全膜分離技術在電廠化學水處理中的運用探討

李茂清

（吉林電力股份有限公司）

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，我國對電力的需求量也越來越大。為保證電力的穩定供應，電廠的正常運轉是十分重要的。我國電廠所使用的水資源多為地下水和地表水，這些水資源或多或少都摻有雜質，因此在用于發電時需將其進行一定的處理，比如利用全膜分離技術來進行化學水處理。相較于傳統的水處理方式，全膜分離技術更具優勢，不僅在操作時更加安全簡單，而且效果更加理想，因而在發電廠中被廣泛運用于水質處理。

1 全膜分離技術概述

全膜分離技術，即以薄膜為媒介，在一定壓力的推動下，把液體中不同粒徑、成分的粒子分離開來。該技術多用于電廠化學處理當中，全膜分離技術可使水處理的整個過程無需使用化學藥劑，僅以三膜過濾的工藝就可實現將原水的水質處理至符合國家相關標準。根據膜孔徑大小的差異，全膜分離技術所使用的膜大多分為三種，即反滲透膜、超濾膜以及微濾膜。膜的孔徑大小決定了膜的分離效果以及截流性能，可以根據不同要求將水分離出來，繼而有效提升水處理效果。

2 全膜分離技術的特點

在傳統的水處理方式里，想要去除水中的膠體、懸浮物等需要通過機械過濾的方式，再利用電透析技術將水中的離子去除，使水的硬度降低，最后通過調節酸堿度來實現離子再生。在整個水處理過程中會排放出具有污染性的酸堿化合物，如此不僅生產效率低下，勞動強度也相對較大，而且在機器維護方面也較為復雜，以至于水處理的成本也會有所提高。而利用全膜分離技術就可有效解決這些問題。

全膜分離技術可在常溫下進行，因此技術人員的工作環境較為安全。其次，全膜分離技術主要依靠物理變化，在整個水處理過程中不添加任何藥劑，因此能穩定水質，真正做到零污染、零排放。全膜分離技術的選擇性極強，可在分子級內進行，是其他濾材無法替代的。除此之外，全膜分離技術所需的設備設施體積不大，占地面積小，結構簡單，操作與維修都比較簡單易上手，且員工在運用膜分離技術進行化學水處理時消耗的能源量較低，如此就可以使整個設備的性能一直處于相對穩定的狀態，有效減少電廠成本。

3 全膜分離技術在電廠化學水處理中的具體運用

3.1 電除鹽技術

在全膜分離技術當中，最難的技術當屬電除鹽技術。它是指在附加電場的作用下利用水中所攜帶的電荷及分子，以離子交換膜來將電解質與離子分離開來。離子交換膜分為陰膜和陽膜，陰膜僅通過陰離子，而陽膜則只過濾陽離子。電除鹽技術的科學性較強，其工作原理是先將水進行合理的分解，讓水中的離子之間相互作用，從而加速離子的移動，消除離子效應。再將水的電導率控制在標準范圍內，以達到鍋爐設備的供水要求。全膜分離技術不僅有效彌補了離子之間的交換限制，還使在電滲析時無法高度除鹽的缺陷得以被克服，而且還能保證整個水處理過程安全環保無化學污染。

在應用電除鹽技術時，需注意水中的一些物質對膜的影響，比如變價金屬粒子、氧化劑、有硬度的元素等。其中氧化劑會與膜之間產生氧化反應，進而影響組件功能，使膜受到污染，嚴重時甚至可能導致破裂。變性金屬離子也會加速催化劑氧化，金屬元素則會影響電除鹽的結構，從而導致水的酸堿度失衡［1］。

3.2 反滲透技術

在全膜分離技術當中，反滲透技術是一項先進的節能技術。其中采用的滲透膜是一種經過特殊處理的高端材料，可以有效發揮透水分子特性，具有產水水質高、成本低、操作簡單等優勢。其次，配備的膜設備也能快速實現導流、隔網、透膜等作用。其主要原理是以膜兩側的靜壓力為推動力，將含鹽量比較高的雜質截留于導管中，使導管導出的水沒有雜質，這是因為反滲透膜的孔徑比較小，幾乎只能讓水分子透過滲透膜，它可以有效過濾水中的微生物、有機物、鹽堿、膠體、可溶性金屬鹽等物質，從而達到凈水的作用。由于反滲透技術在實際運用中無法完全過濾掉水中雜質，加之該技術還受多方面因素影響，比如水壓力、成分、外界溫度等，因而相關技術人員在反滲透系統中安裝適量的回收裝備，如此才能做到有效減排，提高水資源的回收效率，減少不必要的水資源浪費。

反滲透技術對于水中的懸浮物有比較高的要求，在運用該技術之前必須對原水進行預處理，將水中的懸浮物清除，以減少水資源的渾濁程度。對于較大的污染物，可以使用人工攔截的方式予以清除，對于體積較小或肉眼不可見的水中雜質，則需要借助相關設備來將其進行最大化地清除，這樣不但可以讓水處理的效果更佳，也可在很大程度上減少過濾膜的損耗。一般情況下，將水資源的污染指數降至5以下會使反滲透處理的效果更好，其中以污染指數小于3最好。其次在對水資源進行預處理時還要進行殺菌，抑制水中微生物的生長，如此可使處理后的水質更佳［2］。

3.3 超濾技術

超濾技術是電廠化學水處理的第一道工序。它使用的膜孔徑較大，通常在1nm～0.05μm，其目的在于將大分子和顆粒狀的大物質先行分離出去，進而達到水分離、過濾凈化以及濃縮的目的。超濾技術的原理是以膜兩側的壓力為驅動力，以膜為介質，當兩側受到一定的壓力差時，水會流經膜的表面，再流入導管，如此完成了對水的初步篩濾。如果膜兩側的壓力相同，比膜孔徑小的水分子則可以通過，大于孔徑的水分子則會被截留在膜上，如此就可有效達到溶液凈化、溶液濃縮以及雜質隔離等目的。需要注意的是，超濾膜的截留特征多以有機物的截留分子量來表征，其截留分子量一般在1000～300000之間，因而通常用于水處理的第一個環節。

由于超濾膜是首道工序，因此在運行過程中可能會遇到較多的污染，比如膠體污染、有機物污染等。在地表水里存在著大量的膠體，比如淤泥、黏土等，如果沒有對這些膠體物質進行相應的處理就直接運用超濾膜技術，就很容易使濾膜出現損傷。時間一長，大量膠體微粒附著于超濾膜表面，形成凝膠層，最后導致流水通道被堵塞。其次，水中的丹寧酸等有機物質也會吸附于膜表面，進而對膜的性能造成損傷，因此在運用該技術前一定要對水進行初步處理，比如將水中的大分子去除，以免造成不必要的設備損傷，出現水質處理不佳等情況［3］。

4 結束語

隨著經濟的發展，環境污染的情況也十分嚴峻。將全膜分離技術應用于電廠化學水處理當中是非常重要的，該技術既能使水污染的問題得以解決，也能使居民用水健康有所保障。其次，全膜分離技術在進行水處理時能做到零污染、零排放，使電廠進行化學水處理時更加高效，而且該技術所需的設備占地面積小，能耗低，對電廠的運行及發展都有積極地促進作用，因而在各大發電廠中得以廣泛運用。