淺析超濾技術(shù)在火電廠水處理工藝中的運(yùn)用

李婷

摘要：火力發(fā)電工業(yè)中，隨著機(jī)組向大容量高參數(shù)特點(diǎn)發(fā)展，火電機(jī)組對(duì)補(bǔ)給水品質(zhì)及生產(chǎn)穩(wěn)定性的要求越來越高。對(duì)環(huán)境問題的日益重視也要求火電廠對(duì)降低各類水工藝的排污率及減少酸堿耗量提出了更高的要求，因此傳統(tǒng)的“混凝沉淀-過濾-離子交換樹脂”工藝面對(duì)這些更高的要求已力不從心。目前國(guó)內(nèi)外火力發(fā)電廠中，水處理過程中愈來愈多采用的是膜分離技術(shù)，其中超濾技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的水處理新技術(shù)之一。本文對(duì)超濾技術(shù)及其在火電廠水處理工藝中的運(yùn)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：超濾技術(shù)；火電廠；水處理

1、超濾技術(shù)概述

超濾是利用一種壓力活性膜，在外界推動(dòng)力（壓力）作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對(duì)較高的物質(zhì)，而水和小的溶質(zhì)顆粒透過膜的分離過程（原理見圖1）。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3×104～1×105的物質(zhì)。當(dāng)被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時(shí)，水分子和分子量小于300～500的溶質(zhì)透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當(dāng)水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時(shí)可去除大量的有機(jī)物等。在超濾過程中，由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累，會(huì)產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，當(dāng)膜面溶質(zhì)濃度達(dá)到某一極限時(shí)即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應(yīng)用受到一定程度的限制。為此，需通過試驗(yàn)進(jìn)行研究，以確定最佳的工藝和運(yùn)行條件，最大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預(yù)處理方法。

2、超濾技術(shù)的特點(diǎn)

首先，與傳統(tǒng)技術(shù)相比超濾技術(shù)要更為先進(jìn)，更符合當(dāng)今社會(huì)對(duì)水資源的需要，比傳統(tǒng)技術(shù)效率更高。第二，這項(xiàng)技術(shù)在工作時(shí)運(yùn)用到的基本上都是物理技術(shù)，沒有化學(xué)物品參與其中，不會(huì)對(duì)經(jīng)過凈化的水造成污染，從一定程度上節(jié)約了成本。第三，超濾技術(shù)在工作時(shí)操作非常簡(jiǎn)單，而且這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用用到的設(shè)備并不多，工作時(shí)也是全自動(dòng)形式，非常方便，簡(jiǎn)單。第四，超濾技術(shù)有很強(qiáng)的耐酸堿度的特點(diǎn)，一般的技術(shù)都會(huì)考慮到這方面的問題，但超濾技術(shù)當(dāng)中本身就具有耐酸堿度的特性，所以這也是它的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。第五，超濾技術(shù)的投資成本比較低，因?yàn)檫\(yùn)用到的儀器比較少，操作也簡(jiǎn)單，所以投入的成本也相對(duì)較少。最后，超濾技術(shù)可以在超過一百度的溫度下仍然正常運(yùn)行，這樣不但可以進(jìn)行高溫殺菌，同時(shí)還可以對(duì)水體進(jìn)行凈化。

3、超濾技術(shù)在火電廠水處理工藝中的運(yùn)用

3.1超濾技術(shù)在鍋爐補(bǔ)給水處理中的應(yīng)用

在鍋爐補(bǔ)給水處理中，超濾可有效截留懸浮顆粒、膠體及微生物，但超濾對(duì)于低分子量溶解性有機(jī)物去除率較低，且對(duì)原水水質(zhì)有一定要求。根據(jù)原水條件及不同參數(shù)機(jī)組對(duì)補(bǔ)給水的要求，超濾與其他水處理工藝技術(shù)主要有以下組合：（1）常規(guī)預(yù)處理工藝（混凝+砂濾，下同）+UF+一級(jí)除鹽+混床（2）常規(guī)預(yù)處理工藝+UF+RO+一級(jí)除鹽+混床（3）常規(guī)預(yù)處理工藝+UF+RO+EDI（4）常規(guī)預(yù)處理工藝+生物預(yù)處理（活性碳過濾器）+UF+RO+混床（EDI）

超濾在各種水處理工藝中主要是作為RO、離子交換除鹽設(shè)備或EDI的預(yù)處理工藝，超濾通過截留水中懸浮物、膠體、微生物等污染物質(zhì)，為下一級(jí)水處理裝置提供優(yōu)質(zhì)的供水，減輕或避免了下一級(jí)水處理裝置的污染，減輕了下一級(jí)水處理裝置的處理負(fù)擔(dān)。UF+RO+終端除鹽技術(shù)（混床或EDI）是經(jīng)典的水處理組合工藝，超濾可有效降低原水SDI、濁度及微生物，大大降低了RO設(shè)備膜損傷和微生物污染，而RO則可除去大部分溶解性鹽分及小分子量有機(jī)物，減低了混床或EDI的處理負(fù)擔(dān)及再生消耗，混床或EDI混床或EDI則去除水中殘余溶解性鹽分，從而使該水處理工藝組合出水達(dá)到鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)指標(biāo)。也可以看出，超濾對(duì)有機(jī)物去除能力的不足，衍生出在常規(guī)預(yù)處理工藝和超濾之間增設(shè)生物預(yù)處理和活性碳過濾器的工藝組合。

3.2超濾技術(shù)在循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用

電廠中用水和廢水排量非常大，其中電廠用水量大部分都是循環(huán)冷卻水，現(xiàn)在由于水資源越來越少，環(huán)境問題也日益嚴(yán)重，盡快的研究出循環(huán)冷卻水處理技術(shù)是非常重要的。以下是循環(huán)冷卻水的特點(diǎn)：一是鹽含量會(huì)隨著水體的蒸發(fā)量而增高；二是水體中的結(jié)垢性和腐蝕性較高，水質(zhì)不穩(wěn)定；三是水體中滋生出很多的微生物；四是為了使循環(huán)水能夠更加的澄清添加了對(duì)水體不利的混凝劑；五是水體不干凈有許多的雜質(zhì)和灰塵。現(xiàn)在對(duì)循環(huán)冷卻水的最好的處理辦法是進(jìn)行廢水集中處理，制定出補(bǔ)給水的預(yù)處理系統(tǒng)和循環(huán)水的利用系統(tǒng)。在以前都是使用沖灰水的方法處理循環(huán)水的廢水排放問題，隨著干除灰技術(shù)和高濃度水力沖灰技術(shù)的發(fā)展，循環(huán)水廢水的水質(zhì)已經(jīng)屬于可回收利用的行列。所以根據(jù)循環(huán)水廢水的排放性質(zhì)來說，最理想的處理工藝是混凝砂濾，因?yàn)樗梢猿粼S多的大分子有機(jī)物和懸浮物，而超濾會(huì)對(duì)水體進(jìn)行再一次的凈化。目前在我國(guó)已經(jīng)有許多個(gè)電廠使用了混凝過濾+UF的水處理方法來應(yīng)用到循環(huán)水廢水排放沖灰的過程當(dāng)中，這種鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的與處理工藝，會(huì)使節(jié)約用水。

由于我國(guó)現(xiàn)階段的控制循環(huán)冷卻水的濃縮比率水平還不夠，所以雖然現(xiàn)在的循環(huán)冷卻水處理工藝?yán)碚撜f能夠應(yīng)用，但是就現(xiàn)在的實(shí)際情況而言，對(duì)于我國(guó)而言這些水處理工藝還不能真正應(yīng)用到電廠中。所以現(xiàn)在大部分電廠仍然在用阻垢分散劑是很難滿足現(xiàn)在的需求，而且會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水污水排放量較大，同時(shí)濃縮比率也會(huì)降低。而用混凝砂濾+超濾+RO的處理工藝成本太高，這會(huì)對(duì)個(gè)別電廠造成經(jīng)濟(jì)壓力。但是也可以利用循環(huán)冷卻水的弱酸處理和添加阻垢分散劑兩種處理方法結(jié)合在一起，再加上混凝砂濾+UF技術(shù)進(jìn)一步處理，來增加濃縮倍率，降低污水排水量。

4、結(jié)語(yǔ)

超濾與傳統(tǒng)的預(yù)處理工藝相比，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作方便、占地小、投資省、且水質(zhì)極優(yōu)，可滿足各類反滲透裝置的進(jìn)水要求。合理地選擇運(yùn)行條件和清洗工藝，可完全控制超濾的濃差極化問題，使此預(yù)處理方法更可靠。超濾膜的污染和防治將直接關(guān)系到超濾設(shè)備的應(yīng)用效率和穩(wěn)定性，也是超濾技術(shù)應(yīng)用能力的表征。超濾膜的重度污染將嚴(yán)重降低超濾膜的使用壽命和性能，基于超濾設(shè)備成本主要來自于超濾膜本身，超濾膜的污染和防治技術(shù)十分重要。

參考文獻(xiàn)：

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[2]超濾處理高藻水過程中膜污染特性及控制研究[D].瞿芳術(shù).哈爾濱工業(yè)大學(xué)2012.

（作者單位：山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司）