全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用

（東仙坡京能涿州熱電廠，河北 涿州 072750）

電廠往往需要借助水來將燃料燃燒產生的熱能轉化為電能，水作為重要的媒介，在電廠日常運行過程中有著十分關鍵的作用。水的質量直接關系著電廠設備的運行效率以及使用壽命。因此，水質量控制直接關系著電廠的生產效益和生產水平，全膜分離處理技術能夠有效實現水質凈化，具有運行方便、環保性能高、設備要求低等特點，在當前電廠化學水處理過程中有著十分廣泛的應用。

1 全膜分離技術概述

1.1 全膜分離技術的概念

全膜分離技術是指利用膜的選擇透過性特點，以薄膜作為媒介，以一定壓力作為推動力，將液體中不同粒徑、不同成分粒子分離開來。膜分離法的核心在于膜本身的功能，可以充分結合薄膜內壁的孔徑大小，從而實現水的合理凈化。原有的水處理方法通常采取機械方式，通過過濾以降低水的硬度，但是過濾對混床和陰陽床的要求比較高，持續時間較長，需要協同作用才能夠實現水中雜質的有效去除。其間會產生一定的化學污染物，影響后續的水處理和生產活動。

1.2 全膜處理技術原理

全膜處理技術指的是通過一定的薄膜將溶液中的溶質或者雜質與溶液進行分離的一種新型分離技術，在20世紀初研發成功。全膜分離技術包含電滲析法、擴散滲析法、反滲透法以及超過濾法等，可以在環境中提供穩定可靠的分離水條件，自身具有過濾操作簡便、節能環保、分離高效等優勢，在各行各業有著十分廣泛的應用，成為當前分離技術的重要組成部分。相對于其他分離技術，全膜分離技術具有較高的透水性，有著更長的使用壽命，化學組分比較穩定，可以合理地進行生物污染的處理，對工作環境有著較強的適應性，溫度、范圍以及壓力使用范圍比較廣泛，在粒子分離的過程中有著良好的適應性和穩定性。全膜分離技術基本原理在于通過泵增加液體的壓力，使得水在過濾中能夠以一定的流速通過濾膜表面。這時，比膜孔隙小的物質將會透過濾膜流出，形成透析液，比膜孔隙大的物質將會留在濾膜表面，實現過濾和水凈化的效果。

1.3 全膜分離技術應用價值和用特點

隨著社會經濟的不斷發展和人民生活水平的提高，電能已經成為當前人們生活必不可少的資源，直接關系著人們的生活質量和工業發展水平。作為當前重要的動力能源，電能使得人們的生活更加多元化，已經成為推動社會進步和提高人們生活質量的重要因素。因此，加強電廠管理和廢水處置，對于電力的供應具有十分重要的作用和價值。電場中廢水的有效處理能夠保證發電設備高效正常運行，延長發電設備的使用壽命，提高發電設備的使用價值，保證電力供應的穩定性和科學性。全膜分離技術在電廠化學水處理過程中有著十分顯著的優勢，通過對廢水中粒子與液體之間的選擇性分離，能夠實現水的合理凈化。

基于半透膜原理，全膜分離技術應用的關鍵在于膜的選擇，它會影響最終的分離效果。傳統的電廠化學水處理技術包括沉降技術和過濾技術，但是難以有效分離水中的污染物，只能分離水中的大顆粒和懸浮物，處理效果不徹底，會造成二次污染，對生產設備帶來一定的損害。所以，全膜分離技術的有效應用可以彌補傳統的機械處理方式的不足，有著良好的作用。全膜分離技術比較靈活，可以結合實際電廠化學水處理要求，選擇具體的處理方式，能夠選擇性地進行有機物的處理，使其去除率達到97%。全膜處理技術分離后的水質可以達到過濾補給水要求，實現水資源的有效利用。全膜分離技術操作比較簡便，使用設備少，結構簡單，處理過程環保，得到的是純凈水，可以在生產過程中避免使用強堿和強酸，不會產生二次污染，環保性能高。

2 全膜分離技術在電廠化學水處理過程中的應用

2.1 反滲透技術

結合當前電廠化學水處理的需求和具體處理情況來看，工作人員可以結合全膜處理技術的透過選擇特性進行水分子的過濾以及其他分子的有效攔截。在全膜處理過程中，膜的兩側會形成一定的靜力壓差，利用靜壓力差作為過濾的推動力可以實現滲透壓力的克服，從而完成電廠水的分離以及處理。根據電廠化學水處理的實際要求，需要合理設置靜壓力差，一般情況下，靜壓力差最小值不能小于1.5 MPa，最大不能高于10.5 MPa，以保證過濾效率。在合理的靜壓力差范圍之內，有效分離電廠化學水的不同粒子，有效清除大顆粒物和大分子物質。反滲透技術在當前電廠化學水處理中的應用效果很理想，能夠有效去除水中的細菌，但是反透滲對反滲透膜的功能提出了更高的要求，人們需要結合水分子的特性和電廠化學水處理的實際要求，合理設置反滲透膜。反滲透設備直接關系著水的凈化效果以及處理質量，反滲透技術利用人為干擾滲透作用，能夠提高滲透效率，耗能比較少，操作簡單，廢水處理效率比較高[1]。

2.2 超濾膜技術

電廠化學水處理應用超濾膜技術，可以有效地截住水中的粒子，實現水的分離、濃縮和凈化。超濾膜技術主要靠外力改變膜兩邊的壓力來凈化水。因為合適的壓力作用，液體中的溶劑和顆粒較小的溶質穿過膜壁上的小孔進行分離，從而將溶液中不同粒徑的物質分離。電廠化學水處理主要使用中空纖維超濾膜，這種膜的篩孔分離只需要較低的壓差作為推動力，其分離機理有3種：溶質吸附在微孔內部和膜表面；顆粒直徑略小于膜孔的溶質可能會停留在微孔內部造成堵塞；顆粒直徑大于膜孔的則被篩分在膜的表面。在電廠化學水處理中，這種中空纖維超濾膜有錯流過濾和終端過濾兩種工作方式。傳統的終端過濾因為隔開的液體處于靜止狀態，因此隨著工作時間的變長，已經截留的物質會黏附在膜表面形成污染層。在沒有改變兩邊壓力的情況下，過濾阻力將會隨著時間推移逐漸增多，導致膜滲透率下降。錯流過濾則是讓分開的液體交錯對流，使得隔離的物質因為對流而被帶走，黏附在膜表面的物質減少，最終比終端過濾保持更高的滲透率。因此，錯流過濾應用更加廣泛。

2.3 超過濾技術的應用

在電廠化學水處理過程中，超過濾技術是全膜分離技術的第一道工序，超過濾技術運用的過濾膜孔隙較大，通常濾膜孔徑為0.05～1.00 μm，可以有效過濾電廠化學水中的大分子物質和顆粒物。在實際應用的過程中，超過濾技術的應用效果與濾膜孔徑尺寸有密切聯系，主要的推動力為濾膜兩側的壓力。在壓力的驅動下，化學水會不斷流經濾膜，小于濾膜孔徑的分子會通過濾膜，大于孔徑濾膜的分子就會被阻隔到濾膜表面，從而實現電廠化學水的凈化、隔離以及濃縮。通常將標準分子有機物的截留量作為超過濾膜的截留特征，其一般保持在1 000～30 000[2]。

2.4 電除鹽技術

電除鹽技術主要采取電力作為動力來源進行離子交換，在電場作用下，水能夠實現分解，從而達到水資源凈化的目的。離子交換膜的載體是一種離子交換樹脂，屬于有機材料，能夠有效提升水中離子的遷移能力，從而實現離子與水的有效分離，達到水處理要求和凈化效果，有效彌補傳統過濾技術的不足，不會受到酸堿度、溫度等因素的影響。

3 全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用實例

以廣東省某小型生活垃圾焚燒發電廠為例，該電廠在生產過程中使用全膜技術對水資源進行處理，配置了兩套生活垃圾焚燒鍋爐，以焚燒生活垃圾為熱源進行熱能轉換。每臺生活垃圾焚燒鍋爐每天處理能力為500 t，中壓單缸沖動凝汽式汽輪機組設計的供水量為24 t/h，以河水為水源，采用預處理技術和全膜處理技術進行水處理。全膜分離技術是一種新型水處理技術，其原理是對廢水中液體與粒子進行選擇性分離。全膜分離技術利用半透膜基本原理，薄膜可以讓部分物質選擇性通過，其他物質則不能通過，從而實現濃縮或提純的目的。

首先，結合工程項目的建設要點和處理需求，合理配置處理系統，包括蓄水池調節、水泵安裝、多介質過濾器設置、活性炭過濾器安裝、超濾系統設計、反滲透系統設計、二氧化碳去除器設置、反滲透裝置二級控制、電除鹽裝置設計和鍋爐補水設計等環節。該電廠的預處理系統選擇活性炭過濾器、多介質過濾器進行處理，濾膜可以將絕大多數膠體物質和懸浮物截留，使得出水凈化。同時，可以有效去除水中各種有機物、余氯等，保證超濾進水的水質。超濾應用的材料薄膜為PVDF，進水控制在室溫狀態，要求最大顆粒粒徑小于200 μm。反滲透膜材料為芳香族聚酰胺。在全膜分離技術應用的過程中，首先需要對蓄水池中的廢水進行沉降處理，過濾大顆粒物質和懸浮物質。然后，利用活性炭進行廢水脫色處理，再進入超濾裝置進行處理。接著進入反滲透階段進入滲透處理，進入水箱進行除鹽和電除鹽處理，最后從水泵流出形成鍋爐補水，實現水凈化和重復利用。

在電廠化學水處理中，全膜處理技術采用物理手段，不會加入化學試劑，使得操作流程快捷和方便，避免化學試劑對水源造成二次污染，減少投入成本，保證過濾水的質量，提高應用效率和應用價值。在實際化學水處理過程中，膜容易污染，清理比較困難，因此要結合膜的應用情況合理控制膜污染。膜污染的主要原因是溶液濃差極化現象導致膜表面會附著一定雜質，影響實際處理。所以，要根據清洗難度和附著物性質進行有效清洗，有效清理附著物，提高濾膜使用壽命，和溶液過濾速度。

4 結語

本文主要探究了全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用特點和優勢，結合實例分析了具體的應用方法，以期有效處理電廠化學水，提高全膜分離技術的應用價值，保證電廠生產效益，實現我國電力行業的持續穩定發展。