反滲透技術在熱電廠中水回用系統中的試驗

閆紅娜

摘 要：隨著我國經濟的快速發展對于電力的需求在不斷增加。我國的電力近一半依靠的是火力發電，火力發電廠在運行的過程中會消耗大量的水，這些用水中近7成消耗在冷卻循環中，做好循環冷卻水的回收利用是節能減排的重要舉措。在熱電廠中水回收利用中反滲透技術是一種極為重要的處理技術。其廣泛應用于工業生產的各個領域中。本文結合反滲透技術的特點對其在熱電廠中水回用中的應用進行分析闡述。

關鍵詞：反滲透技術；熱電廠；中水回用

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A

反滲透技術是一種在工業領域中應用較多的一種水處理技術，其主要原理是通過膜分離的方式來實現對于水的處理，具有脫鹽率高、環保等的特點。在我國的熱電廠發電工作中需要消耗大量的水資源，通過對污染中水使用反滲透技術進行回用是提高水資源利用，減少環境污染的重要措施。

1.試驗不同pH值條件下反滲透系統對熱電廠污水處理中的效果

熱電廠是用水大戶，其用水的近7成用于循環冷卻水，冷卻水完成冷卻循環后其水質中會含有大量的有害物質，將這些污染水直接排放在對環境造成巨大污染的同時也會造成極大的能源浪費。因此，采用合理的污水處理系統對電廠循環冷卻水排污水進行循環使用是提高水資源利用率，降低污染的重要措施。在電廠循環冷卻水排污水中含鹽量比較高，在對電廠循環冷卻水排污水進行水處理的過程中需要對其進行脫鹽處理，反滲透技術是一種應用于電廠循環冷卻水排污水脫鹽處理的主要技術，其具有操作簡便、性價比高等的特點。在電廠循環冷卻水排污水反滲透處理的過程中其處理效果會受到給水pH值的影響，膜通量和脫鹽率是反滲透技術中兩項最主要的性能指標，而給水pH值的變化會對上述兩項指標產生較為明顯的影響。為確保電廠循環冷卻水排污水的反滲透處理效果應當對不同pH值條件下的電廠循環冷卻水排污水反滲透處理效果進行試驗以找出最優的給水pH值條件。

1.1試驗用電廠循環冷卻水排污水的水質

在對不同pH值條件下電廠循環冷卻水排污水的反滲透處理效果進行試驗時，采用的是某電廠的電廠循環冷卻水排污水的排污水。該電廠在運行時需要消耗約8×104t/h，污水排放量為200t/h，通過對電廠循環冷卻水排污水進行反滲透處理將其轉化為可循環使用的中水，將其中一部分的中水用于對鍋爐的補給。通過對電廠循環冷卻水排污水的水質進行化驗其表現為以下特點：（1）電廠循環冷卻水排污水中含有懸浮顆粒物，渾濁度較低。（2）在電廠循環冷卻水的使用中主要采用的是蒸發散熱方式，在這一過程中，電廠循環冷卻水中的物質被不斷地濃縮表現為其中含有濃度較高的Ca2+、Mg2+以及HCO3等。在試驗pH值對電廠循環冷卻水排污水回收效果的影響中采用的反滲透裝置為一級三段式的反滲透系統，各段出水的回收率在逐漸的增大，每一段的組件為壓力容器，內置有反滲透膜元件，根據使用要求膜元件能夠在給水pH值為4～11的區間范圍內進行工作。反滲透系統工作流程如圖1所示。

在對pH值影響反滲透系統過濾效果的分析中采用的試驗方法如下：溶液的pH值會對溶于水中的離子濃度和形態造成一定的影響，而離子濃度和形態會對反滲透系統的脫鹽率產生極大的影響。在反滲透系統的工作過程中，回收率的提高會導致脫鹽率的降低，從而會使得電廠循環冷卻水排污水的pH值也隨之變化，進而影響到反滲透系統的后續工作。在試驗的過程中針對電廠所使用的電廠循環冷卻水排污水反滲透系統中回收率在15%的單只反滲透膜其脫鹽率隨著給水pH值變化時反滲透膜的膜通量、溶解固形物截留率等的影響。

通過試驗表明，單只工作在0.8MPa給水壓力回收率在15%，而pH由5.5～8.5區間變化時反滲透系統膜通量與pH值的變化呈正比關系，膜通量隨著給水pH值的提高而在不斷的增加，造成這一現象的主要原因是由于給水pH值的升高將會導致反滲透膜的荷電基團所具有的靜電排斥現象得到持續的增強，從而導致反滲透膜的孔隙更大從而使得更多的水能夠更容易通過反滲透膜。pH在5.5～7之間變化時隨著pH值的提升反滲透膜的膜通量增長幅度較大，而當pH值在7.0～8之間變化時，反滲透膜的膜通量增長變化的幅度將會變小并在pH值為7.5反滲透膜的膜通量增值最大。此外，在試驗的過程中還需要通過改變溫度來觀察不同溫度條件下反滲透膜膜通量的變化情況，在試驗中表明，反滲透膜的膜通量會隨著溫度的增加而不斷增大。需要注意的是，在溫度越低的情況下pH值變化對于反滲透膜膜通量的影響表現得越明顯。通過試驗不同回收率反滲透膜在給水pH值變化條件下的變化情況后表明，反滲透膜膜通量與反滲透系統中組件內的流程呈反比，在反滲透系統中采用的是一級三段式的反滲透過濾系統，各級之間的膜通量在給水pH值處于5.5～7.5之間變化時都在持續的增加，并在給水pH值為7.5時達到了最高值。

脫鹽率是評價反滲透膜過濾效果的另一個極為重要的指標。通過對單只15%回收率的反滲透膜進行試驗，其給水壓力、溫度、流量都控制在相同的條件下，通過改變給水pH值后經過測試表明，在給水pH值低于8的情況下，反滲透膜的脫鹽率隨著給水pH值的升高在不斷提升，而這一提升效果在給水pH值處于8.0～9.0的情況下達到頂峰。造成這一現象的最主要的原因是反滲透膜對于電解質的截留率與離子半徑呈正比，而當給水pH值改變的情況下熱電廠循環冷卻水污水中的離子半徑將會得到提升，從而使得反滲透膜的脫鹽率得以提高。當給水pH值持續升高并>9時，反滲透膜的脫鹽率將會隨之降低。

為測試反滲透系統在不同給水pH值條件下開機持續運行的條件下反滲透膜的滲透效果，將給水壓力控制在0.8MPa，溫度控制在25℃，回收率為75%的條件下對反滲透膜的過濾效果進行測試，試驗后的結果表明，當反滲透系統工作在給水值為8.5的條件下時反滲透膜的膜通量和脫鹽率將會隨著時間的持續而呈現出降低的趨勢，而當在上述相同的條件下時將給水pH值控制在6.5～8.0的區間范圍內時，反滲透系統將會穩定的運行且能夠得到較為良好的冷卻循環水污水處理效果。

結語

做好熱電廠循環冷卻水排污水的回收處理使其能夠繼續循環使用是提高電廠用水效率降低污染排放的重要舉措。反滲透系統是一種在熱電廠循環冷卻水排污水處理中應用較多的一種水處理技術。其水處理效果在工作的過程中會受到給水pH值變化的影響，本文通過對循環冷卻水排污水進行反滲透系統處理時給水pH值變化時反滲透膜的膜通量和脫鹽率進行試驗分析。

參考文獻

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