膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用

賓煜

摘要：對(duì)于膜技術(shù)而言，很多年前一直不被人們公認(rèn)，但是最近這幾年隨著社會(huì)的發(fā)展，電力技術(shù)的不斷提高，膜技術(shù)的潛力已經(jīng)被很多專家所公認(rèn)，在美國(guó)，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)普遍存在了，很多年前美國(guó)專家就說：一直沒有像膜技術(shù)這么廣泛的被眾人應(yīng)用，從這點(diǎn)可以清楚的看出，膜技術(shù)已經(jīng)在世界各地起到了顯著的效果，被很多人所公認(rèn)。

關(guān)鍵詞：膜技術(shù);電廠水處理;應(yīng)用

社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)水質(zhì)要求更高，提高水處理技術(shù)水平，能夠使電廠運(yùn)行效率提升，延長(zhǎng)使用壽命，避免因水質(zhì)過低而造成的設(shè)備故障問題。膜技術(shù)的應(yīng)用能夠有效滿足電廠水質(zhì)要求，且處理成本低、操作簡(jiǎn)便、具有較大規(guī)模，因此要重視膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用。

1、膜技術(shù)概述

膜技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間較早，且隨著研究的不斷深入，膜技術(shù)逐漸完善，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。時(shí)至今日，膜技術(shù)依然有著極大的發(fā)展?jié)摿εc廣闊的應(yīng)用前景。如今，膜技術(shù)在社會(huì)各行業(yè)中仍然有著極高的關(guān)注度。水處理是膜技術(shù)最常見應(yīng)用方式，根據(jù)性質(zhì)不同主要有微濾、超濾、納濾、電除鹽以及反滲透這幾種技術(shù)。

2、電廠水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用

2.1RO和EDI

2.1.1應(yīng)用原理

RO即反滲透技術(shù)，其主要使用反滲透膜實(shí)現(xiàn)水處理工作。反滲透膜使用高分子材料制作而成，呈現(xiàn)半透特性，是具有選擇性的薄膜。當(dāng)其受外力作用，可以使水中某些成分和水分子選擇性透過，實(shí)現(xiàn)水溶液的提純、濃縮或者分離。EDI是電除鹽技術(shù)，該技術(shù)主要利用電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)水溶液中無機(jī)離子的去除，屬于一種新型水處理技術(shù)，通常應(yīng)用于純水制備。該技術(shù)在電滲析技術(shù)基礎(chǔ)上將其和離子交換技術(shù)進(jìn)行有效融合，使其克服了兩種技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了處理質(zhì)量的提高。將其應(yīng)用于電廠水處理工作中，可以充分滿足鍋爐對(duì)水質(zhì)硬度、電導(dǎo)率等的要求。

2.1.2應(yīng)用方式。2.1.2.1蒸餾法。蒸餾技術(shù)在20世紀(jì)中期就已經(jīng)出現(xiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如今出現(xiàn)了閃蒸技術(shù)。這種技術(shù)在純水的制備中有著極好效果。通過閃蒸方式得到的純水，其電導(dǎo)率為1～10Ls/cm。但這種純水難以滿足高參數(shù)鍋爐運(yùn)行條件，因此要使用離子交換方式進(jìn)行再次處理。2.1.2.2離子交換法。離子交換法是我國(guó)電廠早期應(yīng)用的純水制備方式，在長(zhǎng)期發(fā)展與完善下，離子交換技術(shù)已經(jīng)趨近成熟，所制備出的純水有著很高的純度。在早期電廠中得到了廣泛應(yīng)用。2.1.2.3離子交換與反滲透結(jié)合。早期純水制備中應(yīng)用的離子交換技術(shù)需要應(yīng)用酸堿再生措施，因此在純水制備過程中會(huì)產(chǎn)生酸堿度較高的廢液，不利于環(huán)境保護(hù)。此外，對(duì)具有較高含鹽量的污水進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)用離子交換技術(shù)會(huì)使其處理成本升高。反滲透技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間較晚，對(duì)含鹽量較高廢水有較好處理效果，將其與離子交換技術(shù)結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)純水制備質(zhì)量提升。由于其應(yīng)用效果好、制備成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，這種融合制備方式在電廠水處理中已經(jīng)得到普及。2.1.2.4全膜工藝。全膜工藝在未來電廠水處理中有著極好發(fā)展前景，能夠完全擺脫離子交換技術(shù)的應(yīng)用并彌補(bǔ)離子交換技術(shù)中存在的不足。對(duì)其出水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，其水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到混床水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且不需要應(yīng)用酸堿再生技術(shù)，因此不向外界排放廢液，有著極高自動(dòng)化水平。

2.2超濾

超濾技術(shù)利用壓力實(shí)現(xiàn)水處理工作，但其主要使用多孔膜作為材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中雜質(zhì)的機(jī)械性過濾，只能對(duì)具有較大分子的膠體、病毒或其他物質(zhì)進(jìn)行截留。截留分子量是超濾技術(shù)分離指標(biāo)，根據(jù)具體分離需求不同，其分離指標(biāo)也并不相同。若截留分子量為20萬(wàn)，則表示超過20萬(wàn)的物質(zhì)都不能通過膜，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的截留。與傳統(tǒng)水處理設(shè)備相比，超濾有著較為優(yōu)異的截留能力。若傳統(tǒng)處理方式可以去掉原水中30%的雜質(zhì)，則超濾方式的應(yīng)用能夠去除97%左右相同物質(zhì)。且在電廠應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，超濾技術(shù)的使用可以使鍋爐中水和蒸汽的二氧化硅含量減少，實(shí)現(xiàn)蒸汽純度的提升。并且有效延長(zhǎng)了后續(xù)反滲透系統(tǒng)清洗的周期，延長(zhǎng)反滲透膜運(yùn)行壽命，提高電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。目前，超濾在大型發(fā)電機(jī)組的水處理中已廣泛應(yīng)用起來。

2.3納濾和微濾

2.3.1納濾。納濾又稱松散型反滲透，它和反滲透一樣，可以去除水中離子和有機(jī)物，但它對(duì)二價(jià)離子去除率高（95%以上），對(duì)一價(jià)離子去除率低（40%～80%）。納濾的這一性能決定了它的用途，目前一般在生活飲用水處理上代替反滲透，它有保留一定礦物質(zhì)又能去除有機(jī)物的優(yōu)點(diǎn).在發(fā)電廠水處理中，人們較多關(guān)注的是它用作循環(huán)冷卻水處理。去除硬度以防垢，以及用于循環(huán)冷卻水排水的回收利用。但是由于投資費(fèi)用高，目前尚無人使用。

2.3.2微濾。微濾是指濾除水中0.1Lm以上顆粒的膜過濾。它在電子工業(yè)純水處理中用作終端處理，去除水中顆粒狀物。目前發(fā)電廠對(duì)純水中顆粒狀物要求不高，所以應(yīng)用較少，將來在超超臨界機(jī)組補(bǔ)給水處理上可能有所應(yīng)用。但微濾良好的分離性能，在電廠水處理中仍有許多地方可以應(yīng)用。比如，在大機(jī)組凝結(jié)水中的金屬腐蝕產(chǎn)物（氧化鐵）顆粒，有人檢測(cè)，其粒徑大部分在5～10Lm，可以用微濾予以去除，這是凝結(jié)水過濾除鐵的一種形式。類似裝置已有使用，但目前所用微孔濾膜的孔徑較大.還有人用0.45Lm濾膜濾除凝結(jié)水（或給水）中的鐵，濾除率達(dá)98%。

3、膜技術(shù)在電廠水處理應(yīng)用中的新發(fā)展

膜技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用在電廠水處理當(dāng)中，而且采用的是最先進(jìn)的工藝流程：預(yù)處理寅反滲透寅EDI電除鹽，膜技術(shù)發(fā)展的進(jìn)步，使得超濾以及微濾處理的能力也大大的提高。微濾和超濾是壓力驅(qū)動(dòng)膜，然后反透膜的分離原理和它卻不是一樣的，這種情況一般都是屬于機(jī)械截留，主要目的是為了分解一些顆粒比較大的分子物質(zhì)，還有一些膠體、病毒等。經(jīng)過一些相關(guān)的試驗(yàn)，我們可以證明，作為預(yù)處理裝置的微濾而言，反滲透生產(chǎn)出來的水量比較清晰，而且污染性還是很小的，所以，對(duì)于一些反滲透膜的化學(xué)清洗次數(shù)，我們可以規(guī)定到每月一次，或者更多次。如果考慮預(yù)處理工藝出水水質(zhì)對(duì)后續(xù)反滲透膜的壽命影響，可以大幅延長(zhǎng)反滲透膜的壽命，從而降低維修、清理、更換方面的成本。“UF-RO”膜工藝進(jìn)行除鹽試驗(yàn)，其出水硬度、活性硅、電導(dǎo)率等參數(shù)均能滿足電廠超高壓、亞臨界鍋爐的補(bǔ)水水質(zhì)要求。

4、結(jié)語(yǔ)

近年來，新型的膜技術(shù)近些年發(fā)展很快，隨著新材料的研究及其制造成本的不斷下降，還有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，反滲透的投資和運(yùn)行費(fèi)用不斷降低，有許多技術(shù)很適合發(fā)電廠各種水處理工作，在鍋爐補(bǔ)給水制備工藝中，在類似原水水質(zhì)條件下，采用反滲透技術(shù)替代陽(yáng)床、陰床一級(jí)除鹽、采用電除鹽EDI替代混床離子交換的膜法工藝，完全能夠滿足高壓鍋爐用水的要求。

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（作者單位：神華國(guó)華孟津發(fā)電有限責(zé)任公司）