用工藝

反滲透技術(shù)在工廠實(shí)際操作中需要大量技術(shù)設(shè)備支持，目前我國電廠已具備這些技術(shù)支持，能夠完成電廠水處理流程。在整個(gè)系統(tǒng)過程中，由系統(tǒng)加熱器對(duì)水處理系統(tǒng)維持加熱作用，一方面是保證反滲透過程中的出水量，另一方面保持系統(tǒng)水溫衡定，有利于系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。初始狀態(tài)的水經(jīng)過簡(jiǎn)單沉淀過濾后進(jìn)入預(yù)處理階段。在預(yù)處理階段，電廠主要是對(duì)水質(zhì)再進(jìn)行一次深層過濾，包括機(jī)械加速澄清池和超濾系統(tǒng)等技術(shù)，在這個(gè)過程能夠?qū)崿F(xiàn)過濾水中懸浮物質(zhì)、膠狀物質(zhì)和微生物的目的以及在超濾設(shè)備支持下實(shí)現(xiàn)泥沙等深層過濾，使進(jìn)入反滲透系統(tǒng)的水質(zhì)污染指標(biāo)（即EDI）小于5。在反滲透系統(tǒng)中，配備有保安過濾器、反滲透膜堆等設(shè)備以防止反滲透系統(tǒng)結(jié)垢現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而保證反滲透系統(tǒng)的長期運(yùn)行。

3 反滲透技術(shù)在電廠水處理的實(shí)例驗(yàn)證

3.1 城市電廠反滲透應(yīng)用

某電廠位于城市地段，其通過將周圍一污水處理廠初處理后的排放水進(jìn)行反滲透再次處理，然后投入到電廠用水中去。在這個(gè)過程中該電廠回收的排放廢水300m3/h，占排放總量的75%。廢水經(jīng)回收處理進(jìn)行再次使用的成本為3.1元/t，其中包含了廢水回收成本0.35元/t，以我國城市自來水價(jià)格約為4.56元/t計(jì)算，反滲透技術(shù)可以每年節(jié)約337t自來水，為企業(yè)節(jié)約自來水費(fèi)用約571萬元。同時(shí)由于電廠進(jìn)行廢水的回收使用，減少廢水廠的工作量，使得每年二氧化碳減少約312t，氨氮化合物的排放減少約142t。

3.2 貧水地區(qū)電廠反滲透應(yīng)用

位于貧水地區(qū)的某電廠以城市生活排放水作為原水，通過反滲透作用進(jìn)行處理投入使用。并且在技術(shù)上相比傳統(tǒng)技術(shù)更高，不僅解決電廠地理環(huán)境造成的水資源困難，同時(shí)也降低了處理成本。使用城市排放水，該電廠通過反滲透處理后水量為231m3/h，供給電廠運(yùn)作的用水量達(dá)158m3/h，一定程度上緩解了用水緊張，降低電廠成本為電廠運(yùn)作創(chuàng)造條件。

3.3 沿海電廠反滲透的應(yīng)用

沿海地區(qū)某電廠同樣利用反滲透作用，將海水進(jìn)行淡化處理，提供電廠生產(chǎn)用水。在這個(gè)過程中，電廠反滲透成本包括電力成本等，通過數(shù)據(jù)計(jì)算，每年單位單項(xiàng)運(yùn)行成本為4.02元/t，降低了電廠的基礎(chǔ)成本。同時(shí)海水的含量充足，能夠滿足電廠長久發(fā)展的需要，使電廠避免與城市生活爭(zhēng)奪用水，緩解用水緊張。同時(shí)，海水使用受條件限制較少，不會(huì)出現(xiàn)用水短缺的問題，影響電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 反滲透技術(shù)在電廠水處理運(yùn)用中的注意事項(xiàng)

由于反滲透技術(shù)主要是針對(duì)污水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)水資源凈化，因此對(duì)于反滲透技術(shù)的設(shè)備及附屬條件需要進(jìn)行合理維護(hù)更新，避免設(shè)備的老化和腐蝕。對(duì)于反滲透在電廠水處理中的運(yùn)用需要注意以下事項(xiàng)：

4.1 做好反滲透前期的過濾工作

由于電廠使用的原水主要是污水，含有大量懸浮物和雜質(zhì)等。過濾工作作為反滲透過程的基礎(chǔ)，需要嚴(yán)格控制，保證進(jìn)入反滲透系統(tǒng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（即EDI）在5以下。避免雜物混在水中進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)滲透膜造成破壞，降低出水量效果和損壞設(shè)備。

4.2 對(duì)反滲透裝置進(jìn)行定期沖洗

由于反滲透裝置長期進(jìn)行滲透作用，盡管經(jīng)過過濾處理，水中仍含有大量雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在反滲透裝置中沉積，一方面會(huì)影響反滲透裝置的作用效果，另一方面長期雜質(zhì)累積會(huì)對(duì)裝置造成腐蝕，影響裝置的效果，從而影響電廠的正常運(yùn)行。因此需要對(duì)反滲透裝置進(jìn)行定期的沖洗。包括進(jìn)行沖洗以及化學(xué)溶液的除垢等，對(duì)裝置上的垢質(zhì)進(jìn)行徹底清潔，維持半透膜的良好性能，延長裝置使用年限。

4.3 對(duì)反滲透裝置進(jìn)行保護(hù)

電廠生產(chǎn)不是時(shí)刻進(jìn)行的，反滲透裝置也不是時(shí)刻運(yùn)行。反滲透裝置在停運(yùn)期間，會(huì)受囤積污水影響，容易滋生微生物，影響反滲透膜的功效。因此在反滲透裝置暫停運(yùn)營的期間內(nèi)，需要進(jìn)行沖洗清理消毒。同時(shí)還要保持反滲透裝置停運(yùn)營期間的溫度設(shè)置，避免過高或過低溫度對(duì)反滲透膜造成損壞。

4.4 注意反滲透裝置的操作

由于反滲透裝置的操作需要嚴(yán)格遵循操作原則和操作流程，這就要求操作人員具備良好的技術(shù)能力，在裝置操作過程中要認(rèn)真細(xì)致，避免人員操作失誤給裝置帶來的損壞。而反滲透裝置是電廠進(jìn)行水處理的關(guān)鍵一步，裝置損壞將會(huì)給企業(yè)帶來損失，造成日常運(yùn)營的障礙。

5 結(jié)語

綜上所述，反滲透技術(shù)在電廠水處理過程中具有重要作用。反滲透技術(shù)的使用使企業(yè)可以將廢水回收重復(fù)利用，緩解用水緊張，節(jié)約水資源。廢水重復(fù)利用降低電廠的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的效率和盈利。反滲透技術(shù)的使用也解決了電廠地理貧水的問題，可以使企業(yè)充分利用周圍資源、減少運(yùn)輸成本等，使企業(yè)用最小的成本獲取最大的利益。

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作者簡(jiǎn)介：張耀江（1970-），男，江蘇江陰人，江蘇常熟發(fā)電有限公司技師，研究方向：電廠水處理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）