反滲透在火電廠循環(huán)水處理中的應用研究

【摘要】：火電廠循環(huán)水處理問題是火電廠運行過程中面對的難點問題，從目前的處理方式來看，雖然能夠起到凈化的目的，但是在作用效果上還存在較大的問題，即會引起新的污染。反滲透技術(shù)是一種物理方法，因此在對環(huán)境質(zhì)量幾乎不會造成任何的影響，同時在凈化處理方面也能起到較好的效果。因此，本文將重點介紹反滲透技術(shù)在火電廠循環(huán)水處理中的應用。

【關(guān)鍵詞】：反滲透;火電廠;循環(huán)水處理;應用研究

引言：隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展以及科學技術(shù)的進步，我國的用電量也在不斷的增長，在發(fā)電量的統(tǒng)計上，火電廠發(fā)電量是我國總發(fā)電量的80.95%，是我國發(fā)電的龍頭。火電廠在保證發(fā)電量的同時對水資源需求也十分大，據(jù)統(tǒng)計，全國火電廠廢水排放量每年可以達到20億噸左右，對環(huán)境造成了嚴重的破壞。因此，本文對反滲透技術(shù)在火電廠循環(huán)水處理的應用研究具有重要意義。

一、我國火電廠循環(huán)水處理現(xiàn)狀

火電廠實行循環(huán)水處理的目的是為了適應國家以及經(jīng)濟市場對環(huán)保的要求，從而限制其污廢水排放量，同時也是節(jié)約水資源的重要舉措。火電廠是工業(yè)用水量最大的用戶，工業(yè)用水量的20%左右屬于電廠的耗水量。對于水資源匱乏的北方而言，火電廠的建設(shè)規(guī)劃和經(jīng)營運行都受到了嚴重的制約。火力發(fā)電廠中，用水量中的90%屬于冷卻水，在水資源問題日益嚴峻的情況下，循環(huán)水的高效利用是目前發(fā)電廠運行發(fā)展過程中最為突出的問題[1]。

目前，火電廠循環(huán)水處理形式較為嚴峻。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，在我國凝汽式火電廠在采用冷卻塔和水力輸灰時，消耗水源的比率可以達到1.65m3/amp;middot，這個數(shù)據(jù)與國外同種條件下的數(shù)據(jù)相比表現(xiàn)出了較為凸出的問題，即為外國的2倍。為了緩解這一現(xiàn)狀，國家制定了針對性的標準，但是得到的效果卻不是十分理想，即只有不到30%的發(fā)電廠可以達到國家制定的統(tǒng)一標準。由此可見，我國火電廠循環(huán)水處理急需進一步完善和強化。

二、反滲透技術(shù)概述

反滲透技是一種膜分離技術(shù)，所謂的膜分離技術(shù)就是指借助半透膜的物理分離技術(shù)，實現(xiàn)不同粒徑的混合物進行選擇性的分離。反滲透技術(shù)主要用于脫鹽，在分離過程中選擇的對象是溶液中的離子和分子量達到幾百的有機物，其主要的特點是具有一定的時代先進性特征、優(yōu)化節(jié)能特征以及分離有效性特征等[2]。

反滲透技術(shù)的原理核心是在于溶液滲透壓的問題，有效的分離基于反滲透技術(shù)中采用的是一種膜孔徑特別小的半透膜，這種半透膜可以有效隔離掉98%甚至更高的的大分子物質(zhì)，從而實現(xiàn)技術(shù)在分離凈化領(lǐng)域中的應用。

目前，反滲透技術(shù)主要應用于四大領(lǐng)域即海水和苦咸水淡化處理、純水生產(chǎn)，包括生活純水、工藝用水和制藥用水等、廢水處理主要是針對電廠循壞排放污水處理、印染廢水處理、重金屬廢水處理及城市污水處理等、食品行業(yè)主要應用于牛奶加工、果汁加工及酒的加工等。本文主要研究的是反滲透技術(shù)在電廠循壞排放污水處理中的應用。

三、反滲透技術(shù)在火電廠循環(huán)水處理中的應用

反滲透膜抗污染主要是源于反滲透的表面性質(zhì)。研究表明，反滲透復合膜的表面性質(zhì)決定了膜的分離性能，光滑、親水以及電中性的膜表面抗污染性能相對較好。為了增加反滲透膜的抗污特性，可以采用表面涂層、表面改性以及表面接枝等方法[3]。

（一）反滲透技術(shù)在電廠中應用優(yōu)勢

反滲透技術(shù)在電廠中的應用主要變現(xiàn)在2個方面，首選可以通過對電廠排放的廢水進行反滲透處理，使其成為可以利用的淡水資源重新用于生產(chǎn)過程中。其次，可以實現(xiàn)對周圍工廠廢水的回收處理再利用，在降低水資源消耗與緩解我國水資源緊張的問題上具有凸出的意義與價值。

對于北方城市中水資源短缺的電廠而言，可以大大降低用水成本，保證電廠的穩(wěn)定運行。除此之外，沿海地區(qū)的電廠可以通過使用反滲透技術(shù)實現(xiàn)對海水資源的充分利用，即實現(xiàn)了對海水的淡化處理同時也寬松了了居民用水量。因此，反滲透技術(shù)在電廠循環(huán)水處理過程中發(fā)揮著不可替代的積極作用。

（二）反滲透技術(shù)在電廠循壞水處理中的應用工藝

如圖1所示，其為反滲透技術(shù)在電廠水處理中的應用工藝圖示。系統(tǒng)加熱器是維持反滲透技術(shù)在對水處理過程中的加熱作用，不僅保證了反滲透過程中的出水量，同時也要保持系統(tǒng)具有穩(wěn)定的水溫，只有在這種狀態(tài)下，系統(tǒng)才可以正常的發(fā)揮作用[4]。

對于處于初始狀態(tài)的原水在經(jīng)過必要的沉淀過濾處理以后可以直接進入到預處理階段。預處理階段就是在原水過濾的基礎(chǔ)上進行二次過濾，二次過濾的目標是實現(xiàn)水質(zhì)的深層處理，可以采用機械加速澄清和超濾系統(tǒng)等技術(shù)，從而保證其過濾效果可以達到一定的標準，一般情況下進入反滲透系統(tǒng)的水質(zhì)需要達到污5以下的污染指數(shù)。在反滲透系統(tǒng)中，為了防止反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢等現(xiàn)象，還要配置對應的過濾器以及反滲透膜堆等。

圖1 反滲透技術(shù)在電廠中應用工藝

（三）反滲透技術(shù)在電廠循環(huán)水處理中應用的實例論證

1城市中電廠反滲透應用

某大型電廠地處城市地段，在發(fā)電廠的周圍有一個污水處理廠，在多年的發(fā)展過程中給發(fā)電廠造成了一定的影響，為了改變這種現(xiàn)狀，該電廠想通過反滲透技術(shù)將污水處理廠排放的廢水加以處理，應用到電廠的實際運行當中。

在使用反滲透技術(shù)的過程中，電廠對廢水的回收效率為每小時300立方米。是該時間段廢水排放總量的75%，在對廢水進行處理再次應用的過程中，付出的成本為每噸3.8元，當?shù)氐淖詠硭M用大約是每噸5.6元，經(jīng)過簡單的估算發(fā)現(xiàn)每年可以為電廠節(jié)約500多萬的經(jīng)濟成本費，同時節(jié)約了338噸的自來水。通過反滲透技術(shù)，該發(fā)電產(chǎn)不僅解決了污水處理廠對其的影響問題，同時還收獲了一定的經(jīng)濟效益，為國家的節(jié)水事業(yè)做出了重要的貢獻。

2貧水地區(qū)電廠反滲透技術(shù)的應用

由于貧水地區(qū)的水資源是十分珍貴的稀有資源，因此某電廠想通過反滲透技術(shù)實現(xiàn)對城市生活排放水的循壞再利用。在利用反滲透技術(shù)處理以后，城市生活廢水凈化為了淡水，80%重新應用到了電廠的運行當中，在一定程度上緩解了電廠因為地域環(huán)境而形成的水資源桎梏，同時實現(xiàn)了城市生活廢水的循環(huán)再利用。

3沿海電廠反滲透的應用

沿海某電廠借助其具備的天然位置優(yōu)勢，通過反滲透技術(shù)實現(xiàn)海水的淡化處理，從而使海水為電廠生產(chǎn)供水。在這樣的處理下，每年單位單項運行成本核算為每噸4.02元，其中還包含了所有的電力成本，這個數(shù)據(jù)顯示電廠的基礎(chǔ)成本得到了大幅度的降低。此外，由于海水是是比較富集的資源，其發(fā)展受到的制約較小，因此其可維持電廠對水源的需求。

結(jié)論：綜上所示，反滲透技術(shù)在電廠循環(huán)水處理的過程中具有重要的積極作用，其不僅可以有效的降低電廠的廢水排放量，同時還可以通過對各種類型的廢水處理，使其應用于用水量較大的發(fā)電廠的運行中，既降低了電廠的運行成本，同時也為國家節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出了重要貢獻。

參考文獻：

[1]劉崗，馬光路.反滲透技術(shù)在火電廠廢水處理中的應用進展[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2010，08：79-80.

[2]郭青.膜技術(shù)在循環(huán)冷卻排污水回用中的應用研究[D].西北師范大學，2007.

[3]張芳芳，梁志國.淺談極化水處理技術(shù)在火電廠循環(huán)水系統(tǒng)中的研究與應用[J].化工管理，2014，14：96+98.

[4]趙海民，藺愛軍.反滲透技術(shù)在火電廠水處理中的應用[A].內(nèi)蒙古科學技術(shù)協(xié)會.2003年內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學學術(shù)年會優(yōu)秀論文集[C].內(nèi)蒙古科學技術(shù)協(xié)會：，2003：5.