探討反滲透系統(tǒng)在工業(yè)水處理中的應(yīng)用

郭素珍　李俊恒

[摘要]介紹烏海熱電廠反滲透系統(tǒng)在工業(yè)水處理中應(yīng)用的必要性、原理、優(yōu)點、注意事項及反滲透系統(tǒng)的設(shè)置情況。

[關(guān)鍵詞]反滲透 預(yù)脫鹽 膜元件 多介質(zhì)過濾器 保安過濾器 產(chǎn)水率

中圖分類號：X7文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0510102－01

一、前言

反滲透是上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型膜分離技術(shù)，目前發(fā)展很快，已用于水處理的各個領(lǐng)域，如海水淡化、廢水處理、鍋爐補給水處理及城市用水處理等。

二、反滲透系統(tǒng)在工業(yè)水處理中應(yīng)用的必要性

通常在工業(yè)水處理中，尤其是火力發(fā)電廠鍋爐補給水處理一直采用一級除鹽加混床全除鹽方式，即離子交換除鹽，經(jīng)多年的運行發(fā)現(xiàn)，離子交換樹脂的性能通常受到原水中的有機物和懸浮物的影響較大，這經(jīng)污染物會堵塞樹脂網(wǎng)孔或交換器的床層通流面積而使除鹽系統(tǒng)的出水品質(zhì)降低，尤其是增加離子交換樹脂的負擔(dān)，同時，隨著離子交換樹脂再生次數(shù)的增多，樹脂除鹽的效率和可靠性會逐漸降低，并且增大了酸、堿的耗量，因此，只有在離子交換除鹽系統(tǒng)前增設(shè)反滲透系統(tǒng)進行預(yù)脫鹽，才能提高工業(yè)水處理的經(jīng)濟效益，經(jīng)我廠實踐證明是可取的，而且效果很好。

三、反滲透的原理及優(yōu)點

反滲透系統(tǒng)是采用膜分離手段去除水中的離子、有機物及微細懸浮物（細菌膠體微粒）以達到水的脫鹽純化目的，其原理是水與溶液以滲透膜相隔，水則向溶液滲透，兩相之間有滲透壓，若在溶液相上加壓大于滲透壓，則溶液相中的水就會向水相反方向滲透過去，利用反滲透而取得脫鹽水，即原水在足夠的壓力下，通過滲透膜而變成純凈的水，沒有透過膜的水溶液、懸浮物濃度逐漸增大最后排掉。

反滲透原理的膜分離過程不需加熱，也沒有相的變化，所以具有能量消耗小、設(shè)備體積小、操作簡便和適用范圍廣的優(yōu)點，同時滲透壓的大小與溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)，它可用壓力表示，但必須通過反滲透膜才能表現(xiàn)出來，而反滲透膜是一種具有不帶電荷的親水性基團的膜，其性能好壞是實現(xiàn)反滲透膜分離的關(guān)鍵，良好的反滲透膜應(yīng)具備以下性能，透水率大、除鹽率高、機械強度高、壓縮性小、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸、耐堿、耐微生物侵襲、使用壽命長、性能衰減小、價格便宜、貨源易得，目前在工業(yè)水處理中應(yīng)用較多的有醋酸纖維膜和芳香聚酰胺膜。

四、反滲透系統(tǒng)應(yīng)用注意事項

由于反滲透的產(chǎn)水率都是有限的，所以在設(shè)計反滲透設(shè)備時都要求每單位體積設(shè)備容器中有很大的反滲透面積，為了達到這個目的，有多種設(shè)計，如板框式、管式、螺蜁卷式和中空纖維式等，而目前使用最多的是中空纖維式反滲透裝置，在這種裝置中有幾十萬甚至上百萬根纖維組成圓柱形管束，纖維管一端敞開，另一端用環(huán)氧樹脂封住或?qū)⒖招睦w維管制成U型，使敞口端聚集在一起，另一端不需封住，將這種管束放在一個圓柱形壓力容器內(nèi)，高壓溶液從容器的側(cè)面進入，水分子經(jīng)過空心纖維的外壁進入空心纖維管中，從空心纖維管束的敞口端收集淡水，濃水從容器的另一側(cè)連續(xù)排掉，該系統(tǒng)的優(yōu)點是沒有應(yīng)用再生劑，不需要支撐材料，單位體積內(nèi)的膜面積大，減少勞動量，并減少樹脂再生量，節(jié)約再生劑，同時也大大減少廢水處理問題，但它對進水水質(zhì)要求高，即適用于含鹽量＞800mg/1的水的淡化，淡化后的水再經(jīng)離子交換除鹽可制得高純水，正好適合大機組火力發(fā)電廠的補給水處理，在應(yīng)用反滲透除鹽進應(yīng)注意以下幾點。

（一）原水必須進行預(yù)處理

為了避免堵塞反滲透器，原水應(yīng)經(jīng)過預(yù)處理以消除水中的懸浮物，降低水的濁度，此外，還應(yīng)進行殺菌以防微生物滋生，由于反滲透對水中的懸浮物的要求很高，所以就擬定了一個很有用的指標(biāo)污染指數(shù)（FI）來衡量反滲透進水水質(zhì)。

（二）調(diào)節(jié)進水PH值

各種半透膜都有最適宜的運行PH值，主要是為防止在膜表面上產(chǎn)生碳酸鹽水垢、膜水解，一般采用加酸調(diào)節(jié)PH值。

（三）溫度適宜

膜的透水量隨水溫度升高而增大，溫度過高會加快膜的水解速度，有機膜會變軟，易于壓實，對于有機膜控制溫度在20～30°為宜。

五、反滲透系經(jīng)的設(shè)置

根據(jù)反滲透除鹽的原理及應(yīng)用注意事項，特將反滲透處理系統(tǒng)作如下設(shè)置。

（一）多介質(zhì)過濾器

為了使原水或深井水得到預(yù)處理，首先設(shè)置多介質(zhì)過濾器，器內(nèi)填料依下至上為粗砂、細砂、無煙煤，可以逐室填加，運行流量65×6m3/h，從而達到預(yù)處理的目的。

（二）保安過濾器

為了使反滲透裝置能長期可靠的運行，一個主要的問題是必須保持膜表面的清潔，不被雜質(zhì)污堵，如果機械過濾出水中的雜質(zhì)顆粒過多，從而造成它們通過膜元件的濃水通道留在膜的表面上，將會引起反滲透裝置出力下降，或脫鹽率的下降，因此，應(yīng)在多介質(zhì)過濾器后設(shè)置5um保安過濾器，從而有效地控制反滲透進水雜質(zhì)。

（三）反滲透裝置

這為了防止發(fā)生濃差極化進入反滲透裝置的水應(yīng)由高壓泵將壓力提升至1.2-1.4MPa，并進口安裝慢開閥門以防沖擊膜元件，反滲透系統(tǒng)采用并聯(lián)運行，整套系統(tǒng)全自動控制，不僅可以節(jié)約用水，也可以節(jié)省費用，反滲透裝置的布置要使其中每一臺都可單獨解列、運行、沖洗或化學(xué)清洗并且設(shè)置清洗系統(tǒng)，經(jīng)實踐證明，反滲透出水DD＜10um/cm，已大大降低含鹽量，使脫鹽率達99%。

六、結(jié)束語

反滲透系統(tǒng)在工業(yè)水處理中的應(yīng)用，使淡水較原水大大降低含鹽量，從而使淡水在經(jīng)離子除鹽后能更好地得到純度很高的水供大機組鍋爐使用，同時延長離子交換設(shè)備壽命，降低工業(yè)水處理的成本，提高整體經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]武漢水電學(xué)院電廠化學(xué)教研室，《熱力發(fā)電廠水處理（修訂本）》，北京：水利電廠出版社，1984.

[2]能源部西安熱工研究所主編，熱工技術(shù)手冊，電廠化學(xué)，北京：水利電力出版社，1993.

作者簡介：

郭素珍，女，內(nèi)蒙古人，畢業(yè)于內(nèi)蒙古大學(xué)，學(xué)士學(xué)位，助理工程師，現(xiàn)從事水化驗工作。