超濾及反滲透技術(shù)在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

李 霞

（山東南山鋁業(yè)股份有限公司，山東 龍口 265713）

1 超濾及反滲透技術(shù)在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)補(bǔ)水

由于水資源的不足和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鍋爐也開(kāi)始下水，使用合格的補(bǔ)給水是鍋爐能夠安全，經(jīng)濟(jì)，可靠，穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)生合格蒸汽和熱水的前提..鍋爐補(bǔ)給水的質(zhì)量通常要求不低于相應(yīng)鍋爐給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的：硬度≈0，二氧化硅≤20μg/L，電導(dǎo)率20℃）0.2μs/cm..鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)不好會(huì)導(dǎo)致水垢的形成，高溫對(duì)受熱面金屬的破壞，熱效率降低，化學(xué)清洗次數(shù)增加和鍋爐金屬腐蝕，鍋爐水中鹽含量過(guò)高產(chǎn)生的蘇打共沸現(xiàn)象導(dǎo)致蒸汽質(zhì)量惡化。

2 軟化脫鹽主體的膜技術(shù)

適用的膜分離技術(shù)單元工藝主要包括微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）。不同類型膜攔截污染物的能力如圖1所示。微濾可以攔截大量懸浮固體和細(xì)菌；超濾可以去除有機(jī)物、蛋白質(zhì)、肽等。大分子；納濾可以去除小分子有機(jī)物、二價(jià)離子和多價(jià)離子，而去除NaCl等單價(jià)無(wú)機(jī)鹽的含量很低，理論上只有水才能通過(guò)。

攔截能力差異主要由結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)致不同的傳質(zhì)分離過(guò)程的機(jī)制。納濾是反滲透和超濾之間的壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過(guò)程，分離機(jī)制還沒(méi)有一致的理論，主要包括：空間位阻通道模型，解決擴(kuò)散模型、空間擴(kuò)散模型、空間電荷模型、固定電荷模型和唐南效果。反滲透的分離機(jī)制和其他壓力驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程是不同的，因?yàn)槟け砻婺た祝瑳](méi)有攔截效果更好，各種離子去除率可以達(dá)到的高度。其分離效果取決于組件通過(guò)溶解、吸附和擴(kuò)散膜和膜的化學(xué)、物理性質(zhì)，通過(guò)組件和膜之間的相互作用有很大關(guān)系［2］。

3 膜分離技術(shù)在發(fā)電站鍋爐給水中的應(yīng)用

3.1 工序預(yù)處理

預(yù)處理中常用的膜分離技術(shù)是超濾。傳統(tǒng)的預(yù)處理技術(shù)主要有凝聚，澄清，砂濾等，雖然它們的工藝成熟，但出水水質(zhì)很難滿足后續(xù)處理（納水濾，反滲透）的進(jìn)水要求。作為預(yù)處理的超濾和凝聚沉淀的出水水質(zhì)，使用超濾技術(shù)時(shí)，出水濁度在0.1NTU以下。

3.2 軟化脫鹽主體的膜技術(shù)

在以往的鍋爐給水處理中，一般采用離子交換法進(jìn)行軟化脫鹽處理，裝置面積大，樹(shù)脂再生需要大量的化學(xué)藥劑，不僅成本高，還會(huì)大量產(chǎn)生高鹽含量的廢水。因此，采用膜技術(shù)進(jìn)行深度處理具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

3.3 電滲析脫鹽技術(shù)

電滲析器主要通過(guò)電遷移和膜分離過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)水溶液的脫鹽作用。與通常的鍋爐用鈉離子交換器的軟化不同，在除去硬度，堿度的同時(shí)，水中的其他陰陽(yáng)離子也被除去，但鈉離子交換器只是將水中的鈣鎂離子變換為鈉離子，水中的總鹽量沒(méi)有變化，碳酸離子和其他陰陽(yáng)離子沒(méi)有減少［3］。

3.4 反滲透/納米過(guò)濾脫鹽軟化技術(shù)

反滲透技術(shù)作為鍋爐給水處理的預(yù)脫鹽裝置，大幅度削減離子交換系統(tǒng)的再生廢酸和廢堿的排放量，有助于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)去除水中的微粒子，有機(jī)物，膠體物質(zhì)，有助于減輕離子交換樹(shù)脂的污染，延長(zhǎng)離子交換樹(shù)脂的壽命。比較的結(jié)果是，逆滲透和離子交換系統(tǒng)在產(chǎn)水量相同的情況下，設(shè)備投資基本相同，逆滲透運(yùn)轉(zhuǎn)與離子交換相比減少了一半，逆滲透不需要大量的有害化學(xué)物質(zhì)，雖然面臨著環(huán)境污染的嚴(yán)重化，但根據(jù)迄今為止研究者的長(zhǎng)期工程經(jīng)驗(yàn)，參考?xì)W美及我國(guó)的應(yīng)用實(shí)例，在此基礎(chǔ)上，納米過(guò)濾技術(shù)今后也將得到改善。選擇不同工藝路線，對(duì)EDI制備的各高純水的主要離子含量進(jìn)行了詳細(xì)分析，比較了各離子濃度顯著低于反滲透（RO）和混合床離子交換（IE）技術(shù)的產(chǎn)水。

3.5 多階段除軟鹽技術(shù)

由于不同鍋爐對(duì)補(bǔ)給水質(zhì)的要求不同，采用NF和RO一級(jí)技術(shù)，二級(jí)技術(shù)以及串聯(lián)技術(shù)對(duì)自來(lái)水進(jìn)行了軟化脫鹽實(shí)驗(yàn)研究，表明不同技術(shù)可以分階段滿足不同鍋爐的補(bǔ)給水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：一級(jí)NF和一級(jí)RO滿足中低壓溫水鍋爐給水水質(zhì)要求，回收率相同，NF比RO更節(jié)能。二級(jí)NF和二級(jí)RO，NF-RO和RO-NF工藝均可滿足中低壓蒸汽鍋爐給水水質(zhì)要求，串聯(lián)工藝處理效果優(yōu)于二級(jí)NF，比二級(jí)RO節(jié)省能源；RO-NF和二次RO工藝可以滿足高壓鍋爐給水的水質(zhì)要求；納米過(guò)濾膜法的防水成本較低。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，膜分離技術(shù)在鍋爐給水處理中的成功應(yīng)用可以進(jìn)一步降低鍋爐給水水源水質(zhì)的要求，并且可以盡可能地再利用大量生產(chǎn)生活污水，大幅度緩解水資源短缺的危機(jī)。