關(guān)于膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用研究

孫冰巖

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1 引言

膜技術(shù)是一種很有實(shí)用性的新型分離技術(shù)，在人們的日常生活中已突顯出其使用價值，有很好的發(fā)展前景。作為反滲透技術(shù)核心部分——反滲透膜，其實(shí)質(zhì)就是一種由高分子材料合成、具有特性的人工半透膜。膜技術(shù)在電廠水處理中，已體現(xiàn)出處理成本低、便于操作、大規(guī)模等優(yōu)良特點(diǎn)，一定要注重膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用鉆研。促使膜技術(shù)更進(jìn)一步的發(fā)展。

2 膜技術(shù)的簡概

中國膜技術(shù)早在20世紀(jì)70年代就嶄露頭角了，只是剛開始人們對其沒有充分的認(rèn)識與了解，隨著中國在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域不斷地發(fā)展提高，人們才被膜技術(shù)顯示出來的優(yōu)點(diǎn)所吸引，慢慢地才注重研究并加以實(shí)施應(yīng)用，膜技術(shù)是根據(jù)各種具有選擇特性的功能膜而興起的一種高新技術(shù)[1]。膜技術(shù)的優(yōu)良特點(diǎn)在不需要任何化學(xué)成分的添加助劑作用下，其適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好。當(dāng)前，中國膜技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛地應(yīng)用在了實(shí)驗(yàn)和領(lǐng)域中，如工業(yè)方面、醫(yī)藥用水方面、工藝用水的處理過程方面和食品領(lǐng)域方面等，不過，通過科研人員專門對膜技術(shù)這塊的反復(fù)推敲和實(shí)驗(yàn)研究，膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用非常重要和有價值。膜技術(shù)實(shí)質(zhì)就是利用膜可選擇性的特點(diǎn)，并利用其特點(diǎn)經(jīng)過不同組分的分離和濃縮的過程為膜分離。膜技術(shù)是一項(xiàng)非常有發(fā)展?jié)摿Σ⑶揖哂辛己玫膶?shí)用性能的技術(shù)[2]。并且根據(jù)膜分離的孔徑不同，又將其分為超濾膜、微濾膜、濾膜和電除鹽等技術(shù)。

3 比較常用的幾種膜技術(shù)

3.1 常用的電除鹽技術(shù)

一般電廠水處理當(dāng)中，要想去除水中的無機(jī)離子，就需要這項(xiàng)電除鹽技術(shù)利用電場的作用來運(yùn)行，電除鹽技術(shù)簡稱EDI。隨著科研技術(shù)的不斷進(jìn)步，很多的商業(yè)和工業(yè)工程的開展運(yùn)行都離不開高純度水。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)作為一種新型的技術(shù)應(yīng)用在了制作準(zhǔn)備純凈水方面的區(qū)域上了。傳統(tǒng)的電滲析技術(shù)有著很大的局限性，如對深度脫鹽無法正常運(yùn)行等。傳統(tǒng)的離子交換技術(shù)，也有著周期很長、耗鹽量很大、再生廢液會過量的產(chǎn)生、大量的含鹽廢水腐蝕管道等問題，那么，電除鹽技術(shù)通過“取其精華去其糟粕”的方式，完美地融合了這兩項(xiàng)的優(yōu)點(diǎn)，使技術(shù)更上一個層面，不光彌補(bǔ)了電滲析技術(shù)沒法對深度脫鹽運(yùn)行的遺憾，又解決了之前用離子交換技術(shù)對酸堿消耗問題上的難題。電除鹽技術(shù)的出水性質(zhì)，能非常完美地符合鍋爐用水對電阻率、硬度等方面的需求。EDI膜堆就是在相應(yīng)的對數(shù)單元中有兩個互相排斥的電極組成的。每個單元內(nèi)又分淡水室和濃水室，然后把均衡的陰離子和陽離子放滿于淡水室與樹脂交換，形成的這些數(shù)值就會在陰離子膜和陽離子膜之間進(jìn)行歸類，即陰離子膜只能放陰離子過來，陽離子膜只能放陽離子過來。為了能讓樹脂床具有可持續(xù)再生的特性，需要在室兩端的直流電通過進(jìn)行，就會利用電壓的產(chǎn)生分解水中的水分子，即H+、OH-。根據(jù)同性相吸，異性相斥的原理，這些離子就會被相應(yīng)的電極吸引而來，為了讓其向?qū)?yīng)膜的方向移動，也會把陰離子和陽離子樹脂交換的方式進(jìn)行，那么，當(dāng)這些離子從交換膜到達(dá)濃室的時候，也就是由H+與OH-會結(jié)合生成水的時候。實(shí)際這就是樹脂的可持續(xù)再生性特點(diǎn)的簡單原理，即水的生成和離子的轉(zhuǎn)移完成的。離子交換反應(yīng)是由于進(jìn)水當(dāng)中相應(yīng)的離子交換樹脂上會吸附雜質(zhì)離子，就會和一般混床一樣的原理所產(chǎn)生的反應(yīng)。那么有了離子反應(yīng)的產(chǎn)生，就會替換出H+，OH-，假如所替換出的離子在向交換膜方向的移動的過程中加入了離子交換樹脂內(nèi)的雜質(zhì)離子，就會出現(xiàn)這些離子直接透過交換膜進(jìn)入濃水室的現(xiàn)象。雜質(zhì)離子被排除出膜堆的原理在于，因?yàn)閮筛羰医粨Q膜的阻隔，阻擋了雜質(zhì)離子向?qū)?yīng)電極的方向游走的道路，只能夠集中于濃水室，清除出膜堆。

3.2 實(shí)用性強(qiáng)的超濾膜技術(shù)

超濾膜技術(shù)有著很高的攔截能力，利用多孔膜的特點(diǎn)，并以物理攔截的方法，通過對物質(zhì)進(jìn)行選擇性地分離歸類，從而達(dá)到非常高的清潔率的一種工藝技術(shù)。超濾膜技術(shù)比傳統(tǒng)的技術(shù)更上一個層面，更嚴(yán)謹(jǐn)與先進(jìn)，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在電廠水處理的過程當(dāng)中，所完成的效果都高于傳統(tǒng)的技術(shù)方法，那么超濾膜技術(shù)的誕生，從側(cè)面反映出會大幅度地下降化學(xué)藥品的使用量，減少了對環(huán)境的再次污染。超濾膜技術(shù)不僅高效快捷，而且在實(shí)際操作應(yīng)用中，非常簡單和方便。正因?yàn)槌瑸V膜技術(shù)有著良好的化學(xué)性和穩(wěn)定的酸堿性，使用價值高，實(shí)用性強(qiáng)，便于在各個實(shí)驗(yàn)和研究領(lǐng)域中運(yùn)行。超濾膜技術(shù)還有耐高溫的特性，利用這一性能有著非標(biāo)好的消毒殺菌作用，前提是在pH值的規(guī)定范圍內(nèi)時。如果在特強(qiáng)的酸堿溶劑中就不一定了。與之前那些普通的工業(yè)技術(shù)相比，超濾膜技術(shù)的精準(zhǔn)度是很高的，是傳統(tǒng)技術(shù)的升級版。因此，近年來，中國超濾膜技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛地應(yīng)用在了實(shí)驗(yàn)和領(lǐng)域中，如工業(yè)方面、醫(yī)藥用水方面、造紙廢水方面、工藝用水的處理過程方面和食品領(lǐng)域方面等。

3.3 淺析全膜法水處理的技術(shù)

隨著社會科技的進(jìn)步，水處理技術(shù)的不斷努力提高，作為一種全新的全膜法水處理工藝技術(shù)而言，在電廠水處理中起著很大的作用。實(shí)則，全膜法水處理技術(shù)就是把其他技術(shù)有效合理借鑒過來而組合成的高技術(shù)產(chǎn)物，如超濾、反滲透濾等技術(shù)。對于工藝廢水、造紙廢水等污染水源中的雜質(zhì)能夠很好地清除并且達(dá)到深入脫鹽的效果?？梢岳秒x子交換技術(shù)來提取高純度的水，達(dá)到可以循環(huán)利用的效果，這樣就可以大幅度減少廢水對環(huán)境造成的第二次污染率?？傊しㄋ幚砑夹g(shù)是一項(xiàng)工作效率高、排污能力強(qiáng)、清潔力度大、能進(jìn)行深度脫鹽的新型技術(shù)。它符合與滿足電廠水處理當(dāng)中，其他傳統(tǒng)技術(shù)方法達(dá)不到的要求，如這項(xiàng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)電子超純水、循環(huán)用水和直接進(jìn)行鍋爐水補(bǔ)給等高準(zhǔn)則。這項(xiàng)技術(shù)的自動化程度很高。

4 對電廠水處理中的幾種具體運(yùn)用方法的探析

4.1 關(guān)于對反滲透和電除鹽的看法

通過翻閱大量資料，知道初期是采用蒸餾方法制備蒸餾水可以追溯到20世紀(jì)30—50年代，閃蒸是蒸餾技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。這種古老式的方法，顯然達(dá)不到對水質(zhì)的高要求標(biāo)準(zhǔn)。必須要采用離子交換技術(shù)來進(jìn)一步地處理。

早期純水的制備方法——采用離子交換技術(shù)制備純水。隨著科技時代的進(jìn)步，專研人員的不斷努力發(fā)展下，離子交換技術(shù)方法得到了很大的提高與完善，慢慢地人們把這項(xiàng)技術(shù)方法引用到了制作純水的過程中，其他國家是從20世紀(jì)50—60年代開始的，中國是從20世紀(jì)60—70年代開始的。離子交換法的技術(shù)，其實(shí)就是指水通過離子交換柱時，水中的陰、陽離子和交換柱的陰、陽離子相互交換過程中反應(yīng)的一種技術(shù)，它提煉制作出來的水質(zhì)是高純度的。

4.2 對超濾的評析

超濾技術(shù)是作為膜技術(shù)的一種，超濾因有著篩孔分離的特點(diǎn)，是有很強(qiáng)的攔截功能的，它和其他膜技術(shù)一樣都稱為壓力型驅(qū)動膜分離技術(shù)，不過超濾的分離原理和反滲透膜的原理不一樣，因?yàn)槌瑸V膜有著不對稱的微孔結(jié)構(gòu)，所以有著多孔膜上的物理攔截，由于高質(zhì)量的超濾膜孔密度比較大，孔徑分布比較窄的特點(diǎn)，那么為大分子物質(zhì)、病毒、膠體等都是其截留的范圍之內(nèi)，通過用攔截分子的量來掌握超濾膜的分離性指標(biāo)。由于超濾膜的特定性，那么它的物理截留能力這塊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過初期那些傳統(tǒng)處理方法。而且超濾除膠體硅的能力和效率比傳統(tǒng)的那些方法技術(shù)提高好多倍，能滿足和完善很高的要求。通過無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)和鉆研調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用了超濾的電廠，不僅在蒸汽品質(zhì)方面得到了提高，降低了爐水和二氧化硅含量，而且使逆滲透膜的工作年限得以延長。給電廠節(jié)省成本的同時，也能使電廠穩(wěn)定有序地發(fā)展。現(xiàn)在，超濾膜技術(shù)已被很多廠礦的水處理中應(yīng)用了起來。

4.3 對納濾與微濾的簡單評析

納濾是用于把相對分子質(zhì)量比較小的小分子有機(jī)物從溶劑中分離出來。納濾也被稱為低壓逆滲透。納濾和逆滲透差不多的特性，都能很好地把水中的有機(jī)物與離子清除出去，不過，納濾對二價離子的清除比一價離子的清除率高得多。由于納濾具有的特有屬性，人們會合理地利用其特有屬性，實(shí)現(xiàn)價值最大化[3]。

微濾實(shí)則就是一種精密過濾，也叫微孔過濾。主要是在微米級和納米級范圍內(nèi)過濾掉微粒和細(xì)菌。這么精細(xì)的技術(shù)定會運(yùn)用于純水處理中的最后一道程序。由于現(xiàn)在，發(fā)電廠對純水顆粒狀物沒有很高的要求，致使其沒有被廣泛地引用。當(dāng)然，微濾有著篩分、濾餅層過濾及其深層過濾的三種原理良好的分離性能，依然能為電廠水處理中很多地方引用推廣。

5 結(jié)語

膜技術(shù)作為一種新型技術(shù)，如果能廣泛地應(yīng)用的在電廠水處理中的，那么必然會帶動中國水處理技術(shù)更深層次的鉆研與提高，并且會多方面、多個角度上引領(lǐng)鉆研人員在技術(shù)能力方面繼續(xù)挖掘潛力，尋求更大突破口。對其他學(xué)科的技術(shù)也能起到借鑒的作用。深化膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用，促使中國整體電廠水行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。