探析電廠污水處理中膜處理技術(shù)的運用

熊鑫+劉海蛟+潘冠旭

摘 要：核電廠發(fā)電在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有不可替代的作用。當(dāng)然，電廠的發(fā)電用水只能選擇市政用水或者自然水，硬度較高，或者有機(jī)物含量較多，因此需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)靥幚?。而在處理過程中，膜技術(shù)的應(yīng)用有助于降低成本，提高出水水質(zhì)。該文筆者對污水處理中的膜處理技術(shù)進(jìn)行了全面分析。

關(guān)鍵詞：核電廠 污水處理 膜處理技術(shù) 運用

中圖分類號：TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（c）-0109-02

電是人們生產(chǎn)和生活中不可替代的資源，隨著我國資源的減少，發(fā)電過程中的水資源循環(huán)利用就成為一種主流方式。水質(zhì)對于發(fā)電設(shè)備的效率具有直接影響。污水處理工藝不合理，操作不合理都會造成污水中雜質(zhì)不能全部去除，導(dǎo)致設(shè)備故障，增加維修成本，并且使得出水水質(zhì)含鹽量、有機(jī)物含量較多，不符合核電廠發(fā)電廠需求。近年來，全膜技術(shù)的出現(xiàn)更好地解決了這一問題，因此文章對這一技術(shù)的特點和原理以及實施過程進(jìn)行分析。

1 膜處理技術(shù)原理和特點

膜處理技術(shù)是一種新的水污染處理技術(shù)，以一種具有選擇性性能的薄膜來實現(xiàn)淡水與鹽分、雜質(zhì)的分離，膜處理技術(shù)簡單、成本較低，因此應(yīng)用廣泛。目前，主要應(yīng)用固膜和液膜2種。其主要原理在于利用了雜質(zhì)、有機(jī)物等與水分的體積、大小不同的原理，將其進(jìn)行隔離處理，在具體的處理過程中，還可以結(jié)合加壓的方式。另外，利用了一些雜質(zhì)不同的化學(xué)性質(zhì)，實現(xiàn)快速溶解，從而將其隔離，效果理想。膜處理技術(shù)的優(yōu)勢明顯，比如，利用該技術(shù)不再需要龐大體積的分離設(shè)備，因此占地面積減少，成本也隨之減少。在安裝上，更加方便，不同性質(zhì)的膜還可以分離不同種類的雜質(zhì)或者有機(jī)物，使水質(zhì)進(jìn)一步滿足用水需求。其次，膜處理技術(shù)拓寬了處理范圍，不僅可以分離固態(tài)雜質(zhì)，還能夠?qū)ο鄬Ψ肿恿繌膸装俚綆浊У奈镔|(zhì)進(jìn)行分離。不需要加熱等條件就可以實現(xiàn)。分離過程更加高效、易操作，并且符合現(xiàn)代社會環(huán)保節(jié)能的要求。

2 核電廠污水處理膜技術(shù)的種類

膜處理在我國核電廠中有廣泛的應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的更新，膜處理技術(shù)已經(jīng)具有超濾、微濾和反滲透等多種方式，另外近年來還出現(xiàn)了滲透汽化等方式。對工業(yè)廢水和自然用水具有較好的雜質(zhì)分離作用。我國各大核電廠在污水處理過程中主要采用的是超濾膜分離處理技術(shù)、反滲透技術(shù)和全膜分離技術(shù)。具體的技術(shù)特點和原理如下。

2.1 反滲透技術(shù)

反滲透技術(shù)是目前核電廠主要的污水處理技術(shù)，與全膜技術(shù)相比，其污水處理成本更低，但程序相對復(fù)雜，通常采用一次滲透處理和二次滲透處理方式完成。反滲透膜多為高分子化學(xué)材料，利用了溶液滲透壓不同的原理，可以將污水中的離子進(jìn)行分離，在實施過程中，要合理控制滲透壓，使雜質(zhì)能夠及時快速地分離。膜元件是整個反滲透技術(shù)的核心，加壓后的水分通過一些元件進(jìn)入隔網(wǎng)層，使雜質(zhì)排除管道外，獲得發(fā)電所用水。使用這種方法可以滿足基本的發(fā)電用水需求，但如污水需要再次處理，成本將大大提高。

2.2 膜分離技術(shù)

全膜技術(shù)已經(jīng)成功的在我國核電廠除鹽中應(yīng)用，事實證明了該技術(shù)的積極性。目前我們將其應(yīng)用于核電廠鍋爐補(bǔ)給水的處理中，全膜分離技術(shù)可以減少壓差，在低溫下運行，減少離子的滲出，并且能夠抑制廢水的酸化或堿化，防止設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。未來，電廠污水自動化處理是一種發(fā)展趨勢，不僅能夠減少人力、物力，還能夠提高污水處理質(zhì)量和效率。

3 電廠污水處理中膜處理技術(shù)的運用

我們以某核電廠為例，該廠共擁有6臺發(fā)電機(jī)組，總水量為6萬m3/h，污水排放量為1萬m3/h。要確保污水的合理利用，需對其進(jìn)行必要的處理。膜處理環(huán)節(jié)主要表現(xiàn)如下。

3.1 預(yù)處理超濾反滲透技術(shù)

首先，我們采用超濾反滲透技術(shù)對污水進(jìn)行預(yù)處理，該次處理水量為2×70 m3/h。由于陰陽床鈉離子滲透問題對除鹽效果具有一定的影響，因此在設(shè)計過程中要控制鈉離子滲漏，降低電導(dǎo)率，并且要控制二氧化硅的含量。該系統(tǒng)主要采用的是自動控制技術(shù)，PLC是EDI系統(tǒng)的核心與主要技術(shù)，CRT是其監(jiān)督系統(tǒng)。預(yù)處理超濾反滲透技術(shù)是將原水輸送到清水泵，并由清水泵進(jìn)入多介質(zhì)過濾器，通過多介質(zhì)過濾和超濾裝置來實現(xiàn)雜質(zhì)的初步分離，最后利用反滲透裝置來實現(xiàn)有機(jī)物的分離。在這一過程中還需要除鹽水泵、陽床、陰床和中間水箱的支持，具體的過程不做闡述?？傊嘟橘|(zhì)過濾器是其中心，通過這一元件與其他設(shè)備的配合來實現(xiàn)雜質(zhì)和有機(jī)物的去除，使原水能夠達(dá)到使用需求。通過該裝置能夠?qū)⑦M(jìn)入超濾裝置的水濁度控制在2 mg/L以下。

3.2 鍋爐補(bǔ)給水中的全膜技術(shù)

現(xiàn)階段，全膜技術(shù)是最先進(jìn)的一種污水處理技術(shù)。核電廠發(fā)電設(shè)備復(fù)雜，過程中需要大量的用水，并且用水多為自然水，這部分水的硬度較大，水中雜質(zhì)較多，實現(xiàn)全面分離，降低污染并實現(xiàn)其循環(huán)利用是電廠的主要任務(wù)。在核電廠發(fā)電過程中采用全膜技術(shù)一定要注意電導(dǎo)率的控制，電導(dǎo)率過大容易使水中鈉離子含量增多，有機(jī)質(zhì)或離子過多不符合發(fā)電用水需求。全膜技術(shù)依然要通過一級滲透和二級滲透過程，最終保證水質(zhì)的穩(wěn)定，電化學(xué)除鹽法是核電廠的主要鹽水處理辦法，結(jié)合膜處理技術(shù)，可以滿足電廠鍋爐補(bǔ)給水的應(yīng)用需求。全膜技術(shù)中在預(yù)處理系統(tǒng)上使用的是多介質(zhì)過濾器和活性炭過濾器，通過這2個設(shè)備，可以將原水中的懸浮物、固體雜質(zhì)等分離出去，將膠體和鹽分截留在濾層中，降低污水的水濁度。

3.3 循環(huán)冷卻排污水中的納濾膜技術(shù)

筆者所在廠將污水處理工作的重點放在循環(huán)水的冷卻與回收上，以反滲透技術(shù)為主，原水的脫鹽是其主要問題。納濾膜技術(shù)主要應(yīng)用于小型電廠的污水處理中，通過濾水池、清水池和反滲透裝置來完成整個循環(huán)水冷卻和回收功能，達(dá)到節(jié)約資源的目的。

4 結(jié)語

隨著水處理在我國核電廠的作用越來越大，水處理技術(shù)的更新就成為一種必然。在我國核電廠中，主要采用超濾、微濾和反滲透等污水處理方式。不同的技術(shù)在成本上、技術(shù)可行性上和處理效果上均有不同，目前普遍認(rèn)為全膜技術(shù)雖然增加了一部分成本，但在污水處理效果上較好，通過滲透膜實現(xiàn)用水與雜質(zhì)、有機(jī)質(zhì)的分離?？傊鬯幚碇心ぬ幚砑夹g(shù)的運用十分重要，能夠改善水質(zhì)，實現(xiàn)核電廠的持續(xù)發(fā)展。

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